概论

为了发现运行中的电力设备的隐患，预防发生事故或设备损坏，应对设备进行检查、试验或监测，也包括取油样或气样进行的试验，统称为电力设备预防性试验。预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。《电力设备预防性试验规程》（本书以下可简称《规程》）是电力行业生产实践及科学试验中的一部非常重要的、常用的技术标准，是电力系统绝缘技术监督工作的主要依据，在我国已有将近60年的使用经验。目前使用的版本DL/T 596—1996是电力行业标准，至今已20多年，该版本取代了1985年版。1985年版的名称为《电气设备预防性试验规程》，其内容反映的是我国20世纪70年代末、80年代初的电力工业技术水平和外部条件，适用于330kV及以下的电力设备，该规程在生产中发挥了重要作用，并积累了丰富的经验。改革开放后，我国电力工业发展迅速，大机组、超高压设备大量投运。随着电力生产规模的扩大和技术水平的提高，电力设备品种、参数和技术性能都有了较大的发展，1985年版本已经不适应新时代的要求，需要对其进行补充和修改。1991年原国家能源部电力司开始组织力量对原《规程》进行修订，历时5年终于形成1996年版本。该版《规程》规定了各种电力设备预防性试验的项目、周期和要求，用以判断设备是否符合运行条件，预防设备损坏，保证安全运行。《规程》覆盖了500kV及以下的交流电力设备，从国外进口的设备应以设备的产品标准为基础，参照执行该标准。该标准不适用于高压直流设备、矿用及其他特殊条件下使用的电力设备，也不适用于电力系统的继电保护装置、自动装置、测量装置等电气设备和安全用具。

1996年版《规程》的具体内容实际上已经超出了预防性试验的范围，如《规程》规定的试验周期，不仅有定期、必要时，还有大修、小修后的试验，更换新组件的试验以及新设备投运前的试验。因此，从应用场合上看，它有别于工厂试验和现场新安装设备后的交接试验，是属于运行维护的范畴，取名为《电力设备维护试验规程》更恰当。“维护”一词包含了预防性维护、预知性维护和消缺性维护，正是1996年版《规程》的实际内容。所以，我们在使用该《规程》时，不能顾名思义（因为大家已经习惯于“预防性试验”一词了），而是要知道它的内涵和实际使用范围，从而更好地发挥《规程》的作用。

1996年版《规程》中试验周期的含义如下：

（1）定期试验。定期试验的“定期”是指例行的、周期性的试验，也包括按照制造厂家或其他标准的规定，运行到满足一定条件时必须做的试验。《规程》中对定期试验的周期一般规定为1～3年，运行单位可在1～3年内自行规定为1年、2年或3年。某些单位由于运行维护工作做得很好，以及对绝缘油中气体等的定期测试、在线监测技术的应用，能对电气设备做到心中有数，因此停电试验的周期可以超过3年，如1～5年等。

（2）大修试验。为了保证和检验设备大修质量，在大修前、大修中或大修后必须做的试验检查。

1）大修前试验项目属于大修停机后、检修开工前应做的有关试验项目。

2）大修时试验项目属于检修中应该做的试验项目。

3）大修后试验项目属于检修完毕重新投入使用前应该做的试验项目。

（3）检查性试验。在定期试验中如果发现有异常时，为了进一步查明故障而进行的相应试验。检查性试验也可称为诊断试验，或跟踪试验。这种情况在《规程》的周期一栏中往往注明为“必要时”。

有的试验项目可能既是定期试验项目，又是检查性试验项目。绝缘油中的气体色谱分析，既是定期试验项目，又是检查性试验项目。例如，运行中变压器的气体继电器动作后，作为检查性试验一般都要同时取油样及气体继电器中的气体做色谱分析。

