关键词：电子式互感器合并单元现场校验方法
中图分类号：F407.63 文献标识码：A 文章编号：
电子式互感器由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，供测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。它相比传统互感器具有绝缘结构简单、体积小、抗饱和能力强、线性度好等优势，可避免传统互感器磁饱和、铁磁谐振、、CT断线导致高电压危险等固有问题。
合并单元是对远端模块（采集器）传来的三相电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按特定的格式提供给间隔级设备使用的装置。
合并单元结构
随着具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强电网的加快建设，甘肃省首个330kV智能化变电站--330kV永靖变电站投入运行，后续智能化变电站也即将开工，电子式互感器作为智能变电站的重要设备，它的现场检验方法是变电站电气试验人员必须掌握的。
电子式互感器现场校验方法：
1.电子式互感器校验原理：
图1 电子式互感器校验原理图
电子式互感器校验仪既可以完成电流互感器的校验也可以用作电压互感器的校验。其校验系统组成框图如图1所示，该系统分为电流标准通道，电压标准通道，电流被测通道，电压被测通道，校验仪数据处理平台。电流标准通道由传感部分、采集器、传输模块、电源管理模块组成，输入标准互感器二次模拟量。电流被测通道由被校互感器、信号转换器、传输模块组成，输入电子式互感器经合并单元后的数字输入。传感部分将传输线上的电流转换成电压信号，校验仪通过采集器获取标准电流传感器和被校电流传感器的电参量，并将这些电参量以标准格式上传给计算机，计算机数据处理平台将同一时刻的两个信号进行比对处理，计算出被校电流传感器的误差情况，显示并记录测量结果。电压校验工作原理与电流校验系统相同。
2. 现场误差修正：
由于电子式互感器会受到外界条件如温度、震动以及实验环境等诸多因素的影响，所以现场测量时还涉及对误差的修正工作。数字输出的误差修正是通过修改合并单元参数系数来实现。以330kV永靖变电站西电南自公司生产的电子式电流互感器为例
在合并单元修改系数后，误差满足精度要求。
3.现场施工调试注意事项：
3.1 注意施工顺序，进行电子式互感器校验时应完成以下工作：
电子式互感器至合并单元正式光缆应敷设熔接完毕，并经衰耗测试合格。
在光缆熔接前进行校验工作，需要一个单独的试验用合并单元，再从电子式互感器二次采集器引一根试验用光纤至合并单元，这样等于仅仅对电子式互感器本身进行了校验。这样做的缺点很明显：
首先，试验不包含电子式互感器至合并单元之间的光缆回路，这样光缆熔接的正确性、衰耗值等还未经校验。待互感器校验工作结束后再进行这部分工作会存在工作上的衔接问题。
其次，误差的修正系数在试验后再写入对应的合并单元就会有写入错误或漏写的可能性。作为施工单位，我们应尽量合理安排工序以此避免工作的重复及漏项。
3.2 标准互感器要选用准确级比被校互感器准确级高两个等级的。
3.3 由于校验工作在光缆熔接工作后进行，要注意工期时间，尽量安排光缆熔接工作提早完成，以避免若互感器出现问题而延误工期。
总结：通过330kV永靖变电站的调试工作，根据现场实际情况总结提出了适用于电子式互感器现场校验的方法，从施工角度出发提出了合理的工作顺序。应用到实际中取得了良好的效果，发现并修正了诸如误差测量超标、极性错误等诸多问题.在今后的施工调试中要推广使用并继续总结完善。
附录 互感器误差限值
1．测量用电流互感器
在额定功率及额定功率因数下任一数值时，测量CT的电流误差（比值差）和相位差应不超过下表所列限值。
对3级和5级，在额定频率下的电流误差应不超过下表所列值：
2. 测量用电压互感器
在额定功率及额定功率因数下任一数值时，测量PT的电压误差（比值差）和相位差应不超过下表所列限值。
3. 保护用电流互感器
在额定频率下的电流误差、相位误差和复合误差，以及规定暂态特性时在规定工作循环下的最大峰值瞬时误差，应不超过下表所列值。误差限值表中所列相位误差是对额定延迟时间补偿后余下的数值。
关键词：在线监测；变压器绝缘油；色谱分析
1.引言
在现代电气设备的运行和维护中，变压器是电力系统的主要设备之一，其结构复杂，影响安全运行的因素较多。变压器油色谱在线监测系统通过对油中溶解气体分析、微水分析等综合信息来分析判断变压器的绝缘状况，较好地解决了这些问题。
与预防性试验相比，油色谱在线监测系统采用更高灵敏度的传感器采集运行中设备的劣化信息，依靠有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，还可以引进一些新的能更真实反应设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡。
2.变压器故障诊断
变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，对检测结果进行综合分析和评判，根据DL/T596―2005《电力设备预防性试验规程》规定的试验项目，各种介质损耗因数的测量设备状态诊断和检测项目具有重要意义。特别是在电容量较小的变压器之中，因为受到绝缘材质、制造、安装及内部电场分布的影响而容易出现故障。如今，在变压器故障和诊断中单靠电气试验方法往往很难发现某些早期内部故障，而通过变压器油中溶解气体的色谱分析化学检测法，可以在不停电的情况下，发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度，在变压器早期诊断非常灵敏有效，且不受试验条件的限制。
目前，电力系统中采用了大量的充油电气设备，采用电气试验的方法对电气设备的绝缘情况进行检测是一个有效的方法。由于有一些设备的早期潜伏或局部故障，如变压器铁心多点接地，变压器内部线圈轻微匝间短路和比较轻微的放电等故障，受试验条件所限，采用电气试验的方法常常检测不出来，但是，如果采用油中溶解气体色谱分析方法，对这些设备的绝缘油中溶解的气体进行检测分析，就可以检测出设备故障的所在。
油中溶解气体色谱分析方法已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。油中溶解气体色谱分析方法检测技术能在设备不断电的环境中进行，受外界其它电气环境影响很小，可以定期临测设备的运行状态，保证设备安全运行，还可以连续跟踪有疑问和有故障的设备，并且能分析故障的进一步发展情况。
3.MGA2000―6 H型变压器色谱在线监测系统简介
3.1MGA2000―6 H系统概述
在电力变压器运行过程中，其绝缘油在过热、放电、电弧等作用下会产生故障特征气体，故障特征气体的成分、含量及增长速率与变压器内部故障的类型及故障的严重程度有密切关系。因此，通过监测变压器油中溶解故障特征气体，可以实现对变压器内部故障的在线监测。
3.2变压器色谱在线监测系统结构
随着自动化技术、选择性检测器的应用，气相色谱分析方法正在朝更高灵敏度、更高选择性、更方便快捷的方向发展。然而，大多应用场合仍需要人工干预，这与气体自动萃取、仪器所使用的恶劣环境影响检测精度等问题有很大的关系。以变压器色谱在线监测系统为例，为了完全替代常规的人工检测方法，在线监测系统按图 1 所示的方式构成。
可以看出，以往需由人工从变压器取油样，并在试验室进行脱气处理的过程需要利用色谱数据采集器中的油气分离装置完成。 色谱数据的处理过程本来是由人工确定基线，现也由数据处理服务器自动完成。
3.3变压器色谱在线监测系统工作流程
变压器色谱在线监测系统的工作流程图如图2所示，变压器色谱在线监测系统提供两根不锈钢油管与主变侧部进出油法兰连接，提供内置微型油泵将变压器绝缘油循环至内部油室，系统在微处理器控制下进行热油冷却、油中溶解气体萃取、流路切换与清洗、柱箱与检测器温度控制、样气的定量与进样、基线的自动调节、数据采集与处理、定量分析与故障诊断等分析流程。变压器油在内置一体式油泵作用下进入油气分离装置，分离出变压器油中的溶解气体，经过油气分离后的变压器油流回变压器油箱，萃取出来的气体在内置微型气泵的作用下进入电磁六通阀的定量管中。定量管中的气体在载气作用下进入色谱柱，然后检测器按气体流出色谱柱的顺序分别将六组分气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2和C2H6）变换成电压信号。色谱数据采集器将采集到的气体浓度电压量通过通讯总线上传给安装在主控室的数据处理服务器，数据处理服务器根据仪器的标定数据进行定量分析， 计算出各组分和总烃的含量以及各自的增长率。 油中溶解水分由单独的传感器检测， 将数据传至数据处理服务器。最后由故障诊断专家系统对变压器进行故障分析，从而实现变压器故障的在线监测。
3.4色谱在线监测系统的关键技术
随着在线监测技术的发展，当前的色谱在线监测技术已经日趋成熟，长期的运行经验表明，色谱在线监测的关键技术与试验室色谱工作站的侧重点有较大的差异，照搬试验室色谱装置的早期产品是无法满足在线监测需求的。 在线监测的基本原则是：能够实时、自动、稳定地对变压器油中溶解气体进行监测，不能对变压器的正常运行造成安全隐患，同时要适应环境的变化。
3.4.1 油气分离快速高效、重复性好
应用于变压器色谱在线监测系统的油气分离装置要求能够自动、快速、长寿命、无污染以及不消耗变压器油条件下高效分离出溶解在变压器油中的微量故障特征气体。 试验室使用的震荡脱气装置、真空脱气装置等虽能高效脱气，但要消耗变压器油，而且不能用于在线分离， 而高分子渗透膜平衡时间过长，也不能满足在线实时性的需要。 因此，油气分离技术就成了变压器色谱在线监测技术研发过程中的难题。
3.4.2取油及回油方式安全可靠
各种油气分离方法中， 动态顶空方法需要在脱气过程中不断通入载气，使采集的油样中充满载气，如果直接回油，在油泵的作用下，会形成很多气泡，很可能造成“小桥”放电，甚至可能引起气体继电器动作。因此采用此种方法的产品一般采用放油的方式，虽然容易造成变压器油的损耗，但是这是一种负责任的方式。
3.4.3采用高灵敏的检测器
MGA2000―6采用半导体材料添加稀有金属研制成功广谱型纳米晶半导体气体检测器，由于纳米晶材料具有松散的颗粒结构， 但于气体的迅速扩散，从而提高了响应速度和检测灵敏度。应用表明，检测效果十分理想。
4.运行实例
龙羊峡3号主变主要技术参数为：变压器电压等级为330kV，容量为360MVA投产运行时间1988年6月，2007年返厂检修后，运行一段时间发现主变绝缘油中总烃和乙炔含量有增加趋势，超过注意值。为对3号主变油中溶解气体进行在线监测，能够进行高精度定量分析，长期积累监测数据，在2008年2月购置了一台MGA2000―6 H型变压器色谱在线监测系统，安装在主变冷却室处，海拔高度2463米，通讯方式采用GPRS无线通讯。经过四年的色谱跟踪，数据没有明显的增大，它的应用对及时监视3号主变内部气体含量变化，具有十分重要的意义。也为人工监测数据提供了数据，从两者数据趋势上看，没有明显急剧增加的情况，变压器运行稳定。2008年8月16日至2012年8月16日四年间的同一日，下列两表为龙羊峡电站3号主变大负荷满发期间的在线色谱数据及离线色谱数据如表1、表2.
