绝缘技术监督
一、绝缘技术监督概述
高压电气设备绝缘技术监督工作,是通过定期、定项目测量高压电气设备的绝缘性能,及时了解和掌握其变化及规律并使之保持在良好状态下运行。对在基建、安装、调试、运行和检修中查出的设备绝缘缺陷,根据其对安全生产的威胁程度不同作出跟踪、处理、更换等具体决定,达到减少和预防绝缘损坏事故的发生。开展绝缘监督工作以来的实践证明,只有认真坚持绝缘监督工作,及时发现和消除设备的绝缘缺陷,绝缘事故就少发生。只要稍有放松,绝缘事故就会接连发生,严重威胁安全发供电。“文革”期间监督工作处于停顿状态,检修及制造质量明显下降,使得70年代全国发电机、变压器、互感器、开关等设备绝缘就接连发生,如某省电网在1982年前的短短几年中就先后发生过8台次110~220kV耦合电容器绝缘损坏及爆炸事故,就是有力的佐证。80年代初进一步狠抓了绝缘技术监督工作后,电气设备的绝缘事故得到明显的抑制。但近年来,由于经济大潮的冲击,高试、检修人员的技术素质和责任感有所下降,以及设备制造质量的不稳定,电气设备绝缘损坏事件时有发生,且有上升趋势,设备绝缘情况不容乐观。为了使电气设备绝缘损坏事故降到最低程度,多年来根据我国的国情,设立了绝缘技术监督这样一项专业工作来进行绝缘技术监督管理。这是一项跨专业且要求严密管理的工作,是一项面广、介入程度深(有时会涉及到一垫圈、一颗螺丝的状况好坏)、工作繁杂及跨越时间很长的工作,需要多方协作及多方支持才能将这一工作搞好。
绝缘技术监督工作的内容可分为技术管理及绝缘诊断技术二部分。在绝缘诊断技术飞速发展的今天,开发了大量的测试仪器,使测试技术达到了新的高度。部分从事绝缘测试技术的人员一般对测试方法、仪器的灵敏度及准确性比较重视,而通过大量细致的技术管理工作去深入了解电气设备绝缘性能的变化,有效地绝缘损坏方面就显得欠缺一些,为此必须实行技术管理与诊断技术相结合的格局,才能真正使技术监督工作走上正规。为了切实做好绝缘监督工作,各网、省局都分别制定了网、省局绝缘技术监督工作条例,具体明确了网局(网院)、省局(省所)、基层局、厂的职责范围及管理体制,做到有章可循,特别对各级专职(责)的设立部门及具体工作都作了相应的规定。监督工作的性质要求监督专职(责)人员要相对稳定,这是由于目前的管理模式、资料及经验的积累都要经过较长时间方能达到。今后是否能通过数据的计算机管理及“专家系统”的建立使绝缘监督工作从繁重的管理工作中解放出来,还有待进一步努力。
高压电气设备种类繁多,形成各异,在系统运行中将受到各种环境和工况的考验,内部绝缘材料也将受到机械、脏污、水分、温度、电压等的考验,会存在自然和加速老化甚至突发性损坏。一旦电气设备绝缘损坏将造成整台设备退出运行,有的还会放大成系统大范围的停电,在现代社会这是一种灾难。努力降低和预防电气设备事故,特别是降低和预防绝缘损坏事故(由于绝缘损坏事故不但占电气设备事故总数的比例甚高,且修复的时间较长,费用较大)已成为电力系统迫切需要解决的课题,各国也都投入巨资进行各类电气设备绝缘测试技术的开发和装备,不断探索新的测试技术,使设备中的绝缘缺陷更灵敏、更有效得到发现,掌握绝缘缺陷的发展趋势和处理的最佳时机。
多年来,我国所使用的电气设备不论在单机容量、电压等级、材料优化、结构和制造工艺等方面都出现了飞速发展,相应的测试技术同样也得到了长足的进步。单从我们所关心的绝缘材质、结构而言同样发生了巨大的变化,设备内部在绝缘上的电场也由不均匀电场为主发展为以目前的均匀电场为主,大大提高了绝缘材料的利用率。对投运设备来讲,单机容量越大,设备电压等级越高时,出现一次绝缘损坏,修复的时间和费用都将大幅度提高。SF6组合电器就更是如此,往往处理一起绝缘缺陷的时间将比单一元件(即目前的分布式结构)设备处理时间增加数十倍之多。这就对设备制造的设计、选材、工艺提出了很高的要求。另一原因是由于超高压电网已成为电力系统的主网,我们沿用的破坏性试验项目(耐压)在现场已很难实施。又由于绝缘裕度较小,考虑到破坏性试验的累积效应,预试中破坏性测试项目已不宜进行。目前为提高绝缘检测的灵敏度,除常规预试项目(电气部分)外,增加不少在线的和微观的测试项目,如气、液相色谱测量、微量水、金属元素、局部放电、远红外测温、发电机绝缘过热等。就局部放电测量而言,又分为电气法和噪音法。这些测量方法不论测量和分析,难度都有所增加,对所测结果更需要进行仔细的观察和分析,有时细微的异常不被重视便可能导致设备的重大损坏。