1996年版《规程》发布实施至今，未废止，也未再进行修订，这在我国当前的技术标准中较为少见。而以该版《规程》为基础，目前衍生出了多项国标、行标以及电力企业技术标准。这反映出1996年版《规程》确实凝聚了众多专家、工程技术人员及广大一线电力职工的智慧和经验，从而具备了极强的生命力。同时，由于进入21世纪以来，我国电力体制、电网发展方式以及检修方式都发生了巨大的变化。在电力体制方面，经过2002年的“厂网分开”改革，形成了两家电网公司、五家发电集团，以及一些地方电力公司和发电公司的格局，使得《规程》的执行出现了多样性。其中，对于500kV及以下等级的交流电气设备的预防性试验，各发电集团继续在执行1996年版《规程》。南方电网有限公司则以1996年版《规程》为基础，于2004年制订、发布、实施了该公司的企业标准《电力设备预防性试验规程》，该标准于2011年进行了修订。

在电网发展方式方面，以750kV官亭—兰州东输变电示范工程2004年开工建设、1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程2006年开工建设为标志，我国超特高压电网建设进入快速发展阶段。目前西北750kV联网已初步实现，同时750kV电网也将成为西北各省区的骨架电网。通过交流1000kV、直流±800kV联网的全国特高压电网也正在形成中。在示范工程建设的同时，有关单位和部门本着标准先行的原则，按照1996年版《规程》的模式，先后制订、发布并实施了国家电网公司企业标准《750kV电力设备预防性试验规程》（Q/GDW 158—2007）、国家标准化指导性技术文件《1000kV交流电气设备预防性试验规程》（GB/Z 24846—2009、电力行业标准《±800kV特高压直流设备预防性试验规程》（DL/T 273—2012）。这些标准为超特高压电网的安全、可靠运行发挥了至关重要的作用。其中，《750kV电力设备预防性试验规程》（Q/GDW 158-2007）也被许多发电企业所采纳，用于开展对750kV电气设备的预防性试验。

在检修方式方面，针对传统计划检修模式下电气设备存在检修不足、过度检修等问题，国家电网公司于2008年开始，逐步推行状态检修，以替代传统的计划检修，并为此制订了一系列技术标准，其中就包括《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168—2013）（本书以下简称《状检规程》）。此后，《状检规程》上升为电力行业标准，标准号为DL/T393—2010。《状检规程》立足于电网设备的安全运行，而不单一强调试验；周期依据设备状态有增也有减，而不是简单延长；试验项目分为例行和诊断两大类，突出了可操作性。此外，《状检规程》逐一重新审定试验数据的分析判据，提出了新的试验数据分析方法，增加了设备状态的简明认定方法。《状检规程》把状态检修的思想贯彻在了各个环节，并且采纳了适当放宽停电的例行试验，加强带电检测的技术思路。这里所谓“放宽”也是积极稳妥、留有余地的。《状检规程》将试验分为了巡检、例行试验和诊断性试验三种类型，含义如下：

（1）巡检。为掌握设备状态，对设备进行的巡视和检查。

（2）例行试验。为获取设备状态量，评估设备状态，及时发现事故隐患，定期进行的各种带电检测和停电试验。需要设备退出运行才能进行的例行试验称为停电例行试验。《状检规程》的例行试验需要与电气设备出厂时的例行试验加以区分，设备出厂时的例行试验是指每台设备都要承受的试验。

（3）诊断性试验。巡检、在线监测、例行试验等发现设备状态不良，或经受了不良工况，或受家族性缺陷警示，或连续运行了较长时间，为进一步评估设备状态进行的试验。

对于巡检、例行试验，《状检规程》也规定了可以进行调整的试验周期，称为基准周期。例如，规定各单位停电例行试验基准周期可以根据据设备状态、地域环境、电网结构等特点，酌情延长或者缩短。在设备基准周期基础上，根据设备实际状态，设备实际试验周期还可进行调整。《状检规程》还提出了轮式的概念，即对于数量较多的同厂同型设备，若例行试验项目的周期为2年及以上，宜在周期内逐年分批进行。试验周期的灵活调整和轮式概念的提出，改变了以往不顾设备状态、“一刀切”地定期安排试验和检修，纠正了状态检修概念混乱，盲目延长试验周期的不当做法，为状态检修工作的开展提供强有力的技术保证。