在线检测表1
数据时间 氢气 一氧化碳 甲烷 乙烯 乙炔 乙烷 总烃 总可燃气 油温（℃）
2008-8-16 8：06 53.9 75.49 29.17 46.93 14.38 13.25 103.73 233.12 21.6
2009-8-16 8：37 32.09 74.37 29.68 49.58 5.69 10.74 95.69 202.15 22.38
2010-8-16 9：41 47 87.7 94.45 102.09 8.8 23.89 229.23 363.93 28.69
2011-8-16 9：37 29.49 233.31 98.25 112.42 5.77 31.71 248.15 510.95 26.64
2012-8-16 9：37 23.71 276.86 65.54 117.98 4.17 38.37 226.06 526.63 26.79
离线人工检测表2
组
含 量?L/L 份
时 间 氢气
H2 一氧
化碳
CO 甲烷
CH4 二氧
化碳
CO2 乙烯
C2H4 乙烷
C2H6 乙炔
C2H2 总烃
2008.08.18 40.5 58.0 34.8 160.0 41.6 9.6 10.0 96.0
2009.08.15 33.0 12.0 57.7 93.5 86.6 13.3 5.6 163.2
2010.08.15 29.5 53.0 94.7 196.5 105.0 24.3 7.0 231.0
2011.08.17 28.5 55.0 120.8 134.5 99.7 30.4 4.3 255.2
2012.08.15 25.0 195.0 145.2 436.0 93.8 39.3 2.9 281.2
该装置自投产以来，运行正常，没有发生过死机，色谱数据变化趋势和离线色谱相差不大。3号主变运行至今，运行正常。通过在线监测数据与离线色谱数据的对比与分析，可得出如下结论：
（1）在对3号主变压器的在线监测过程中 ，氢气、甲烷、乙烯、乙烷、总烃的增长趋势和绝对值，与试验室离线色谱分析基本一致。
（2）MGA2000-6H变压器色谱在线监测系统所测数据，与试验室色谱分析结果具有可比性，各组分浓度的增长趋势与试验室色谱跟踪趋势一致，监测数据可信。
（3）MGA2000-6H变压器色谱在线监测系统监控软件功能强，并可提供原始谱图、历史数据导出。 该系统技术成熟，产品性能稳定可靠，灵敏度较高，监测数据准确。
5.结论
MGA2000―6H变压器色谱在线监测系统是一种实时在线监测仪器，通过主变油油路循环采集到油气分离装置，溶解在变压器油中的故障特征气体经油气分离后脱气，在内置气泵的作用下，进入电磁六通阀的定量管，定量管中的故障特征气体在载气作用下流过色谱柱，然后，气体检测器按气体出峰顺序分别将七组分气体 （氢，一氧化碳，二氧化碳甲烷，乙烯，乙炔，乙烷）变换成电压信号，电压信号经过转换上传给数据处理服务器，服务器根据仪器的标定数据进行定量分析，计算出各组分和总烃的含量以及各自的增长率，再由故障诊断系统对变压器故障进行诊断，从而实现变压器故障的在线监测。对于较早预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性，提供了一定的参考价值。龙羊峡3号主变2008年运行至今，通过在线和人工监测，两者虽然不能进行纵向对比，但从变压器油中的溶解气体变化趋势上看，两者都没有明显的变换趋势。因此可以说，3号主变依然能正常运行，但对它的监测手段没有放松，我们随时监测主变油中总烃含量及各自的增长率。有了这种双重保护才能确保龙羊峡3号主变安全可靠运行，也能有效跟踪变压器的运行状态。
变压器油色谱分执行标准：
GB/T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》
GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》
DL/T 722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》
作者简介：
关键词：核电；调试；质量监督
中图分类号：F272 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0167-02
1 概 述
核电厂从萌发建设到寿命结束要经历厂址选择、设计、制造、建造、调试、运行和退役几个阶段，每一个阶段都是不可缺少的重要环节，作为上述工程阶段之一，调试是一个极为重要的阶段。调试过程是对设计、设备制造和安全质量的一次全面检查和验证，验证设备和系统的功能及性能是否符合设计要求，电站总的性能是否符合合同规定的要求，以及电站的安全性能是否符合国家核安全局规定的民用核设施的安全要求，最后将符合各种要求的核电厂移交给营运单位，可以把调试看作是质量检查的活动，所以对调试过程的质量监督也尤为重要，本文针对调试质量监督过程中发现的典型问题及提升的有效性进行探讨，核电厂经历良好的调试才能保证投入运行后设备和系统保持较高的可用率，为核电厂后续的稳定运行奠定基础。
2 宁德核电厂调试阶段质量监督的体系现状及质量 监督发现的典型问题
由于需要调试的设备多，系统庞大，在结构上和功能上又相互密切关联，由于与其它阶段相比较，调试阶段更为活跃多变，动态程度更高，可靠的设备和人身的安全表现更为显著。调试过程是在相关施工队监督下将一个个系统从安装承包商接过来，逐步进行调试，完成一系列调试任务和验证设备可靠性后转交给营运单位。这样，调试过程既与前面的安装过程相联系，又与后面的生产运行过程相衔接。不仅如此，调试过程还与设计、设备供应商有密切的关系。所以说，调试过程显得尤为重要，不管总承包方还是营运单位对调试阶段的质量监督也非常必要。
2.1 宁德核电调试阶段质量监督的体系现状
根据宁德核电项目的总承包方式，调试工作由总承包方所属宁德项目部的调试分部负责，且根据《HAD-003-09核电厂调试和运行期间的质量保证》要求，总承包方和营运单位的质保部门也必须对调试过程进行监督，以验证调试工作与调试试验程序、管理要求、设计等要求相符。这样可以将调试阶段的质量监督分成三部分：一是总承包商方调试分部内部开展的技术性质量控制和过程性质量控制；二是总承包商方后台调试中心质保部门及项目部的质保办对宁德调试项目的质量监督和监查；三是营运单位对调试承包商的质量监督和监查及调试过程的调试监督与见证。
2.2 宁德核电调试阶段质量监督发现的典型问题
宁德核电自2010年1月首个系统（0LBK）开始调试到2016年7月4号机组具备商业运行条件，至今已经有六年多时间，在此期间，宁德核电1-4号机组分别经历了冷试、热试、装料、临界、冲转、并网等一系列调试过程，都顺利实现了商业运行，但在调试过程中通过调试质量监督和见证等发现的典型问题来看，调试过程及质量管理仍需持续改进。
2.2.1 人员培训和授权
人员培训和授权是否满足要求，是调试准备阶段的主要工作之一，尤其是关键岗位人员的准备，在质量监督过程中发现的人员培训和授权问题主要表现为：
部分试验负责人（TS）或试验负责人助理（ATS）未取得相应的调试人员资格授权，却实际从事TS承担的调试工作；
未获得调试质量控制工程师（QE）授权便对质量计划进行审核设点并执行签字。
2.2.2 质量计划的准备与执行
调试质量计划是调试期间试验活动和检查内容的过程文件，用于调试过程质量控制，是实施调试过程质量控制的重要手段之一。质量计划存在的问题主要表现为：
①质量计划的步骤设置过于简单，不能简述该步骤的工作内容，质量计划不具备可操作性；
②部分质量计划控制点的描述与相应试验程序要求不一致；
③质量计划中对质保分级不准确，部分系统应为与质量和安全相关（PQSR），但错误划为成与质量相关（QR）；
④部分涉及有安全准则的试验，相应质量计划没有按照程序要求设置H点或未设点等，暴露出对质量计划的管理要求不清楚；
⑤部分质量计划的签字日期早于试验报告中的试验完成日期；
⑥部分质量计划中报告点（R点）签字不规范，执行者和调试质量控制工程师（QE）签字均由QE执行签字；
⑦部分质量计划中工作已完成但未及时签点；
⑧部分质量计划已关闭，但调试程序中的试验内容尚未完成或TR 报告尚未编制。
2.2.3 试验程序的准备与执行
试验程序是开展调试过程的基础和依据文件，试验程序的质量对调试过程起着很重要的作用，试验程序在准备和执行方面存在的问题主要表现为：
①部分已通过调试审批或正在执行试验程序中安全准则与上游设计文件不一致；
②部分涉及安全准则调试程序中无安全准则内容或将安全准则内容错放入运行准则中；
③部分试验程序需要操作的设备信息错误，程序前后的要求不一致；
④部分技术程序中职责描述错误，所引用的参考文件不是最新版；
⑤个别试验报告中填写的试验工器具有效期信息错误；
⑥部分试验报告中记录的部分试验内容完成日期前后不一致；
⑦个别试验报告中涉及的安全准则内容未在报告中列出；
⑧个别试验报告中的试验数据缺失或试验数据记录错误。
2.2.4 调试设备维护保养管理
设备从安装移交到调试手中经历很长一段时间，一些重要设备和系统为保持其良好状态，必须要定期进行维护和保养，如：泵轴的定期盘转和加油脂防止锈蚀。所以根据设备和系统的重要程度进行必要的维护保养显得尤为重要，设备维护保养管理方面存在的问题主要表现为：
①未按程序要求建立重要成品保护系统、设备的清单并进行重点保护；
②个别系统未按程序要求编制巡检卡、未填写巡检作业记录；
