如果你是设备运维人员,会不会经常琢磨:怎么才能在设备出大问题前,就知道它的绝缘层快不行了?其实设备自己会“说话”——当绝缘层开始老化时,会产生局部放电,这就是它发出的“求救信号”。可这信号又弱又隐蔽,咋才能准确读懂?答案就是高压试验变压器。
先弄明白:为啥局部放电是“求救信号”?咱们可以把设备的绝缘层比作一件“保护衣”,一旦这件“衣服”出现小破洞(比如绝缘材料内部的微小空隙、生产时留下的细微杂质),当设备通电后,破洞处的电场会比其他地方强很多,就会产生局部的、微弱的放电现象。这种放电不会立刻让设备坏掉,但会慢慢“侵蚀”周围的绝缘材料:放电时产生的少量热量,会让绝缘层的老化速度加快,小破洞逐渐变成大破洞,直到“保护衣”彻底失效,设备就会突然出现故障。比如小区里的配电开关柜,要是内部电缆接头的绝缘层有局部放电却没发现,可能几个月后就会因绝缘击穿引发短路,导致整个小区停电。
可最让人头疼的是,这“求救信号”太不显眼了——放电强度可能只有几皮库(一种极小的电量单位),肉眼根本看不见,普通的检测仪器也很难捕捉到。这时候,高压试验变压器的作用就凸显出来了:它能通过模拟设备实际运行时的电压环境,让这微弱的“求救信号”变得清晰可辨。
很多人会好奇:高压试验变压器是怎么“放大”信号的?其实原理不复杂。设备在正常运行时,承受的是额定电压,有些轻微的局部放电在这个电压下信号特别弱;而当设备遇到雷击、电网波动等情况时,会承受比额定电压高的“过电压”,这时候局部放电的强度会明显增加。高压试验变压器就能精准地模拟出这两种电压状态——它可以根据需要,输出和设备额定电压一致的电压,也能输出符合国家标准的过电压,让设备在安全的“模拟场景”下运行。这时候再用专用的局部放电监测仪去检测,就能轻松捕捉到放电信号,甚至能更准确地判断放电的严重程度。
举个实际的检测场景:某工厂要对一台使用了5年的大型异步电机做绝缘检测。工作人员先将高压试验变压器的高压端与电机的定子绕组相连,低压端接地,然后缓慢升高电压,先升到电机的额定电压(比如10kV),保持一段时间,同时用监测仪记录放电数据。如果在额定电压下,监测到的放电量稳定在10皮库以下,说明电机绝缘层状态良好;接着,工作人员会把电压升到额定电压的1.73倍(符合行业检测标准的过电压值),再观察放电情况——如果放电量没有明显增加,就说明电机能承受偶尔出现的过电压,还能继续使用;要是在过电压下放电量突然飙升到几十皮库,就说明绝缘层存在较严重的缺陷,需要拆开电机检查定子绕组的绝缘情况,及时更换老化的绝缘纸。
而且高压试验变压器的检测还很“灵活”——不管是新设备出厂前的质量检测,还是老设备定期的运维检查,它都能用。比如生产高压电缆的厂家,每批次电缆出厂前,都会用高压试验变压器模拟电缆实际运行时的电压,检测是否存在局部放电,确保产品合格;而电网公司的运维人员,每年会对变电站里的关键设备用高压试验变压器做一次绝缘检测,提前排查隐患。
可能有人会问:不用这种方式,还有其他办法检测局部放电吗?确实有一些简单的检测方法,比如用红外热像仪看设备表面的温度变化,但这种方法只能发现已经比较严重的局部放电(因为严重放电才会产生明显的热量),没法发现早期的轻微放电。而高压试验变压器能检测到早期的微弱放电,相当于在设备刚发出“求救信号”时就接收到,能为运维人员争取到充足的时间去处理,避免小问题变成大故障。
既然高压试验变压器能精准读懂设备的“求救信号”,提前揪出绝缘隐患,那是不是就能大大减少设备突然停机带来的损失?