电力设备在制造、运输和检修过程中，有可能因发生意外事故而残留潜伏性缺陷；在长期运行过程中，又会受到电场、导体发热、机械力损伤与化学腐蚀以及气象环境等的作用，在这些外界因素的影响下，可能逐渐产生缺陷，使其绝缘性能变坏，这就是通常所说的劣化。劣化的绝缘有些是可逆的，有些则不可逆。例如，绝缘受潮后，其性能下降，但进行干燥后，又可恢复其原有的绝缘性能，显然它是可逆的。再如，某些工程塑料在湿度、温度不同的条件下，其机械性能呈可逆的起伏变化，这类可逆的变化，实质上是一种物理变化，是一种没有触及化学结构的变化。若绝缘在各种因素的长期作用下发生一系列的化学、物理变化，导致绝缘性能和机械性能等不断下降，呈现出不可逆的劣化，称为老化。例如，局部放电时会产生臭氧，很容易使绝缘材料发生臭氧裂变，导致材料性能老化；油在电弧的高温作用下，能分解出碳粒，油被氧化而生成水和酸，都会使油逐渐老化。正确区分绝缘的可逆劣化和不可逆劣化，在预防性试验中具有重要意义。

为分析、判断方便，通常把绝缘缺陷分为集中性缺陷和分布性缺陷两类。

（1）集中性缺陷。指缺陷集中于某个或某几个部分。例如局部受潮、局部机械损伤、绝缘内部气泡、瓷介质裂纹等，它又分为贯穿性缺陷和非贯穿性缺陷，这类缺陷的发展速度较快，因而具有较大的危险性。

（2）分布性缺陷。指由于受潮、过热、动力负荷及长时间过电压的作用导致的电力设备整体绝缘性能下降，例如绝缘整体受潮、充油设备的油变质等，它是一种普遍性的劣化，是缓慢演化而发展的。

电力设备绝缘存在缺陷时，其绝缘性能会发生变化，通过某种试验手段测量表征其性能的有关参数，即可查找设备的绝缘缺陷。目前，通常采用预防性试验手段来查找设备绝缘缺陷，并且它已成为我国电力生产中的一项重要制度，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。

电力设备预防性试验通常按其对被试绝缘的危险性进行分类，包括以下两类：

（1）非破坏性试验。在较低电压（低于或接近额定电压）下进行的试验称为非破坏性试验，主要指测量绝缘电阻、泄漏电流和介质损耗因数等电气试验项目。由于这类试验施加的电压较低，故不会损伤设备的绝缘性能，其目的是判断绝缘状态，及时发现可能的劣化现象。

（2）破坏性试验。在高于工作电压下所进行的试验称为破坏性试验。试验时在设备绝缘上加上规定的试验电压，考验绝缘对此电压的耐受能力，因此也叫耐压试验。它主要指交流耐压和直流耐压试验。由于这类试验所加电压较高，考验比较直接和严格，但也有可能在试验过程中给绝缘造成一定的损伤和破坏，故而得名。

应当指出，这两类试验是有一定顺序的，应首先进行非破坏性试验，然后再进行破坏性试验，这样可以避免不应有的绝缘击穿故障发生。例如进行变压器预防性试验时，当用非破坏性试验检测出其受潮后，应先进行干燥，然后再进行破坏性试验，这样可以避免变压器一开始试验就被损坏，造成修复困难。

多年来，常规停电预防性试验对保证电力设备安全运行起到了积极作用，但是随着电力设备的大容量化、高电压化、结构多样化及密封化，对常规预防性试验而言，传统的简易诊断方法已显得不太适应，主要表现如下：