③调试防异物高风险活动未按照管理程序要求编制并实施防异物专项控制方案；
④现场设备维护保养不到位，如：部分转动设备缺油或部分设备存在锈蚀；
⑤调试期间设备维护保养作业和巡检结果，纸质签字记录单保存管理不全。
2.2.5 计量器具管理
计量器具管理包括在线和离线计量器具管理，在线仪器仪表指的是已安装设备上或电站系统上永久设计安装的各类仪器仪表，离线计量器具主要指调试时为获取试验数据，临时安装在电站系统中的工器具及单独或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。计量管理器具方面存在的问题主要表现为：
①部分在线仪器超过检定周期未检定，在线仪表信息更新不及时；
②调试过程中使用检定过期的计量器具；
③不合格器具未张贴《禁用证》标识；
④未对退检、不合格计量器具在检定周期内进行的试验活动进行评估；
⑤计量库温湿度连续超标，但未填写《调试库房温湿度超标报告单》。
2.2.6 其它问题
①程序缺少对装料值长的资质及装料过程装料值长变更的规定；
②调试工作票已过期，尚未办理延期手续；
③移交调试后额外工作通知（AWN）填写不规范且施工人员未按工作程序施工；
④意外事件单（UES）分级错误或未按要求开启。
3 核电厂调试阶段质量监督有效性提升措施
目前宁德核电4台机组已全部调试完成并商运，结合宁德核电调试阶段质量监督体系现状及质量监督发现的典型问题，通过总承包方和营运单位对问题的分析，及营运单位对总承包方质量监督的改进方式，制定了有效的改进措施，有效促进了宁德4台机组调试过程质量控制，为后续核电调试机组质量管控和改进提供了优化和改进的建议。
3.1 完善调试人员培训和授权制度
针对调试人员培训和授权问题，制定相应的培训大纲和管理程序，采用“上岗必须授权、授权必须培训、培训必须考核”的原则，按照“全员终身培训制”的要求开展培训管理工作，为了合理、准确地确定满足各岗位要求的培训课程，对《岗位责任与规范书》中岗位职责所描述的主要工作范围和责任要求进行分析、判断完成各项工作任务应具备的能力，结合各岗位基本资格要求，确定相应的培训课程，可以分为授权课程培训和技能培训课程两部分，并根据培训情况，开展有效的理论和实操考核，使调试人员真正领会核安全文化理念及具备实际动手能力。
3.2 优化调试总承包方质量管理体系
完善调试总承包方调试过程质量控制程序，质量控制体系分技术性质量控制和过程性质量控制两类，按照系统试验负责人级和质量控制主管级两个层级执行。技术性质量控制主要是对调试技术文件的审查，包括调试程序、各类变更文件和调试试验报告的审查，以及试验结果的分析评价。试验负责人负责各类技术文件编写的责任，对文件的完整性、准确性、时效性负全责，质控主管对其进行质量审查并按相关规定签字确认。过程性质量控制主要通过质量计划或者现场监督和巡检的方式对现场的调试活动实施监督和质量控制。试验负责人负责质量计划的编制和执行，质控主管负责质量计划的审核和设点，并批准质量计划。质量计划的执行者是系统试验负责人，试验负责人根据质量计划的控制点设置情况提前通知质量控制主管组织现场监督活动。当完成质量计划规定的作业活动后，质控主管负责对这些文件填写的完整性和正确性作一次最终审查，并关闭质量计划。
在调试试验程序、质量计划准和执行过程中，充分发挥系统试验负责人和质量控制工程师作用，定期对调试试验程序、质量计划及试验报告进行抽查，对抽查发现的问题进行原因分析，制定有效的改进措施，对其他同类程序、质量计划及试验报告进行普查，从制度上进行完善。
3.3 有效落实计量器具管理
建立调试计量管理程序，对在线计量器具和离线计量器具做好区分和分工，根据《中华人民共和国计量法》和《中华人民共和国计量法实施细则》等法律法规要求，严格开展计量器具的检定和定期检查工作，对退检、不合格计量器具在检定周期内进行的试验活动进行追溯和评估，并对计量器具库房做好计量器具的标识和定期检查工作。
3.4 重视设备维护保养管理
设备从安装承包商移交给调试承包商后，调试承包商应建立调试期间的设备维护保养制度，根据上游EOMM和预防性大纲要求以及设备和系统的重要程度，建立重要成品保护系统、设备的清单及维护保养规划，并根据规划建立调试期间设备维护保养的计划，按计划开展对应的维护保养，使设备处于良好状态，为后续设备和系统的长期可靠运行打下良好基础。
3.5 总承包的质保部门应发挥其监督作用
总承包方调试中心的质保部门及项目质保部门应定期对调试管理和调试过程进行定期监督监查，选取冷试、热试、装料、临界等重要调试节点，提前对其调试过程准备的有效性和符合性进行监督监查，梳理调试过程中存在的不足，有效持续改进调试过程和管理。
3.6 充分发挥调试经验反馈的作用
调试经验反馈的目的是建立起调试经验反馈运作体系，通过意外事件单（UES）、设计变更项（DCR）等形式对在调试活动中及其它基地发生的涉及到的人因事件、职业安全事件、设备故障事件等事件进行深入的分析和反馈，以快速有效地达到避免已经发生事件的重复发生。这就需要建立调试经验反馈有效运作组织，根据事件的重要程度和轻重缓急进行分级，定期对以往发生的调试事件及其它基地发生的事件进行分析，并与宁德基地设备进行对比，包含根本原因、促成因素、扩展行动的对比，从管理上和技术上制定有效的整改行动，避免同类事件的再次发生。
3.7 营运单位持续发挥其监督和见证作用
营运单位虽然将调试项目承包出去，但对公众健康和安全仍负有最终责任，营运单位根据合同和调试质保大纲要求，选取冷试、热试、并网、临界等重要节点对调试总承包方进行监督、监查。
根据调试项目的重要程度，营运单位通过对调试文件审查、调试专项监督和调试进度跟踪等方式进行监督和见证，以验证调试试验程序的适用性、文件准备的充分性及试验项目实施的有效性。
4 结 语
调试过程作为核电厂建设过程中一个重要阶段，调试结果对核电厂后续安全可靠运行起着至关重要的作用，所以做好调试阶段的质量管控和监督，特别是形成一套有效的管理体系和制度尤为重要，本文通过调试阶段质量监督发现的典型问题，总承包方和营运单位通过持续改进形成的有效管理体系，提出针对性的改进措施，为后续其他核电机组调试阶段质量监督和改进提供参考和帮助。
参考文献：
以追求高可靠、低功耗、小体积设计思想的本记录仪具有如下功能：对现场物理量进行实时采集、保存、处理与显示；自动识别现场安装的传感器数量、传感器号和量程；自动和手动两种采集方式，自动采集适用于长期无人值班的固定场合，手动采集便于对分布在不同区域的物理量进行测试；与PC机通讯，可根据需要将采集数据下载至PC数据库；实时打印；自检功能，避免了系统运行过程中可能遇到本身无法容错处理的异常事件而导致的死机现象。
1 硬件设计
1．1 总体设计原则
根据高可靠、低功耗、小体积的设计思想及应用对象几乎对采集速度无要求（此处指系统本身的采集速度已远远超过实际应用要求）的特性，总体设计原则是： 元器件采用低功耗、宽范围工作电源的CMOS集成电路；总线采用口线少的串行总线；允许情况下，尽量用软件实现硬件功能，用中断代替查询工作方式；一旦系统空闲则立即使其进入低功耗休眠状态，当需要时再用外部中断予以唤醒。
1．2 硬件组成
根据总体设计原则，硬件组成如图1所示。其中：单片机为美国MicroChip公司的中档产品PIC16C74，＋5V供电、4MHz主频时功耗低于2mA；E2PROM存储阵列由超低工作电压（＋2．5V～＋5．5V）、具有可编程选择多种特性的8KB智能化电可擦除存贮器24LC65芯片组成。其中，0＃为传感器识别片（以下简称识别片），保存现场实际安装的传感器数量、传感器号及量程。该芯片被设计在放大器板上，永久安装于现场。传感器号由4位数字组成，前2位表示组号，后2位表示传感器组内号。1＃ 为字典片，分为三个存储区：第一存储区被设置成高寿命写入区，保存表头参数，如疵点单元计数器、记录计数器、记录指针、自动采集时间等；第二存贮区为字典区，保存传感器修正系数、实时打印所涉及的汉字国标码等，查找时以传感器号为关键字进行指针定位；第三存储区被定义为疵点单元地址队列，保存在写过程中遇到的疵点单元地址。2＃～7＃ 为数据片，保存实时采集的数据。RS232口为最简单的零调制3线经济型，具有双重功能，接上TPμP＿T微型打印机，则进行实时打印；接上PC机，则与PC进行全双工通讯。A／D转换器MAX189为串行、12位逐次逼近型，功耗75mW，最大转换时间8．5μs。实时时钟DS1302具有可编程涓流充电功能，能够提供秒、分、时、日、月、星期、年至2100年，并且对闰年和小于31天的月份进行自动调节。键盘由手动、自动、通讯、打印、清零等五个触摸按键组成，通过按键产生外部中断唤醒单片机完成相应功能。液晶显示器（LCD）采用4位半静态方式驱动，用来显示处理后的结果以及系统运行过程中检错的代码。32．768kHz晶振用于自动采集时产生定时中断。
图1 基于PIC单片机的便携式测试记录仪组成
1．3 工作原理
本记录仪基本工作原理是：一旦系统完成某项工作后，立即进入低功耗休眠状态，当需要时再由外部中断予以唤醒。
1．3．1 加电初始化
加电后，首先初始化有关寄存器和接口，然后自检各功能部件。测试结果无论正常或错误均以代码形式显示在LCD上，进入休眠状态。
1．3．2 采 集
本记录仪有自动和手动两种采集方式。
