高寒地区电力设备低温运行模拟与测试装置：开创电力设备低温性能测试新篇章 CNR223-198

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了高寒地区电力设备低温运行模拟与测试装置：，有效提升了作业效率与安全水平。东北及西北等高寒地区冬季气温极低，户外电力设备长期处于极端低温工况。低温会改变绝缘材料的介电特性与机械部件的动作性能，使变压器、互感器、断路器等主设备在运行中面临绝缘裕度下降、机械卡涩等风险。长期以来，设备低温性能的验证缺乏贴近实际运行环境的测试手段。

传统检测多在常温实验室完成，无法复现户外低温条件。部分现场试验受环境温度制约，难以在恒低温下施加高压进行诊断性测试，导致设备在低温下的真实状态无法被准确掌握。这一测试能力的缺失，直接影响到高寒地区电力设备交接验收与运维决策的科学性。

针对上述问题，项目开发了一种温湿度可调的高寒地区电力设备低温运行模拟与测试装置，旨在复刻主设备户外低温运行环境，并在恒低温条件下实现高压诊断性测试。

存在问题

• 低温环境难以复现。户外自然低温条件不可控，实验室常温环境与高寒现场差异明显，设备真实低温工况无法在受控条件下还原。
• 恒低温下高压测试能力不足。常规试验装置难以在持续低温环境中施加高压，交接与诊断试验无法在低温工况下开展。
• 检测电压等级受限。既有平台电压等级偏低，无法涵盖变压器、互感器、断路器等关键主设备的低温检测需求。
• 温湿度参数不可调。多数装置仅能提供单一温度条件，无法模拟温度与湿度协同变化的复杂工况。
• 测试数据支撑不足。缺乏低温条件下的系统性检测数据，运维策略制定缺少依据，设备低温性能评估难以量化。

创新目标

项目目标是建成一套温湿度可调、可在恒低温下开展高压诊断性测试的模拟装置，温度模拟范围涵盖-60℃至+60℃，检测电压等级提高至220kV，适应变压器、互感器、断路器等关键电力设备在低温环境下的检测与验证需求，为高寒地区输变电设备的交接、诊断试验及评估提供技术手段。

技术方案

装置由温湿度调节系统、高压测试系统与试品承载结构组成。温湿度调节系统负责在设定范围内营造稳定的低温环境，并可按测试要求调节湿度参数；高压测试系统在低温舱内对试品施加检测电压，完成绝缘性能与机械性能的检测。试品承载结构适配变压器、互感器、断路器等不同主设备的安装与接线需求。

操作流程上，先将待测试品安装于低温环境舱内并完成接线，随后按测试方案设定目标温度与湿度，待环境参数稳定后施加检测电压，开展绝缘性能与机械性能检测。测试过程中记录各项参数变化，测试结束后对数据进行分析，形成设备低温性能评估结论，用于交接验收或诊断试验。

创新亮点

• 宽温域模拟：温度模拟范围涵盖-60℃至+60℃，可复刻高寒地区户外低温运行环境，并支持恒低温条件下的持续测试。
• 高压诊断能力：检测电压等级提高至220kV，可在低温环境中对主设备开展高压诊断性测试，填补低温高压联合测试的空白。
• 温湿度可调：温度与湿度参数均可按测试需求调节，能够模拟多种复杂工况，提高测试的贴近性与涵盖面。
• 多设备适配：可适应变压器、互感器、断路器等关键电力设备的低温检测及验证需求，适用范围广。
• 技术成熟度高：装置已完成实验室环境验证，具备进一步产业化的条件，可对外提供专门技术服务。

落地应用效果

装置已完成实验室环境验证，技术成熟度较高，具备产业化条件。应用方面，可为供电公司、超高压公司等电力系统内部企业提供技术服务，也可为吉林电力股份有限公司、国家电力投资集团有限公司等发电企业及建设单位提供外部技术支持。通过低温性能测试服务，帮助用户掌握设备在极端低温环境下的性能表现，据此制定运维策略。

产出物：高寒地区电力设备低温运行模拟与测试装置一套，以及相应的低温性能检测与评估服务。

适用场景：高寒地区输变电设备交接试验、低温诊断试验、设备低温性能评估，以及供电公司、超高压公司、发电企业和建设单位的设备检测需求。

常见问题

Q：该装置能模拟哪些温度条件？

A：温度模拟范围为-60℃至+60℃，并可在恒低温条件下开展高压诊断性测试，湿度参数同样可调。

Q：装置可检测哪些电力设备？

A：可满足变压器、互感器、断路器等关键电力设备在低温环境下的检测及验证需求，检测电压等级为220kV。

Q：目前装置处于什么阶段？

A：已完成实验室环境验证，技术成熟度较高，具备进一步产业化条件，可对外提供低温性能测试服务。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。