（1）试验时需要停电。随着社会经济的快速发展，对供电可靠性提出了越来越高的要求，设备停电的难度也越来越大。在某些情况下，设备无法停运时，往往造成漏试或超周期试验，这就难以及时诊断出绝缘缺陷。

（2）试验时间集中、工作量大。我国的绝缘预防性试验往往集中在春季，由于要在很短的时间（通常为3个月左右）内，对数百甚至数千台设备进行试验，一则劳动强度大，二则难以对每台设备都进行十分严格的诊断，一些可疑数据可能会因为未仔细研究和综合判断，而导致设备带缺陷运行并最终发展为事故。例如，测得某220kV油纸电容式电流互感器的tanδ为1.4%，虽然小于《规程》限值1.5%，但比上年的测量值0.41%增长2.4倍，也判断为合格，结果投运10h后，就发生了爆炸。

（3）电气设备停电和运行时的状态等效性值得研究。对于传统诊断方法，试验电压一般在10kV及以下，由于试验电压低，不易发现缺陷，所以曾多次发生预防性试验合格后的烧坏、爆炸情况。例如，安徽省某地区曾发生 型耦合电容器试验合格，而运行不到3个月就爆炸的情况；东北地区某220kV少油断路器曾发生测得B相泄漏电流为7μA （小于限值10μA），判断为合格，投运10个月后就爆炸的情况。另外，停电后设备温度降低，测试结果有时不能反映真实情况。研究表明，约有58.5%的设备难以根据低温试验结果作出正确判断。

基于上述情况，目前需要开展以下两方面的研究：

（1）新的预防性试验检测参数与方法。近几年来，色谱分析、局部放电等试验项目的引入，使检测的有效性明显提高，但是对某些缺陷仍难以及时发现。这就需要继续引入一些新检测参数、新方法和新技术。例如，SF ₆ 气体绝缘设备的放电分解产物检测与分析，交联聚乙烯电缆的光纤测温，全封闭组合电器（GIS）的现场振荡冲击耐压试验，基于振动信号的变压器绕组变形检测等，目前都得到了深入研究，并逐步开始应用，为及时有效地发现设备缺陷发挥着重要作用。

（2）不停电检测。由上述可知，电力设备虽然都按照规定、按时做了常规预防性试验，但事故依然时有发生，其中一个重要的原因是现有试验项目和方法往往难以保证设备在一个试验周期内不发生故障。由于绝大多数故障的发生都有一个发展过程，这就要求发展一种连续或选时的监视技术，在故障发生前及时捕捉到缺陷信息，不停电检测技术就是为适应这一需要发展起来的。不停电检测包括在线监测和带电检测。由于多数设备的运行电压已远高于停电后的试验电压，如能利用运行电压本身对高压电力设备进行试验，就可以大大提高试验的真实性和灵敏度，能及时发现绝缘缺陷，这是不停电检测的一个重要出发点。

近年来，随着传感技术、通信技术、电子与计算机技术等的发展和应用，为不停电检测技术揭开了新的篇章。图0-1是不停电检测系统的一种基本结构示意图。由各种传感器系统所获得的各种信号（采集到的可能是电气参量，也可能是温度、压力、超声等非电气参量），经过必要的转换后，统一送进数据处理、分析系统。当然，为了采集处理不同的参量，还需要相应的硬件与软件来支持。在综合分析判断后给出结果，既可以用微型打印机打印，也可以直接存盘或屏幕显示。图0-1的实线部分可构成带电检测系统，该部分与上一级检测中心相连，即可组成在线监测系统。

可以预测，不停电检测有可能逐步取代常规停电预防性试验，但目前还无法实现替代。主要是因为不停电检测尚有迫切需要研究的问题，主要包括两个方面：一方面是确定绝缘诊断方法，即要测量什么参数，这些参数要发展到怎样的水平或出现怎样的模式作为预报故障的判据；另一方面是如何测准这些参数。总之，不能认为将常规停电预防性试验项目、测试方法都改为不停电检测就大功告成了，必须对上述问题进行充分论证，并重点研究信息传递手段的更新和绝缘劣化机理。