但对设备异常情况的发现,不仅从有关的测试数据可以看到,有时从电气运行和检修中同样可以得到十分重要的信息。如电气运行人员通过观、听、嗅、摸等手段便可及时发现大量设备缺陷。检修人员利用设备解体的有利条件更可直接发现某些测试无法及的绝缘缺陷。下面举几个具体例子说明运行、检修发现的一些绝缘缺陷,有效地防止了绝缘事件的发生。如:某发电厂一台220kV充氮密封流变气位指示杆异常冲顶,系主屏绝缘缺陷引起;某电力局一台220kV断路器在运行中有异常放电声,系严重进水;某电力局一台220kV变压器顶部在运行中发出异常放电声,系一支220kV电容套管未屏断线所致;在运行中由运行人员查出的套管油位至零(即上下密封均不良)、油位冲顶(下密封不良)和潜油泵轴承损坏等缺陷。检修人员在检修过程中查出的缺陷就更多了,如设备进水、变压器线圈上有大量铁锈碎末、铁芯段间短路及多点接地、低压引线断裂、电流互感器一次导电回路接触不良等。反之,由于运行和检修等部门的疏漏,同样也会赞成了不可挽回的损失,如带地线或短路线合断路器造成设备的损坏;在检修过程中转动部分的螺栓未拧紧,造成螺栓飞出去坏发电机定子线棒或线圈;密封不良引起进水、进气造成设备被迫停运;开关拒动(包括开关机构自身及继电保护拒动)扩大事故;基建过程中放炮飞石打坏运行中设备;设计中开关柜未接地,事故时高压串入控制回路造成直流熔丝熔断,导致开关无法切断故障,烧损多面10kV开关柜的事件等。由引可见,为降低电气设备的绝缘损坏事件,需要多方的共同努力方能达到,这就需要提高全体职工的监督意识,从监督工作的重要性及每一个职工在监督工作中的位置,进行有系统的分析讲解,真正树立主人翁的工作作风,踏踏实实地做好每一件工作,这样绝缘技术监督的各项具体工作才能得到有效的落实与贯彻。提高全体职工的监督意识也是实行高质量监督管理的前提。
多年来,在绝缘技术监督中一直推行管理出效益的做法,坚持从“预试、消除绝缘缺陷”这两项最根本的工作抓起,发现及消除大量绝缘缺陷。但仍应看到我们的不足之处,全员监督意识未能树立起来,经济大潮对主业的冲击,造成制造、检修、运行质量日趋低下,这就要求我们将工作做得更细、职责分明,努力提高监督工作质量,为防止绝缘事故频繁发生作出我们应有的贡献。
二、电网绝缘技术监督工作现状
电网自80年代初进一步开展绝缘技术监督工作以来,首先完善了必要的规章制度,除监督工作的技术标准、规程由部、网制订下达外,省网先后制订了《绝缘监督工作条例》、《电气设备预防性试验规程补充规定》、《电气设备绝缘定级办法》、《绝缘技术监督劳动竞赛评比条例》、《电力系统电气设备预防性试验装备水平(电气部分)的若干规定》、《电力系统高压电气设备绝缘技术监督管理配置》等有关条例及办法,从体制、规程、设备及管理配置、定级、评比等,系统地将整个绝缘监督工作纳入有序化的管理。下面就有关局、厂方面的具体事宜简单介绍如下:
(一)基层局、厂的监督管理模型
为了切实有效地开展绝缘技术监督工作,监督网的成立与信息的及时传递就显得十分重要,基层厂、局的监督网通过多年实践与调整,如今已形成了比较成熟的格局,如图7-1、图7-2所示,图中,由于框简化,班组未具体标出。