休眠状态下，当按手动键时则进入手动采集过程。首先读识别片和字典片，以确立现场中实际安装的传感器数量、量程及数据片可写空间。若数据片未写满，则从组内0通道传感器开始，循环对现场中实际安装的所有传感器进行采集、处理、显示，直至当再按一次手动键时，方将传感器号、量程、最近一次采集值（注意?不是实时处理后结果，而是原始A／D转换码值）以及采集时刻的日历信息─年、月、日、时、分、秒等组成的记录写入记录指针指向的数据片中，接着对表头参数进行修改，进入休眠状态。
休眠状态下，当按自动键时则进入自动采集过程。首先开放定时中断，然后进入采集─保存─休眠─唤醒─再采集─再保存─再休眠─再唤醒的循环状态，直到数据片被写满或人工干预结束自动采集过程为止。上述唤醒由外部中断完成，其单片机从休眠状态到唤醒工作之间的时间间隔有等距和变距两种形式可供选择。所谓等距即每次采集的时间间隔相同。与其相反，变距则每次采集的时间间隔随采集次数的增多而变长或缩短，视实际应用需要而确定。本记录仪出厂设置为等距1小时，即每间隔1小时采集1次。
1．3．3 通讯和打印
休眠状态下，当按通讯键时，进入和PC通讯过程。首先由PC端Win98下的专门处理软件完成串口1（若记录仪与PC Com1口相连）或串口2（若记录仪与PC Com2口相连）的自动配置，然后可根据工具条上的图文进行等距、变距、选择、数据下载、事后处理等操作。
休眠状态下，当按打印键后，则在TPμP＿T微型打印机上打印出所有保存的记录。
1．3．4 清 零
休眠状态下，当按清零键时，则清除数据片中保存的所有记录，即使记录指针指向数据片首址。
2 软件设计
本记录仪软件由实时处理程序和组成记录仪诸功能部件的驱动程序组成。
2．1 实时处理程序
实时处理程序调用相关驱动程序完成模拟量采集、数字滤波、插值运算、实时显示、记录合成及记录保存。本记录仪采用的记录格式从高至低依序为：传感器号，量程，采集值，年，月，日，时，分，秒。
2．2 驱动程序设计
驱动程序设计的基本思想是：首先完成相关接口、寄存器的初始化，然后根据具体物理部件产生微操作时序，并对操作过程中遇到的异常事件进行容错处理。
2．2．1 读／写E2PROM 驱动程序
I2C总线由时钟线（SCL）和数据线（SDA）组成。根据I2C总线协议，将图1所采用的24LC65芯片的读／写操作按操作顺序分解为：使总线处于空闲状态（SCL、SDA均为高电平）；发送读／写启动信号（SCL保持高电平，SDA从高变低产生下降沿）；在数据线SDA上读或写数据位（SCL高电平时，SDA状态为有效的读或写数据位，SDA状态，即0或1的变化必须在 SCL低电平期间完成）；发送读／写结束信号（SCL保持高电平，SDA从低变高产生上升沿）。如果为写操作，每写完1字节数据后，24LC65在数据线SDA上回送握手应答信号，表示该字节数据已被可靠写入。以上微操作通过汇编语言编程实现。
本记录仪以记录方式读／写数据片。因此，对写来说，首先读字典片，以便用其中的表头参数判断当前数据片是否已写满。若已写满，则在LCD上显示无写空间标记代码，然后返回休眠状态；否则，将记录写入记录指针所指向的数据片中，同时对表头参数进行修改。在写过程中，重要的是处理疵点单元。尽管24LC65在写过程中出现的疵点概率极少，但若不正确处理，则会导致目标数据丢失甚至出现系统死机现象。作者曾采用数据轮询技术进行容错处理，收到了良好的效果。其基本思想是：每当在数据线上写完1字节数据后，便反复查询24LC65回送的应答信号，但最多不超过50次（此数足够24LC65写入时间）；若超过查询次数仍无应答信号，便认为该单元为疵点单元，将其地址记入疵点单元地址队列，并使疵点单元计数器加1，然后在下一比邻单元继续写入原数据。如果连续两单元为疵点单元，则认为整个芯片有问题，此时，在LCD上显示该单元所在的芯片号（芯片号参见图1），然后，返回休眠状态。
对读来说，首先判断数据片是否为空。若为空，则在LCD上显示无记录标记代码，然后返回休眠状态。否则，继续判断数据片是否有疵点，如果无疵点，则从数据片首址开始按序读出所有记录；否则，在按序读记录过程中，根据疵点单元地址队列内容，跳过所有疵点单元，以保证读出的记录连续、真实、可靠。
2．2．2 采集驱动程序设计
A／D转换器MAX189所带串口与单片机PIC16C74的SPI口完全兼容。因此，在A／D转换完成后，只要启动单片机SPI口产生13个同步时钟脉冲便可连续两次从SPI数据缓冲器上获得12位转换结果。由于本记录仪采集的参数个数依现场安装的传感器数不同而不同，因此，驱动程序必须能予以自动识别。图2为采集驱动程序流程，其基本设计思想是：首先读识别片，以确定实际安装的传感器数量，然后从0通道传感器开始进行采集，直到实际安装的最后一个传感器采集完毕为止。图2中：CHAN：通道寄存器；COUNT：传感器数量寄存器。
3 测试设计
测试设计是通过测试程序完成对记录仪本身各功能硬件的性能测试。测试程序独立于实际应用程序，在单独的单片机中，使用时只要拔掉记录仪模板上的单片机而用其代之即可。测试程序设计的基本思想是：首先根据不同测试对象（即部件）产生不同的测试数据和测试期望数据，然后以测试数据为入口参数，调度相关驱动程序产生目标数据，最后用测试期望数据与目标数据进行比较，以此判断所测硬件性能之良劣。
3．1 E2PROM测试设计
E2PROM测试需要与PC机通讯。其基本原理是：首先产生8种测试数据：0x00、0xff、0x55、0xaa、0x0f、0xf0、0x5a、0xa5（0x表示16进制数），然后分别以此8种测试数据为入口参数，交替调度写、读E2PROM驱动程序3次（即先写后读3次）。每读一次，与测试期望数据（此处测试数据与测试期望数据相同）进行比较，若不相等，则对相应片错误计数器加1。测试结果实时地显示在记录仪LCD和PC机上。LCD只显示总错误个数，PC机则依次显示、保存总错误个数及错误单元地址。
3．2 A／D测试设计
A／D测试也需要与PC机通讯。由于本记录仪最多可采集8路传感器参数，因此，测试程序对键盘重新定义如下：当手动、自动、通讯、打印、清零键有键按下时，对应测试0～4通道传感器；当手动、自动、通讯键其中之一与清零键同时按下时，则对应测试5～7通道传感器。测试只对放大器满量程的10％、50％、90％等3点进行采集。其原理是：首先，测试程序扫描键盘，当扫描到有键按下时，则调度采集驱动程序对该键盘定义的通道传感器进行连续采集，采集结果不作任何处理，实时地显示在记录仪LCD和PC机上。LCD只显示当前的A／D转换码值，PC机则显示并保存当前A／D转换码值、各点最大、最小转换码值及两者绝对差值。技术人员可以此判断前向通道（传感器、放大器、A／D）工作性能的好坏。笔者曾连续测试0通道传感器6个半小时，发现最大码差为9，表明前向通道工作相当稳定。
3．3 实时时钟测试设计
实时时钟DS1302测试需要借助PC机完成。其测试原理是：首先PC机上的测试程序读PC系统日历信息─年、月、日、时、分、秒、星期，并进行发送。记录仪在接收后，立即调度写DS1302驱动程序将接收的PC系统日历信息写入DS1302相关功能寄存器中，并使DS1302以此为时基进行计时。此后，进入记录仪发送、PC接收的无限循环状态，即：每隔10ms，记录仪调度一次读DS1302驱动程序，并将获得的最近日历信息予以迅速发送；而处于接收状态的PC接收后，立即与PC系统当前日历信息进行比较，如此循环，直到人工干预结束测试为止。在上述测试过程中，记录仪LCD只实时地显示日历信息的分、秒两位，PC机则实时地显示记录仪和PC机两端完整的日期、时间及两者比较差。另外，通过观察记录仪LCD上显示的分、秒位变化，也可初步判定DS1302的性能。笔者曾连续运行该测试程序24小时，偏差极小，足以满足本系统的需要。
关键词：南水北调；邯邢段；弧形闸门；埋件；融冰设计
中图分类号：S611文献标识码： A
弧形工作闸门是大、中型水利水电枢纽工程中不可缺少的组成部分，主要担负着水利水电枢纽工程的调度任务。弧形钢闸门埋件分一期埋件和二期埋件。一期埋件主要有油缸托架及支铰锚栓；二期埋件为常规埋件和重量达60%的支铰调整装置、支铰底座。
1工程概况
南水北调中线工程邯邢段作为总干渠漳河北至古运河南渠段的一部分，起点位于河北省与河南省交界处的漳河北岸，终点位于邢台与石家庄市交界的梁村村西，途经磁县、邯郸、邢台等市县，该段渠线总长172.751km，设计流量230m3/s，加大流量250m3/s，担负着向北京、天津及邯邢地区供水的任务。为了调节总干渠水位及倒虹吸进口的淹没度，倒虹吸出口均设置弧形闸门。
2弧形闸门的冬季运行
本渠段位于河北省南部，属温带半湿润地带，东亚季风气候区，四季分明。 冬季寒冷少雪；春季干旱少雨；夏季湿润多雨；秋季降雨渐少。多年平均气温12.6℃～13.3℃，全年1月份温度最低，月平均气温-2.6℃～-3.5℃，月平均最低气温-7.5℃～-9.0℃，极端最低气温-18.5℃～-25.3℃；该渠段所在地区1月份平均气温低于-3℃，但高于-10℃，抗冻设计气候类型属于寒冷气候区。如冬季渠道结冰后产生的冰压力作用在闸门上会使闸门受到破坏和变形，门槽埋件工作表面结冰，当提升闸门时，闸门止水会被撕裂。由于南水北调中线总干渠采用定水位运行的方式，弧形工作闸门需经常启闭，若弧门两侧止水橡皮与其埋件冻结影响了弧门的启闭，渠道很容易产生冰害，影响总干渠的正常输水。因此，为防止闸门止水部分与冰盖层冻结在一起，弧门埋件在冬季冰期输水时应采取融冰措施。
3 闸门槽液压热油融冰设备
3.1闸门槽液压热油融冰设备的组成
设备包括:电器控制柜、液压热油泵站、导热油、弧形工作闸门侧埋件共4部分。