作为不停电检测的手段之一，在线监测近年来受到了高度重视，并得到了快速推广。然而运行经验表明，目前在线监测的作用远未达到预期。

（1）成熟的电气设备，在其正常的寿命周期内，故障的发生一般在千分之一以下，属于小概率事件。而部署在线监测系统，需要投入大量的人力物力，为每台设备安装传感器，并布置相应的信息处理及传输单元，逐层传递至站端及系统平台。而“守株待兔”式的捕捉偶然的突发事故，技术经济上很不合理。

（2）在线监测系统部署后，产生了海量的设备状态信息，需要有强大的后台分析诊断系统提供支撑。由于一些在线监测装置存在稳定性差，抗干扰能力不足等问题，会产生大量虚假信息，造成系统经常误报警，而少数能够真实反映设备缺陷的信息又有可能湮没在大量的虚假信息中被忽略。

（3）传感器的大量安装，有可能改变设备原有结构，从而留下故障隐患，为此还需投入一定的人力、物力防止由于传感器安装导致的设备故障发生。

有鉴于此，当前在线监测的重点已转向对电力变压器等关键核心设备，监测项目主要是技术已很成熟的绝缘油色谱、铁芯接地电流等。同时，作为不停电检测的另一种手段，带电检测既能克服停电试验的缺点，又可方便灵活的在现场实施，还不会影响设备的安全运行，在现场得到了越来越广泛的应用，并取得了良好的效果。随着传感器融合技术、物联网技术及人工智能技术的不断发展，在线监测和带电检测将会进一步互补融合，为电气设备的健康运行发挥重要作用。

医生为病人检查身体讲究“望闻问切”，而电气试验相当于是对电气设备进行体检，也要注意采取正确的方式方法，否则就有可能得出错误的结论。

（1）试验记录及试验报告。试验记录及试验报告应全面、准确的包含以下信息：

1）试验日期及天气条件，如试验日期、天气、温度、湿度等。

2）被试设备的铭牌参数、设备运行编号及安装位置等。

3）被试设备的状态，如试验时的本体温度、表面状况等。

4）试验设备及仪器、仪表的型号、编号及准用情况等。

5）试验依据。

6）试验方法和接线。

7）试验数据。

8）试验分析及结论。

9）试验人员签名。

（2）试验数据的确定。在高电压试验中除了要采用正确的试验方法和接线外，重要的是能够根据试验数据对被试设备的状态进行正确的分析和判断，这就要求试验人员熟悉每项试验的作用，熟悉电气设备的物理结构和等效电路，熟悉每项试验所能反映的问题，还要能够及时排除试验误差。在试验时一般采用如下方法对试验数据和结果进行处理：

1）试验接线、试验方法误差。接线和方法是否正确，试验电压、电流测量是否准确，比如做直流泄漏试验时，试验电压是否从高压侧直接测量，微安表的接入位置是否合理，是否采用了合适的滤波电容。特别是在做避雷器等非线性元件的直流泄漏电流时，如果电压测量不准，则会造成泄漏电流较大的误差。还有做介损试验时接线不同，测量结果也会有较大的差异。

2）仪器、仪表误差。仪器、仪表在长途运输、搬运和使用过程中有可能发生损坏，或产生较大误差，如不能及时检查、校对就会对试验结果造成严重影响。特别是一些测量表计、仪器，如分压器、互感器及各类表计等损坏后如不能及时发现，就会对试验结果产生较大的影响。仪器的容量和仪表的读数范围也至关重要。如仪器容量不足，或型式选择不正确，也会对试验结果产生较大的影响。而对于仪表的选择，则是应选择在仪表读数刻度的30%～80%范围内，如果靠近上限或下限读数则误差就较大。