如图7-1及图7-2中可看出,一个单位的绝缘监督日常管理工作,高度集中于生技科(处)一级的绝缘监督专职(责)人身上。换言之,一个单位绝缘监督工作开展得好与坏,很大程度上决定于生技一级监督专职(责)的工作,不少搞得较好的单位都有相同的感受。反之教训也是深刻的。如某些单位绝缘监督工作一直搞得有声有色,因生技一级绝缘监专职(责)不安心该岗位的,使井井有条的工作停了下来,使连贯性管理工作中间出现了管理空白,留下了不少隐患,这是造成监督指标完成时好时坏的直接原因之一。由此也要求各级监督专职(责)人员能相对保持稳定。同时要求各级领导支持监督专职(责)人的工作,不宜使其兼职过多。
生产单位生技部门的绝缘专职(责)人是一个单位主管绝缘监督具体工作的总责任人,如图7-1或图7-2中所示,负责运行、检修、高试、油化及基建全过程的有关绝缘方面的试验报告审核、缺陷管理、设备选型、技术反措、事故分析及技术管理、技术监督职能。在实际执行中,大多数单位对运行和检修的绝缘监督管理尚不够完善,有时甚至被疏忽。但在运行和检修工作中发现和消除了大量的绝缘缺陷,为防止绝缘损坏事故作出了应有的贡献。如某厂220kV流变(胶囊充气密封)气位标杆在运行中异常升高,后被解体证实为主绝缘局部缺陷所致;某单位220kV断路器(SW4)在运行中树内部有异常放电声,后经证实为220kV电容套管末屏引线(内部)断开;而检修部门发现和消除的缺陷数量就更是数不胜数。作为监督网的重要成员,如何严格要求,努力提高巡视和检修质量,加强管理,系统地积累有关资料,并使之科学化和规范化,尚有很多工作要做。
油的色谱、介质损失(简称介损)、微水测量及SF6气体含水量的测定,是反映绝缘状况及缺陷的有力手段,但这一工作需要多个工种和班组协同配合方能完成。在如何进行有序化管理方面有时较乱,特别是反映在基建阶段,有时各方(生产、建设、基建安装调试)都来管,而有时直至投运前还无人过问。从最终必须移交生产投运一点看,生产单位生技部门监督专职(责)一定要管起来。考虑到专业归口管理,周期监督、数据分析、台帐建立归口管理,周期监督、数据分析、台帐建立归属绝缘监督。分析准确度及油务、气体管理属化学监督(油务监督)。但目前油的取样及SF6的取样测试,在一些单位还比较含糊,可以这样也可以那样,特别是由未经培训和不了解标准的人员进行,质量就难以确保,所以各单位在制订“绝缘监督工作条例实施细则”(单位标准汇编)时应将这些细节范围规定下来,并经一定的技术培训后开展工作。
实行全过程技术监督,有利于新投运的电气设备能更好地达到安全、经济、长期运行,充分发挥应有的经济效益。各级建设单位和安装、调试单位如何将全过程技术监督管理作为自身的责任,努力提高工种综合质量,不仅是为了满足生产单位的需要,同样也是自身参与竞争的需要。对生产单位而言,实行全过程技术监督管理可使投运初期的电气设备损坏事件大幅度下降,如参与设计审查,可推荐更多质量可靠、维修方便的产品投入电网运行,同时也可防止一些劣质产品的投运(除发电机、变压器等大型设备外,未经鉴定和无良好运行业绩的产品,不应推荐在主要工程中使用,以避免造成不可挽回的损失);对一些反措及完善性项目尽量安排在基建阶段完成,如氧化锌避雷器装设运行中全电流的表计等;对大型或关键设备去制造厂监制和见证,可及时了解或解决制造过程中出现的问题,对提高制造质量是有益的,同时也为生产提供了极为可贵宾原始记录。
通过建设单位、安装调试部门设立的阶段性监督专职(责)与生产部门设立的监督专职(责)的共同努力,对安装调试过程中发现的问题互通信息、取得共识,可得到较为圆满的处理。如某厂一台360MWA变压器在安装过程中发现穿缆引线太短,在安装时用力过大可能引起引力锥及绕线变形,事后进行了解围屏检查及局部放电量测量;又如一台25MVA厂用变压器在吊罩时发现箱体底部有沉积水及锈迹,这在以往的基建安装过程中由安装人员擦掉也就算了,而通过严格的监督管理,处理类似的问题时,一般都能查找进水的原因并予以消除,而且将这一缺陷情况如实记录作为资料移交给生产。反之有些单位没有紧紧抓住全过程管理这一环,以致在新设备投运初期就发生了绝缘损坏的现象。但在此也重复一下,即建设单位质保及安装调试(工地)所设立的监督专职(责)人均属临时设置,故设在生产生技部门的监督专职(责)应主动多与他们联系,并将发现和消除的缺陷及时记入台帐中。