液压热油泵站包括:油箱、电机-泵组、控制阀组、外管路4部分。油箱设有油位限制器和报警机关、液位液温计、温度传感器、注油滤油器、防潮式空气滤清器、带压力开关的回油滤油器、放油阀、检修入孔、电加热器等。每套泵站配备2台电机-泵组，一备一用。
电器控制柜内装有:音响报警器、保护装置、电流表、电压表等设备； PLC接口，智能入机界面等设备。
弧形工作闸门侧埋件:除了具备普通弧形工作闸门侧埋件的结构和功能外，侧埋件再增加设置进油腔和回油腔；油腔外设保温层。闸门槽材料为不锈钢。
3.2闸门槽液压热油融冰设备工作原理
电器控制柜、液压热油泵站布置在操作室内，弧形工作闸门侧埋件安装在室外的闸墩上。冬季低温季节需要启闭闸门时，液压热油泵站的导热油经过管路，进入弧形闸门侧埋件的进油腔、回油腔，导热油经过管路返回油箱。通过导热油的循环提高弧形工作闸门侧埋件的温度，融化侧埋件与闸门橡胶止水之间的冰，保证闸门正常运行。
电器控制柜有手动/自动/远控3种运行方式，通常采用自动方式操作。设备安装调试时，暂时设置的温度如下:闸门槽需要融冰时，油箱内油温小于40℃，电加热器启动，加热导热油，泵-电机组启动，导热油在油箱内循环；油温达到45℃，电磁阀得电打开外循环通路，泵-电机组继续运转，导热油流向闸门槽，闸门槽开始融冰；油箱的油温达到65℃，电加热器停止工作；油箱的油温小于40℃，电加热器又开始工作。
设备的电加热器、温度检测装置均安装在室内的油箱上，对油箱内的导热油加热，并测量导热油温度；闸门槽融冰发生在室外的闸门槽上。设备是通过设置室内的油温来控制室外的闸门槽融冰情况，为了保证闸门槽的融冰效果，需要根据设备安装的地理位置气候条件和实际运用情况，探索出合理的温度设置，对出厂设置的温度重新设置。
4融冰设备的结构及布置
融冰设备由密闭的无缝方钢、加热装置、导热液、灌液管、传感器及控制系统组成。加热装置固定在密闭的方钢内，加热装置的加热管内放入电加热器，加热装置与方钢之间通过灌液管灌入适量的导热液，传感器系统与方钢固定，然后通过电缆与控制系统连接。
密闭方钢采用6mm×140mm×140mm的冷拔无缝方钢，材料为20钢，既保证了高密封性又保证了强度。加热装置的电加热管材料1Cr18Ni9Ti，规格直径57mm，厚3.5mm的钢管，温度升到一稳定值时，加热管内的加热器加温与放热平衡，不再升温，加热过程中，其表面温度低，没有明火，不会产生燃烧。
传热介质采用超导液，该液体是一种无色透明易挥发的无机化合物，化学性能稳定，高温不分解，其传热速度超过任何已知金属，且和铁、不锈钢、铜等金属容器有很好的相容性，且长期受热不结垢，无毒、无污染、无放射性，对人体无害，-30℃时正常使用，在300℃环境下不自燃。但其见光分解，因此必须放置在真空的密闭容器中。
压力传感器利用MAX1452专用芯片进行温度补偿和非线性校正，在-25℃～80℃温度区间测量精度在1%以内，输出0.5～2.5V电压信号或4～20mA电流信号。
温度传感器由陶瓷基片和薄层的激光烧刻的铂金层构成，其核心组成部分 热电阻采用PT100EN60751标准，在进行严格工艺的封装后，用以直接测量液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。灌液管的套管、温度传感器及压力传感器的套管材料均为1Cr18Ni9Ti。
控制系统可控制弧门埋件的全部6路加热器，采用西门子S7-300可编程序控制器作为主控制器，监控由传感器输送的温度、电流、压力等信号，自动对输出功率进行调节，环境温度较低时加大加热量，环境温度较高时减少加热量，从而使闸门系统维持在稳定的温度之上，控制温度可精确到0.1℃，并具有故障自动报警功能。故障时可切换为手动方式，保障使用安全。
每孔埋件设置1套融冰设备，每套融冰设备配2套加热装置，2套加热装置分别布置在两侧埋件的空腔内，所有加热设备共用1个控制柜，控制柜与弧门液压启闭机共用1个启闭机室；通过电缆埋管与融冰设备连接。具体布置：①将需要加热的埋件设计成密封空腔，融冰设备固定在空腔内，融冰设备与埋件间的空腔填充保温介质；②埋件空腔的顶部用封板封死，融冰设备顶部的压力传感器管、加热管、滴液管及融冰设备侧面的温度传感器管均穿过封板并与封板焊接牢固； ③从控制柜引动力电缆与加热管中的电加热器连接，引控制电缆分别与温度传感器和压力传感器连接。
5融冰设备的组装与试验
弧门埋件分为两节，其中顶节埋件装配有融冰设备。融冰设备在制造厂内整体制造，经打压试验合格后在制造厂内与顶节埋件进行整体组装。加热装置装配时可适当施压使其紧贴闸门埋件，两侧采用角焊缝间断焊接，焊长20mm，间断100mm，焊高4mm。连接后进行打压试验，试验合格后在其周围填充保温材料。
弧门埋件与三周封板焊接形成保温腔，在保温材料填充保温腔后，再焊接顶封板，顶封板应根据融冰装置加热套管的尺寸开孔，并与套管焊接牢固。最后在保温腔焊缝刷1层密封胶。埋件验收合格后，加热装置上端传感器及加热器接口用堵头拧紧并涂油保护。装配有融冰装置的闸门埋件整体运输。
融冰装置的加热容器在与闸门埋件装配前后都要进行压力试验，安装好压力传感器并拧紧密封，然后灌注适量传热介质，抽真空使传热介质成负压状态，试验压力为2.0MPa，保压2h，不得有任何泄漏现象。压力试验后，安装导热液温度传感器、闸门埋件温度传感器和加热装置，再用电缆将加热装置、传感器和控制柜相连接。启动控制柜并按下相应加热管的加热按钮，当不需要加热时，按下停止按钮。根据初始温度和停止加热温度，确定每套加热管的功率6kW，每孔埋件的加热功率12kW。通过试验，模拟弧门埋件融冰设备运行工况，对其工作原理和保护功能进行验证，为以后埋件融冰设备现场安装、调试提供先期的基础性试验数据和经验，并检验加热管的热传导速率及均匀性、传感器的可靠性和准确性、电加热器和电控系统的安全可靠性。
6融冰设备的保温
本渠段位于河北省南部，属温带半湿润地带，东亚季风气候区，四季分明。 全年1月份温度最低，最冷月平均气温为－2．6℃～－3．5℃，抗冻设计属于寒冷气候区。
鉴于南水北调中线总干渠有冬季运行要求，为了保证金属结构在冰冻期正常运行， 需针对金属结构的设置部位、布置形式、运行工况，以及气温和冰情采取不同的防冰冻措施，防止金属结构物承受静冰压力；防止闸门活动部分与冰盖层冻结在一起，门槽埋件工作表面结冰等。由于南水北调中线总干渠采用定水位运行的方式，本渠段的节制闸和工作闸的弧型工作闸门需经常启闭，因此，这些闸的闸门在冬季冰期输水时应采取融冰措施。根据国内已建工程的实际运行经验，针对本工程的实际运行情况，采取保温及电加热融冰方案。该方案结合闸门启闭机室将弧型工作闸门布置在闸门室内，对整个闸室进行全封闭。根据本段实际气象条件分析，一般年份冬季闸室内水面不会结冰。在寒冷年份，当遇到强寒流持续降温时，闸室内有可能出现冰冻，影响闸门和液压启闭机的操作。此时可采取电加热的方式：将需要加热的埋件设计成密封空腔，并充装传热介质，把加热装置布置于密封空腔的一端，通过加热控制柜手动或电动控制加热装置，使附着在埋件和水封上的冰融化，确保闸门冰期操作时水封不被破坏，从而满足闸门的启闭要求。排冰闸挡水闸门和退水闸的工作闸门在冬季排冰时运行，采取保温及电加热融冰方案。分水闸为潜孔闸门，检修闸的检修闸门经常处于全开状态，不采取防冰冻措施。
参考文献
论文关键词：变压器色谱分析故障判别方法
0.引言
变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判，根据DL/T596—1996电力设备预防性试验规程规定的试验项目及试验顺序，通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，在不停电的情况下，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效。经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关，它们之间存在不同的数学对应关系。
Abstract：Therearetwomainmethodsforfaultdetectionofpowertransformer,electricaldetectionandchemicaldetection.Chemicaldetectionismainlyproductionrateandtheratioofthreetoanalysisandjudge,throughthetransformeroilcontentofgas.Itiseffectivetofindtransformerlatentfaultandfaultdegreeinearlystage.Inthecourseofpracticalapplication,inordertodiagnosistheinternaltransformerfailuremoreaccurately,Chromatographicanalysisshouldbeinaccordancewiththeequipmentpreviousrunningconditions,characteristicsofthegascontentandusingdifferentanalysismodeltodeterminewhethertheoperationofequipmentisnormalorequipmentexistlatentfaultandfaultcategory.
