第五章高压开关设备的试验与状态诊断.doc

第五章高压开关设备的试验与状态诊断高压开关是电力系统中最重要的设备之一，它担负着控制和保护的双重任 务，即根据电网运行的需要用它来可靠地投入或退出相应的线路或电气设备；当 线路或电气设备发生故障时，将故障部分从电网中快速切除，保证电网无故障部 分正常运行如果开关设备不能在电力系统发生故障时开断线路、消除故障，就 会使事故扩大造成大面积的停电因此，高压开关设备性能的好坏、工作的可靠 程度是决定电力系统安全供电的重要因素在电力系统中工作的高压开关设备必 须满足灭弧、绝缘、发热和电动力方面的一般要求第一节高压开关设备的绝缘预防性试验绝缘预防性试验主要有：绝缘电阻和吸收比或极化指数、泄漏电流、介质 损耗角正切等一、绝缘电阻测量＞测量绝缘电阻是所有型式断路器试验中的基木项n,对于不同型式的断路器 则有不同的要求，应使用不同电压等级的兆欧表＞高压多油断路器的绝缘部件有套管、绝缘拉杆、灭弧室和绝缘油等测量目 的主要是检杳杆对地绝缘，在断路器合闸状态下进行测试通过该项忖能较 灵敏地发现拉杆受潮、裂纹、表面沉积污染、弧道灼痕等贯穿性缺陷，对引 出线套管的严重绝缘缺陷也能有所反映＞高压少汕断路器的绝缘部件有瓷套、绝缘拉杆和绝缘汕等。

在断路器合闸状态卞，主要检查拉杆对地绝缘对35kV以下包含有绝 缘子和绝缘拐臂的绝缘；在断路器分闸状态下，主要检查齐断口 Z间的绝缘以及内部灭弧室是否 受潮或烧伤规程对油断路器整体绝缘电阻值未作规定，而用有机物制成的拉杆的绝缘电 阻值不应低于表5-1所列数值试验类别额定电压（kV）<2424〜40. 572.5 〜252363交接12003000600010000大修后10002500500010000运行中300100030005000＞ 对于真空断路器、压缩空气断路器和SF6断路器，主要测量支持瓷套、拉杆 等一次凹路对地绝缘电阻，一般使用2500V的兆欧表，其值应大于5000 MQo＞辅助冋路和控制冋路的绝缘电阻测量时，首先要做好必要的安全措施，然后 使用500V （或1000V）兆欧表进行测试，其值应大于2MQ对于500kV断 路器，应用1000V兆欧表测量，其值应大于2MQO＞根据兆欧表测量的读数结合绝缘材料的种类，可以初步判别其吸潮、清洁度、 绝缘性能，从而可初步决定设备缺陷的程度兆欧表测试合格后才允许选择 （根据设备种类、屯压高低）后面所述其他高级方法作真实性考核二、介质损耗角正切测量1、多油断路器（已淘汰）测量40.5RV及以上非纯瓷套管和多油断路器的斷,其主要冃的是检查套 管及其它绝缘部件如灭弧室、绝缘提升杆、油箱绝缘闱屏、绝缘油等的绝缘状态。