(二)基层单位的分层管理
基层单位技术监督管理工作应分层次进行,分层时应充分注意到设备的重要性及分析的难易程度,基层单位一般以分三级为好,即生技专职(责)人、场(队)专责员、班组技术员(或班长)。生技绝缘专职(责)人应管辖主要电气设备及部分重要设备(如并联电抗器及高压厂变等)的报告审核、存档、分析、缺陷管理、反措、台帐登录、周期的监督实施等。班组一级应对3kV及以上全部电气设备进行管理。对本单位认为数量大、试验项目较少、较易进行绝缘分析判断的一般电气设备(具体设备分类清单应由生技、场(队)、班组共同商定并订入本单位的绝缘监督工作条例实施细则,并经总工程师审批后)进行报告审核、归档,仅在发现绝缘缺陷时,需将情况向场(队)、生技专职(责)报告。场(队)专责员负责管理的部分为除班组负责全权管理范围外的全部高压电气设备,管理内容应与班组、生技一致。分为三级管理的原因是通过层层审核、分析把关,使主设备的一些隐形绝缘缺陷不致疏漏,并通过这一管理使缺陷处理认识达到统一,即紧迫性、必要性及处理工艺在分析认识过程中逐步形成。
(三)基层单位绝缘监督工作条例实施细则的制订
基层单位的绝缘监督工作条例实施细则,在制订中应注意以下几点。
1.分工必须明确
特别是对各生产班组,如取油样技术负责应由化学为主,配合班组为电气检修,至于选用何种取样接头,应由化学根据取样要求而定,具体由电气检修代为安装,而对取样接头本身的质量、清洁工艺等化学应向电气检修交底。又如备用六氟化硫气体及绝缘油的管理(特别是化学和电气都不进行的项目更应明确部门),定检的项目及标准,六氟化硫气体水分测试方法把关,注入和回收的工艺、备用数量控制等也都规定由何部门负责。试验需要的一、二次线的拆装,仪器、仪表的定校及维修,报告及台帐的最长出具及登录时间,监督分析会的周期与参与人员,库房电气备品管理的监督等,这类分工,必须做到明确、具体且尽可能的细,将随意性降到最低程度,使每一件事都可迅速落实,不致于相互推委。
2.工作内容必须详尽
一个班组、一级监督专责都该做哪些工作应具体一些,尤其是对运行和检修的缺陷管理不能疏漏,应定时了解。缺陷管理的处理栏填写要求尽量详尽,不能出现“已处理”、“已消缺”等字样,是怎样处理就怎样填写。对高试、油化及六氟化硫气体含水量的测定,班组应订得更具体一些,如定期对预试完成及定级图板进行核对,重大试验项目应编写试验方案,原始记录、报告及台帐的管理应规范化等。尽可能做到具体工作范围及程度都比较明确,如班组测试仪器应制定相应的定检和定期维护制度,发现设备绝缘缺陷通过何种方式及时汇报的报告制度,发电机及主变压器等的耐压试验应由总工到场监试等。通过各项条件的贯彻,各单位在绝缘监督工作中不应留死角,不出现工作推诿现象,事事有人关心,件件工作能得到较好的落实与处理,这样才能说一个单位的绝缘监督工作关系理顺了,长期确保高压电气设备绝缘健康水平才能有可靠的基础。
(四)技术管理
为了对全网电气设备绝缘状况进行有效监控,应实行分级管理。分级的原则是以该设备对电网的重要程度而定分主要电气设备及一般电气设备二类。主要电气设备是指40MW及以上发电机(包括调相机),全部220~500kV一次系统电气设备及110kV变压器。主要电气设备由省局、各基层局、厂(包括修试场、队及有关班组)共同管理。每季需将这些设备的绝缘情况如实上报,对重大问题及绝缘损坏事件更是要求及时报告,并设立信息月报。除以上设备以外的高压电气设备属一般电气设备,以各基层局、厂管理(包括修试场、队及有关班组)为主,仅需将统计情况上报,但在发生绝缘损坏事件时仍应在报表中将情况反映出来。