Keywords：TransformerChromatographicAnalysisTheDefect-judgementMethod
1.电力变压器的内部故障主要有过热性、放电性及绝缘受潮等类型
1.1过热性故障是由于设备的绝缘性能恶化、油等绝缘材料裂化分解。又分为裸金属过热和固体绝缘过热两类。裸金属过热与固体绝缘过热的区别是以CO和CO2的含量为准，前者含量较低，后者含量较高。
1.2放电性故障是设备内部产生电效应（即放电）导致设备的绝缘性能恶化。又可按产生电效应的强弱分为高能放电（电弧放电）、低能量放电（火花放电）和局部放电三种[1]。
1.2.1发生电弧放电时，产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体。这种故障在设备中存在时间较短，预兆又不明显，因此一般色谱法较难预测。
1.2.2火花放电，是一种间歇性的放电故障。常见于套管引线对电位未固定的套管导电管，均压圈等的放电;引线局部接触不良或铁心接地片接触不良而引起的放电;分接开关拨叉或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体，但由于故障能量较低，一般总烃含量不高。
1.2.3局部放电主要发生在互感器和套管上。由于设备受潮，制造工艺差或维护不当，都会造成局部放电。产生气体主要是氢气，其次是甲烷。当放电能量较高时，也会产生少量的乙炔气体。
1.3变压器绝缘受潮时，其特征气体H2含量较高，而其它气体成分增加不明显。
值得注意的是，芳烃含量问题。因为它具有很好的“抗析气”性能。不同牌号油含芳烃量不同，在电场作用下产生的气体量不同。芳烃含量少的油“抗析气”性能较差，故在电场作用下易产生氢和甲烷，严重时还会生成蜡状物质；而芳烃含量较多的绝缘油“抗析气”性能较好，产生的氢气和甲烷就少些，因此，具体判断时要考虑这一因素的影响。[
2.色谱分析诊断的基本程序
2.1首先看特征气体的含量。若H2、C2H2、总烃有一项大于规程规定的注意值的20%，应先根据特征气体含量作大致判断，主要的对应关系是：①若有乙炔，应怀疑电弧或火花放电；②氢气很大，应怀疑有进水受潮的可能；③总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃很小或无，则是过热的特征。
2.2计算产生速率，评估故障发展的快慢。
2.3通过分析的气体组分含量，进行三比值计算，确定故障类别。
2.4核对设备的运行历史，并且通过其它试验进行综合判断。
3.油中主要气体含量达到注意值时故障分析方法
在判断设备内有无故障时，首先将气体分析结果中的几项主要指标，（H2，∑CH，C2H2）与色谱分析导则规定的注意值（表1）进行比较。
表1正常变压器油中气，烃类气体含量的注意值
气体组分H2CH4C2H6C2H4C2H2总烃
含量（10-6）1506040705150
3.1当任一项含量超过注意值时都应引起注意。但是这些注意值不是划分设备有无故障的唯一标准，因此，不能拿“标准”死套。如有的设备因某种原因使气体含量较高，超过注意值，也不能断言判定有故障，因为可能不是本体故障所致，而是外来干扰引起的基数较高，这时应与历史数据比较，如果没有历史数据，则需要确定一个适当的检测周期进行追踪分析。又如有些气体含量虽低于注意值，但含量增长迅速时，也应追踪分析。就是说：不要以为气体含量一超过注意值就判断为故障，甚至采取内部检查修理或限制负荷等措施，是不经济的，而最终判断有无故障，是把分析结果绝对值超过规定的注意值，（注意非故障性原因产生的故障气体的影响，以免误判），且产气速率又超过10%的注意值时，才判断为存在故障。
3.2注意值不是变压器停运的限制，要根据具体情况进行判断，如果不是电路（包括绝缘）问题，可以缓停运检查。
3.3若油中含有氢和烃类气体，但不超过注意值，且气体成份含量一直比较稳定，没有发展趋势，则认为变压器运行正常。
3.4表1中注意值是根据对国内19个省市6000多台次变压器的统计而制定的，其中统计超过注意值的变压器台数占总台数的比例为5%左右。
3.5注意油中CO、CO2含量及比值。变压器在运行中固体绝缘老化会产生CO和CO2。同时，油中CO和CO2的含量既同变压器运行年限有关，也与设备结构、运行负荷和温度等因素有关，因此目前导则还不能规定统一的注意值。只是粗略的认为，开放式的变压器中，CO的含量小于300µl/L，CO2/CO比值在7左右时，属于正常范围；而密封变压器中的CO2/CO比值一般低于7时也属于正常值。
3.6应用举例
3.6.1济源供电公司220KV虎岭变电站3#主变，1978年生产，1980年投运至今已运行28年，接近设备的寿命期。从2004年开始的油色谱报告分析中就存在多种气体含量超标现象，具体数据见表2
表2虎岭变2#主变油色谱分析报告
气体
成份甲烷乙烯乙烷乙炔氢COCO2总烃日期
含量ml/l23.0968.815.615.3123.9504.9840001032004.5.4
38.94111.88.947.2128.77907.75910166.92005.6.8
28.1490.087.225.5623.29705.550431312006.8.18
28.1164.56.45.0125.7680.749801292007.3.20
25.2375.807.126.319.5702.954321142007.11.5
18.7681.086.245.6314.76716.75680111.72008.3.10
对上述数据跟踪分析,有不同程度乙炔、乙烯、总烃超过注意值，考虑变压器运行年限、内部绝缘老化，结合外部电气检测数据，认为该变压器可继续运行，加强跟踪，缩短试验周期。目前此变压器仍在线运行。3.6.22003年4月15日,35KV黄河变电站1#主变预试时发现氢气含量明显增长。变压器型号为：SL7-5000KVA/35，2001年8月投运，具体色谱数据如下：
气体
成份甲烷乙烯乙烷乙炔氢COCO2总烃日期
含量ml/l1.890.756.521.939.28562659.82002.5.5
2.261.657.333.98123.566925615.222003.4.15
分析结果:色谱分析显示氢气含量虽未超过注意值,但增长较快,为原数值的12倍,其它特征气体无明显变化,说明变压器油中有水份在电场作用下电解释放出氢气，同时对油进行电气耐压试验，击穿电压为28KV，微水测定为80ppm，进一步验证油中有水份存在。经仔细检查发现防暴筒密封玻璃有裂纹，内有大量水锈，外部水份通过此裂纹进入变压器内部。经处理后变压器油中氢气含量恢复正常。
4
4.故障产气速率判断法方法
4.1实践证明，故障的发展过程是一个渐进的过程,仅由对油中溶解的气体含量分析结果的绝对值很难确定故障的存在和严重程度。因此，为了及时发现虽未达到气体含量的注意值，但却有较快的增长速率的低能量潜伏性故障，还必须考虑故障部位的产气速率。根据GB/T7252—2001《变压器油中溶解气体分析判断导则》中推荐通过产气速率大小作为判断故障的危害程度，对分析故障性质和发展程度（包括故障源的功率、温度和面积等）具有重要的意义。当相对产气速率（每运行月某种气体含量增加值占原有起始值的百分数的平均值），总烃的产气速率大于10%时应引起注意，变压器内部可能有故障存在，如大于40µl/L/月可能存在严重故障。但是,对总烃起始含量很低的变压器不易采用此判据[2]。
4.2根据总烃含量、产气速率判断故障的方法
4.2.1总烃的绝对值小于注意值，总烃产气速率小于注意值，则变压器正常；
4.2.2总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率小于注意值，则变压器有故障，但发展缓慢，可继续运行并注意观察。
4.2.3总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率为注意值的1～2倍，则变压器有故障，应缩短试验周期，密切注意故障发展；
4.2.4总烃大于注意值的3倍，总烃产气速率大于注意值的3倍，则设备有严重故障，发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊罩检修[2]。
4.2.5应用举例
2006年6月2日，济源供电公司110KV星光变1#主变投运，投运时油色谱分析报告为:
气体成份甲烷乙烯乙烷乙炔氢COCO2总烃
含量ml/l0.160.13007.3710.89327.520.29
投运后1个月，2006.7.21号开始跟踪,具体所测数据如下:
气体
成份甲烷乙烯乙烷乙炔氢COCO2总烃日期
含量ml/l19.6948.184.830.9938.585501742006.7.21
16.5439.53.930.8531.879292612006.7.24
29.770.36.591.12641736661082006.8.18
28.1164.56.41.1152.71705721002006.8.28
33.980.17.891.21782526981232006.9.5
40119126.91072581800177.72006.9.13
分析结果:从7月～8月份跟踪试验数据认为,特征气体含量属正常范围,产气速率较小,考虑是新投运变压器,继续跟踪运行；9月份后发现乙烯、乙炔、总烃含量超过注意值，同时产气速率超过15%，乙炔、氢气增长较快。结合投运时电气交接试验情况，此变采用ABB油气套管，且变压器出厂时虽做局部放电试验，但油气套管未进工厂是在现场组装的。由于变压器套管直接与GIS设备连接，交接时无法进行主变局放试验。通过特征气体产生率、三比值法判断内部可能有火花放电存在，怀疑高压引线与套管连接处可能存在缺陷。经常规电气试验未发现异常，放油后检查发现，套管未端屏蔽罩固定螺丝三个中有一个较松动，但无明显放电痕迹，紧固后对油进行脱气处理，主变试运至今色谱分析正常。
5.根据三比值法分析判断方法
所谓的IEC三比值法实际上是罗杰斯比值法的一种改进方法。通过计算，C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值，将选用的5种特征气体构成三对比值，对应不同的编码，分别对应经统计得出的不同故障类型。应用三比值法应当注意的问题：
5.1对油中各种气体含量正常的变压器，其比值没有意义。
5.2只有油中气体各成份含量足够高（通常超过注意值），气体成分浓度应不小于分析方法灵敏度极限值的10倍[3]，且经综合分析确定变压器内部存在故障后，才能进一步用三比值法分析其故障性质。如果不论变压器是否存在故障，一律使用三比值法，就有可能将正常的变压误判断为故障变压器，造成不必要的经济损失[3]。