3）被试品表面状况。对绝缘试验而言，被试品的表面状况对试验结果会产生很大的影响，所以在试验前应彻底清擦被试品表面或采取屏蔽措施，消除被试品表面污秽对试验结果的影响。

4）环境条件。温度、湿度对试验结果会产生很大的影响。在进行绝缘试验时，被试品温度一般不低于5℃，户外试验应在良好的天气进行，且空气相对湿度一般不高于80%。全国范围内，每次现场试验都达到这样的要求，实际上并不容易。因此，对于不完全满足上述温度、湿度条件时，也可根据实际情况开展试验，测得的试验数据应进行综合分析，以判断电气设备是否可以运行。必要时，在温度、湿度达到要求的条件下，应安排复测。

5）各种干扰的影响。对于发电厂、变电站的电气设备，往往处于电场干扰、磁场干扰等复杂电磁环境下，而大多数项目如绝缘介质损耗试验、局部放电试验等，容易受干扰影响，使试验结果产生较大的偏差，因而在试验时需采取切实可行的措施消除干扰对试验的影响。

在完成某项试验后，特别是当某个试验数据有问题时，不要急于对被试品下结论，而是要对试验接线、试验方法，仪器、仪表反复检查，对试验条件、外部环境进行仔细分析，对被试品表面状况进行认真处理，对各种干扰进行排除，必要时要采用不同的方法，不同的仪器、仪表，不同的接线进行复试。当所有可能影响试验结果的因素全部排除后，再确定试验数据。

（3）试验结果分析。对电气设备做一系列的试验项目，目的是通过试验来判定被试设备的运行状态是否良好，有无潜伏性故障。一般应按以下方式对试验数据进行分析，从而得出试验结论：

1）将试验结果与规程、标准比较。看试验结果是否符合规程、标准的要求。在电力系统中，交接试验有交接试验标准，预防性试验有预防性试验标准，对绝大多数设备而言还有相应的设备标准。因此做什么试验，就要和什么标准相对照，看试验结果是否符合相应标准的要求，试验数据是否在规程标准规定的范围内。如是，则正常。如超出规程、标准的范围，则需找出原因。

2）将试验结果与历史数据比较。将试验结果与历史数据比较就是与初值进行比较。所谓初值是指能够代表原始值的试验值。对于不同类型的试验项目，由于影响因素不同，初值选取也就存在很大差异。如套管电容量，容易受到安装环境的影响，因此初值可选择交接试验值或者首次预试值。变压器绕组直流电阻不受安装环境的影响，因此初值可选择出厂试验值。再如变压器绝缘油色谱，在经过滤油处理后会发生显著变化，因此初值应选择滤油后的首次试验值。与初值比较应建立在完善的设备试验档案基础之上，确定设备参数的变化规律。如某一参数向劣化方向变化较大应引起注意，或应找到变化的原因。需要说明的是，比较试验数据时，要注意两次试验的外部环境条件和试验方法，以及所用仪器、仪表是否一致，一般应换算到标准条件下进行比较。

3）将试验结果与同类设备试验结果相比较。在电力系统中进行交接或预防性试验时，往往都是对一批设备做试验，这时可将试验结果或数据与同类设备的试验结果相比较，或将其中一相设备的试验结果与另外两相进行比较，一般情况下，不会有较大的差别。如差别过大，则应找出原因。此外，进行相间比较时，若三相试验结果均出现显著变化时，应从试验接线、试验方法，仪器、仪表等方面查明原因，通常电气设备绝缘三相同时劣化的概率极低。

4）将试验结果进行多种试验项目数据的综合分析。一项试验往往难以说明电气设备的真实状态，需要对多个试验项目数据进行综合分析，因此电气设备必要的试验项目应尽量做全，还要求对试验项目分门别类，进行归纳总结，比如属于绝缘类别的项目有哪些，属于特性类的项目有哪些等。 KIaG9D4RDyZOwQh54DCn652QqO7W0tWb4WhjzWikR0tnyBUQebJcw0QW2zde5lYu