5.3应用举例
2006年4月30号，110KV济源变2#主变差动、瓦斯动作跳闸，油色谱分析报告为：
气体成份甲烷乙烯乙烷乙炔氢COCO2总烃日期
含量ml/l117.44117.1514.7896.68612644.072697346.054.30
66.52165.8525.2971.16110.55612.785318.9328.225.9
分析结果：变压器差动、瓦斯继电器同时动作，甲烷、乙烯、乙炔、氢气、总烃含量均超过注意值数倍，可直接采用三比值法判断故障类型。查编码为102，属高能放电故障，可能会出现工频续流放电、绕组之间或绕组对地之间的绝缘油发生电弧击穿、调压开关切断电源等；结合外部电气试验测得B相高压绕组直流电阻不平衡率达25%，初步判断为B相绕组有严重电弧故障。吊罩检查发现B相高压绕组中性点处出现严重匝间短路，并有电弧放电痕迹，主变本体损坏严重。
6.结束语
变压器油中气体含量色谱分析方法能有效诊断变压器内部潜伏性故障的早期存在。具体应用中要根据故障或缺陷的不同发展阶段,采用不同的分析方法,结合设备的实际运行状况及外部电气试验数据,充分发挥油化学检测的灵敏性,正确评判设备状况或制定针对性的检修策略，提高变压器的运行可靠性。
参考文献：
1、谭志龙等编，电力用油（气）技术问答，中国电力出版社[M]，2006：89
关键词 电工进网作业 高压理论 培训 教学方法
为了规范电力行业、保障电气安全作业，根据国家电力监管委员会第15号令规定，电工进网作业许可证考试实行国家统一考试[1]。电工进网作业许可证是电工具有进网作业资格的有效证件。进网作业电工应当按照规定取得电工进网作业许可证并注册。未取得电工进网作业许可证或者电工进网作业许可证未注册的人员，不得进网作业。因此，电工进网作业许可证是保证电气安全的最基本措施之一，对其考试的培训教学要求应该主要针对进网作业电工的岗位需求，密切联系电力生产实践，注重科学应用，并以安全主线贯穿始终，力争具有针对性、实用性、先进性和科学性。
宿迁市电力培训中心高压电工进网作业许可证培训班开班以来已经为电力系统及相关单位培训了数百名员工。电工进网作业许可高压理论部分知识面广而宽，在考教分离的体系下，考试的广度及深度都逐渐加大，这对“电工进网作业许可证”的培训教学的改革和深入提出了严峻的考验。2011年11月28日，宿迁市第20期电工进网作业许可培训在泗阳开班，针对这次开班教学的实际情况对培训教学进行总结与改进，从而为以后的高压进网作业培训教学质量的提高打下坚实的基础。
一、电工进网作业许可考试培训的教学过程
（一）电力系统的基本知识
电力系统基本知识作为电工进网作业许可考试的第一部分起到了总述的作用。了解电力系统的基本构成、电力负荷的组成及分类就起到了极其重要的作用。这一章的教学主要手段是对基本概念的讲解，在理解的基础上识记关键知识点。结合学员实际的工作情况，将原理用最浅显的语句表达出来，方便记忆。
（二）电气安全技术及电力安全工作规程
进网电工作业首要的就是要掌握电气安全技术。高压理论部分的电气安全技术主要掌握电气安全用具和触电急救的方法，以及电气作业的安全技术和组织措施；了解电击方式及电气火灾补救措施等。这部分的内容与进网电工的实际工作息息相关，除了在本章做重要讲述之外，在其他各章都穿插了电气安全技术的相关内容。
（三）电力变压器的知识
变压器作为电力系统中核心部分，了解、掌握和熟悉电力变压器的各种专业基础知识显得非常重要。变压器的分类主要有电力变压器、仪用互感器和特种变压器。这其中就需要了解和熟悉变压器的工作原理、结构、型号及技术参数、运行条件及方式等知识点。本部分的教学采用的是理论教学和实际操作相结合的方式。讲授完理论部分之后紧接着就进行电力变压器的维护、排故等操作，这样就更加方便学员领会电力变压器的理论部分。经过实践教学，这部分的理实一体化收到了很不错的效果。然而由于学员的学历水平参差不齐，一部分学员对变压器的相关计算不能完全理解。对单相、三相变压器一次侧、二次侧额定电压、电流的计算感觉不太容易接受。但是不论是从电工进网作业许可考试的过关方面还是从工作实践出发电力变压器的计算都是比较重要的。因此如何让学员在理解电力变压器理论的基础上进行一二次侧的计算，在教学方法上尚待改进。
二、电工进网作业许可考试培训教学总结
（一）教学安排有所创新
电工进网作业许可考试培训的教学内容应该是针对岗位的普遍要求，电力实际生产和培训教学知识点密切结合。宿迁市第20期电工进网作业许可培训在教学安排上进行了一些改革。针对理论和实践教学的针对性和紧密型，采用理论教学培训之后立即进行与之相关的实践教学培训以强化理论联系实际的教学效果。在一定程度上体现了教学培训的针对性、实用性、先进性和科学性。
（二）教学内容不拘泥于教材
此次的电工进网作业许可培训内容不仅仅是为了应付过关考试，而是本着让学员多一点理论基础的原则。因此在编排教学内容的时候适当增加了电力安全工作规程变电部分及线路部分的相关知识点。另外最后一章电气安全部分将事故安全知识点分散到各个主要单元当中，并穿插了现场急救、人工呼吸法、高压触电急救，真正体现考证培训与安全培训贯穿始终。
（三）课堂气氛活跃，教学相长
此次的培训过程尽量改变了以往那种以讲解知识点为主的教学方式，让学员参与了学习讨论。实践证明，学员大胆发表意见，通过他们实际的施工经验来检验理论。在这样的轻松状态下，焕发了创造的热情，释放了巨大的学习潜能。
三、今后电工进网作业许可考试培训教学方法尚需改进
（一）进网作业人员的学历水平高低不等，年龄层次分布非常广，从二十来岁到四五十岁的员工都有。因此，需要制定针对年龄跨度大的学员范围的教学计划。让年龄低的学员学而精，年龄高的学员能基本理解原理。
（二）电工进网作业许可考试已经全部实现了无纸化考试，全部的考试内容都是通过电脑来完成。在考证过程中发现，有一部分年龄大，学历层次比较低的学员甚至不知道如何操作电脑，当然也就对这种形式的考试感觉吃力。因此，在今后的教学计划上，应该安排两个学时左右的时间为学员普及基本的电脑操作，有助于对于提高学员考证过关率。
四、结束语
进网电工许可证考试的培训时间是有限的，而涉及的知识面是广泛的，整个教学工作是一项重要而严谨的系统工作，关乎整个电力系统的安全。因此，需要在不断的培训教学过程积累经验，发扬有效的教学手段，摒弃传统落后的教学方法，积极探索，锐意进取，才能不断提高电力员工的整体知识水平和安全意识。
参考文献：
[1]国家电力监管委员会电力业务资质管理中心编写组. 电工进网作业许可考试参考教材――高压理论部分[M]. 中国财政经济出版社，2006.
关键词：试飞测试；燃油耗量；传感器
概论
运八飞机在空中试飞测试时，发动机工作状态直接影响飞行安全和飞机的性能，燃油耗量（瞬耗和总耗）是最总要的测试参数之一，是评定发动机性能的重要指标。根据运八飞机在不同高度，速度，载重量，外界环境的条件下测得的瞬耗和总耗的变化率数据，计算飞机在各种不同条件下的续航时间和航程。
1.1.涡轮流量传感器原理
磁电感应式涡轮流量传感器由涡轮、轴承、磁电感应线圈、前置放大器及输出电路组成。涡轮转子1与涡轮带动旋转的轴承2紧固，涡轮转子1与永久磁铁3组成磁路系统。当燃油流过传感器时，带动涡轮1和滚珠轴承2转动。当涡轮叶片1切割由壳体内永久磁铁3产生的磁力线，就会引起感应线圈中的磁通变化。当涡轮1的翼片和定子相对时，气隙最小，磁路系统磁通最大。而翼片离开时，气隙最大，磁通最小。感应线圈4将检测到的磁通周期变化送入前置放大器，对信号放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号。同时，将脉冲信号送入频率电路中，将脉冲信号转换成近似正弦波的信号，指示瞬时流量，其频率与转速成正比关系1.3.油耗测试系统的校准
为了获取精确可靠的试飞测试结果，地面校准工作在试飞测试中占有特殊的地位，地面校准是测试的基础环节，也是将来数据处理精度高低的保证，依据试飞测试仪器（静态）校准规范的要求，流量测试仪器的校准，是根据涡轮流量传感器检定给出的流量特性在地面用低频信号发生器模拟流量传感器，输出脉冲频率，通过测试记录，得到一组相应的输出值，从而获得流量测试仪器的输入-输出特性。流量
校准时将低频信号发生器从160Hz按选定的点逐次调到700Hz。往返校准多次，使校准的点符合规范要求，记下各点的频率值及与之对应的测试系统的输出值（电压值或码值），并将全部校准数据进行标定回归处理，给出测试系统时间流量特性的拟合多项式校准精度。
1.4.涡轮流量传感器的测试安装
磁电感应式涡轮流量传感器是一种机电型能量变换传感器。其特点是不需要供电电源、性能稳定、反应灵敏、抗干扰能力强、惯性与迟滞较小、信号便于记录和传输。但是飞机测试之前需独立制作工艺燃油导管并将传感器安装固定于导管之上，在对飞机发动机导管进行换装。改装结束后还要对改装工艺导管进行打压试验，并进行地面通电、地面试车等大量工作后才能进行试飞，工作量极大且耗费大量人力、物力，并延长了试飞改装周期。
2.测试方法改进
为了改善目前这种情况，同时基于近些年电子技术、集成电路、声楔技术的迅速发展，超声波传感器的技术逐步成熟。我们提出第二种测试方法――使用超声波流量传感器来测试运八飞机燃油耗量。
超声波式流量传感器由一组超声波换能器及电子线路（包括发射、接收、信号处理等电路）组成。
超声波式流量传感器相比传统流量传感器具有对管径适应性强、非接触流体、改装工艺简单等特点。它的原理是利用一对超声波换能器相向交替收发超声波。流体的流动会使超声波束的传播时间相对静态有一微小变化，且传播时间的变化与液体的流速成正比。通过观测超声波在介质中的顺流和逆流时间差来间接测量流体的流速，在通过流速来计算流量的一次测试方法。
图3 超声波流量传感器原理图
3.结语
在飞行试验过程中，测试参数的数量是极其巨大的，燃油耗量的测试只是飞行试验过程中的一个参数。运用更多更好的技术手段，用最小的成本解决飞行试验中的实际问题是测试技术人员应具备的思维。使用新型的测试仪器及采集设备往往能极大的减少人员的工作量、缩短飞机测试改装周期。对于推动运八飞机的试验研究具有重要意义。
参考文献：
[1]强锡富.传感器.机械工业出版社
目前，国内关于德国职业教育的研究，针对考试模式和方法的研究比较少，不利于我们全面学习德国经验。因此，在开展“高职《数控机床电气控制及调试》考试新模式研究”课题研究的过程中，笔者对德国职业教育的考试新模式和新方法进行了分析和研究。
一、德国职业教育考试的组织实施及法律制度
（一）关于考试的法律制度
2005年新版的德国《联邦职业教育法》对职业教育的考试做了严格明确的规定，主要有第三十七条结业考试，第三十八条考试内容，第三十九条考试委员会，第四十条组成、任命，第四十一条主席、决议权、表决，第四十二条决议文本、结业考试评价，第四十三条结业考试许可，第四十四条时间分开的结业考试许可，第四十五条特殊情况的许可，第四十六条许可决定，第四十七条考试条例，第四十八条中期考试，第四十九条附加资格，第五十条考试证书等；从第七十一条到七十五条规定了考试的主管机构。德国《联邦职业教育法》为职业教育考试提供了法律保障和支持，规范了考试的组织和实施，体现了职业教育考试的权威、规范、严格。
（二）关于考试的组织、实施
德国的职业教育考试是在政府制定的法律框架下进行的，由行业协会主管并成立相应的考试委员会负责考试的相关工作。考试委员会至少要有3名成员，由雇主、雇主代表、职业学校教师三方专家组成。考试委员会根据具体的职业《培训条例》和《考试条例》设计具体的考试任务、计划考试流程、组织实施考试评定，并对参加考试者是否通过结业考试做出决定。
（三）关于考试内容
在德国职业教育领域，相关职业的《培训条例》是决定对应职业考试内容的基础，职业教育考试以考察学生的职业能力为最终的考核目标。
（四）关于结业考试
德国传统的职业考试模式是中期考试加结业考试，但中期考试不计分，关键的是结业考试。在德国，对国家认可的职业教育必须进行结业考试，未通过者可补考两次，具体补考规则由各行业协会制定的《考试条例》负责解释。德国职业教育的结业考试对学生意义重大，通过结业考试的学生才能获得由行业协会签发的职业资格证书，才能从事相关行业工作，才能获得社会和企业的认可。
（五）关于《考试条例》制定
德国《联邦职业教育法》第四十七条规定，主管机构必须颁布由主管当局批准的《考试条例》。考试条例要对考试许可（考试资格）、考试安排（包括场地、人员等）、评价标准、考试证书颁布、违反考试条例的后果及补考做出规定。《考试条例的准则》由联邦职业教育研究所主管委员会颁布。
（六）关于考试资格的许可
德国《联邦职业教育法》的第四十三条到第四十六条，在结业考试的许可、时间分开结业考试的许可、特殊情况的许可、许可决定四个方面做出了详细明确的法律规定。
二、德国职业教育的考试模式
（一）“操作功能导向”的考试模式
在德国职业教育考试中采用比较久、比较传统的考试模式是一种“操作能力导向”的考试模式，该模式的特征是把考试分为理论考试和实践操作考试两个部分，主要关注学生实践操作技能的考核。学生在3～3.5年的培训学习中，要经历两次关键考试，即中期考试和结业考试。
中期考试一般安排在培训学习的第18个月进行，考试形式包括理论考试和实践考核两部分，中期考试是参加结业考试的条件，但中期考试仅作为摸底考试，不计成绩，只检查学生的学习状态和教育效果。以工业机械工为例，实践考试规定考生须在7小时内完成一个包括手动切削、机械切削、板管冷成型及用螺旋和销联接的工件。理论考试采用笔试的方法，规定时间为180分钟，试题包括工艺制图、公差、金属及辅助材料的特性和使用、切削和非切削加工制造方法、联接方法，以及长度、角度、面积、体积、质量、力和速度、劳动安全、环境保护等内容。
结业考试是一次意义重大的考试，一般在培训结束时进行，也包括理论考试（占50%）和实践操作考试（占50%）两个部分，但要求比中期考试要高得多。例如，飞机设备机械工中期考试的要求是对零部件有所了解、学会识图、对机械加工设备了解并分析功能、会使用测量工具、对安全生产和劳动环境保护等知识有所掌握，而结业考试的要求则是会安装驱动系统组件、能组装制造飞机设备、能对系统进行维护等。具体的结业考试要求，仍以工业机械工为例。实践操作考试的要求是，考生须在7个小时内分别完成两个考试工件和两个工作实验，考试工件须考虑下面四方面内容：一是用手动和机械切削及成型的方法加工零件；二是用可拆和不可拆结合法联接互换性零件；三是进行气动或液动回路的联接、检验和运行；四是编制数控机器程序。工作实验须包括以下内容：首先，检验和调整部件、机器、系统或生产设备的功能及其运行状况；其次，检验数控机器或生产设备的使用及程度改变；再次，对部件、机器、系统或生产设备故障的确定、界定和排除；最后，对机器、系统或生产设备的调整和重新组装。理论考试共分工艺、工作计划、工程数学及经济和社会学4个科目。各科考试内容是：工艺（120分钟）：劳动安全、环境保护及能源的合理利用，原料和辅助材料的特性和使用，材料检验、分割、成型和联接技术，机器零件，机器技术，控制技术，电子技术，检验技术，质量保证，生产种类、设备、生产控制，数控机器软、硬件及生产设备；工作计划（120分钟）：工艺制图，工程手册、图表，生产和工作计划、标准，管道布置图、流程图，数据处理基础，技术数据处理；工程数学（60分钟）：长度，角度，面积，体积，转矩，速度，旋转频率，加速度，功，功率，效北，抗拉，抗压，抗剪强度，热膨胀，液体、气体的压力，电量；经济和社会学（60分钟）：有关职业、劳动者和经济与社会关系的一般知识。
（二）“职业能力导向”考试新模式
从1987年开始，德国的职业教育界提出了一种全新的培养思想，即要培养学生对工作的计划、实施、检查的能力，培养学生的综合职业能力，不仅要重视实践操作能力的培养，更要重视方法能力、社会能力、个人能力的培养。在2005年版的德国《联邦职业教育法》中，明确规定职业教育要以培养职业行动能力为目标，于是，与此相匹配的“职业能力导向”的考试新模式在部分行业中出现并运用，并且这种新的考试模式也在《联邦职业教育法》中得到体现，并建议使用。
“职业能力导向”的考试新模式，将考核重心从重视结果移至重视过程，关注工作计划、工作流程、与他人的协调沟通等，从以前的分科考试形式转变为按能力要求划分的5个考试部分，分别是整体任务、变量任务、系统设计、功能和系统分析、经济与社会。新的考试模式取消了原来的中期考试，将结业考试分为第一部分和第二部分，其中，第一部分占总分的40%，第二部分占总分的60%。
结业考试的第一部分安排在培训的第18个月进行，完成考试部分，整体任务成绩占比40%。第一部分的考核特点是围绕一个完整的工作任务展开考试，考试时间最多10个小时，考试有三种形式：实践操作、书面形式的计划和编制文件、情境谈话，考试任务是在子系统、装配件、组件及设备上实施的。以工作技术电子技术工为例，考生应展示如下能力：一是评价技术资料，确定技术参数，计划和决定工作进程，利用材料和工具；二是对设备部件（包括电气工作器具在内）进行装配、拆卸、布线、连接和配置，并要遵守安全规定、事故预防规定和环境保护规定；三是评价电气设备和工作器具的安全性，检验电气保护措施；四是分析电气系统和检验功能，寻找和排除故障，调节和测量工作值；五是完成产品启动、交付并及时编制工作实施文件，制作技术资料，包括检验记录在内。
结业考试的第二部分安排在培训结束时进行，成绩占60%，完成其余4项考试：变量任务（占第二部分成绩的50%）、系统设计（占第二部分成绩的20%）、功能和系统分析（占第二部分成绩的20%）、经济与社会（占第二部分成绩的10%）。系统设计、功能和系统分析、经济与社会三个部分采取笔试，变量任务采取实践操作的形式。在变量任务的考试部分，有两种可选择的考试题目：一种是由考生对应的培训企业出的考试题目，称之为企业任务；另一种是由相应的考试委员会确定的全国统一的考试题目，称之为典型实践任务，由考生的培训企业决定考生是完成“企业任务”还是“典型实践任务”。其中，“典型实践任务”的考试时间最多18小时，其中7小时实施任务，11小时准备任务，包括20分钟左右的专业谈话。在系统设计、功能和系统分析这两个考试部分，分别对考生提出一个工作任务，但不是单纯理论知识的问答，而是要解决工作实际问题。以工作技术电子技术工为例，在系统设计的考试部分，考试要求是在一个工作技术设备中根据预先给出的要求草拟变更；功能和系统分析考试部分的要求是分析电气设备；经济社会考试部分涉及职业相关的工作情境，特别强调职业与社会、经济的普遍联系，要求考生完成50个客观选择题。
三、德国职业教育考试的新方法
在出现新的考试模式之后，产生了一些新的考试方法，如文件编制、专业谈话、客户咨询沟通、演讲等。
（一）文件编制
文件编制需要考生在实施操作任务的过程中，编写一份关于任务实施过程的文件，主要在变量任务考试部分中运用，编制的文件包括：任务分配、任务计划、实施记录、检测数据记录、交付记录等，通过文件编制向考官展示工作流程和工作方法。例如，汽车机电工的考试要求考生在实施维修任务前确定维修计划、维修方法并填写检测数据，形成维修文件。
（二）专业谈话
专业谈话不是传统意义上的口试，是针对考生的工作任务和工作流程，根据其编制的工作文件所提出的与职业任务有关的实际问题。例如，考官可以问工作过程中为什么选择这个工具而没选择另一个工具，或者考官会问为什么会出现这种故障，等等。通过专业谈话，可以更好地考察考生的应变能力、专业技术的熟悉程度、专业技术的表达能力、人际沟通能力等。
四、启示
德国的职业教育考试，其先进性主要在于考试的根本目的是培养学生的综合职业能力，所有的考试内容来源于学生即将从事的职业工作，考试内容十分接近职业实际工作情况，不仅重视技能操作的考核，而且重视学生专业能力、社会能力、方法能力、个人能力的综合考核，不仅重视完成职业任务的结果，而且重视完成职业任务过程中的表现。在考试的组织形式上，改变了“一考定终身”的制度，将结业考试在时间上分成两部分，形成一种伴随学生能力发展过程的考试形式。在考试方法上也比较灵活，采取实践操作、笔试、专业谈话等多种方式结合。这套完整的职业教育模式很值得我们学习和研究。主要启示如下。
（一）要建立一个具有权威性的严格科学的外部认证模式
德国的职业教育考试，法律制度健全，在《联邦职业教育法》中对考试的组织实施有明确的法律规定，考核的程序很严谨、很规范，考试由各行业协会负责，与培训企业、职业学校无直接关系，保证了考试的真实性、严格性、可信度，由于职业教育考试严格，使其考试成绩的含金量很高，成为学生就业的岗位通行证。
我国要建立一个企业、行业、学校都认可的，权威的、严格的职业教育考试外部认证模式，用一个统一的、严格的尺度测量学生的职业能力水平。
（二）要树立正确、科学的职业教育考试观
职业教育考试要以职业能力考试为目标，要围绕职业任务展开。职业教育考试不同于普通教育考试，考试的目的不仅是检查、巩固、评价学习结果，而且要体现职业性，要重点考核学生的职业能力。职业教育考试不仅要重视某一项操作技能考核，还要重视专业能力、社会能力、方法能力、个人能力综合考核。应制定科学、合理的考核内容，要以先进的职业教育理念为指导，进行教学考核内容的设计。
（三）要采取灵活多样、有机结合的考试方法
考试要考察学生掌握职业能力的真实情况，必须改革传统的考试方法，采用更接近实际工作流程、工作情境的考核方法，如专业谈话、文件编制、实践操作等。
五、德国职业教育考试新模式、新方法的应用
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