试验时，首先进行分闸状态下的试验，即将被试断路器与外界引线脱离，并 在分闸状态下对每支套管进行测量若测量结果超出规定限值或与以前有显著增 大时，必须落下油箱，进行分解试验，逐次缩小缺陷的可疑范围，直到找出缺陷 部位对于断路器整体的冬5是建立在套管标准基础上的，故非纯瓷套管断路器的 fgS可比同型号套管单独的fgd增大些，其增加值见表5 — 2表5-2非纯瓷套管断路器的堆5增加值额定电压（kV）M126<126*tg&(%)值的增加数注：带有并联电阻断路器的整体圾》(%)可相应增加1对DW1-35(D)型断路器，其农5 (%)值的增加数为32、少油断路器和其它断路器少油断路器一般不做此项试验，因其绝缘结构主要是瓷绝缘和环氧玻璃丝布 类绝缘，不存在套管受潮问题在少油断路器的瓷套中虽然充有绝缘油，但由于 断路器木身电容量很小(仅十到几十皮法)，再加上接线、仪表、温度和周围电 场等因素的影响，测量数据往往分散性很人，难以判断其规律性因此，难 于有效地发现绝缘缺陷但对于有并联电容器的，则应测量并联电容器的电容值和冬5测得的电容值与岀厂值比较应无明显变化，电容值偏差在±5%范I韦I内，10kV下的/gj值不人于下列数值:油纸绝缘0.005膜纸复合绝缘0.0025三、泄漏电流测量测量泄漏电流是35kV及以上少油断路器和压缩空气断路器的重耍试验项冃 它能较灵敏地发现断路器瓷套外表危及绝缘的严重污秽；绝缘拉杆和绝缘 受潮；少油断路器灭弧室受潮、劣化和碳化物过多等缺陷；压缩空气断路器因压 缩空气和对湿度增高而带进潮气，使管内壁和导气管凝露等缺陷。

对少汕断路器和压缩空气断路器，在分闸位置按图5-1的接线方式进行加 压试验，即进出线端接地，试验电压加在中间三角箱处若泄漏电流超标时，则 分别对侮一部件进行分解试验，检查绝缘是否符合要求，从而确定缺陷部件，直 流试验电压见表5-3o表5-3直流试验电压额定电压(kV)40.572.5 〜252>363图6-1泄漏电流测量泄漏电流一般不大于10MA,但对于252kV及以上少油断路器提升杆（含支 持瓷套）的泄漏电流人于5pA时，就应引起注意另外为使测量准确可靠，各 次试验有较好的可比性和规律性，在试验中应注意以下几点：（1） 适当采用较人线径的多股绝缘软线或屏蔽线作引线，且尽量短，以减 小杂散电流的影响；（2） 引线连接处，选用光滑无棱角的导体（如小铜球）进行连接，以减小 电晕损失带來的影响；（3） 保持一定的升压速度对稳定电容要充分放电，并使每次放电的时间 人致相等，以减小因电容充电电流的不同，引起的泄漏电流读数的偏差；（4） 高压直流输出端并联不小于O.OlpF的稳压电容，否则会引起测量值偏 低四、交流耐压试验断路器的交流耐压试验是鉴定断路器绝缘强度最有效和最直接的试验项目交流耐压试验应在分、合闸状态下分别进行，合闸状态下主要鉴定相对地以及相间地绝缘状况；分闸状态下主要鉴定断口间的绝缘状况。

126kV及以上的 油断路器若因试验设备的限制可不做整体交流耐压试验40. 5kV及以下的油断 路器在新安装和大修后应做交流耐压试验，必要时在预防性试验中也应进行交流耐压试验对于12〜40. 5kV电压等级的和三相共箱式的断路器还应做相间耐压试验，其试验电压值与对地耐压时相同耐压试验过程中，试品未发生闪络、击穿，耐压后不发热，认为耐压试验通过交流耐压试验电压见表5-4表5 - 4 交流耐压试验电压额定电压（kV）1240. 5126 ( 123 )252 ( 245 )试验电压相间及对地42 (28)95160/180288/316(kV)隔离断口49 ( 35 )128180/212332/368注：1.当12kV系统中性点为有效接地时，取括号中数据2. 分母数为根据IEC补充的较高耐压水平值对126kV及以上油断路器提升杆的交流耐压试验的电压值，可参考上表5-4也可进行分段加压试验，但应进行分段系数的修正＞对于断路器的辅助回路和控制回路的交流耐压试验，试验电压为2kVo对 72. 5kV及以上的油断路器，其试验电压按DL/T593 —1966规定值的80%进 行过滤和新加油的断路器一般需静止3h左右，等油中气泡全部逸出后才 能进行。

气体断路器应在最低允许气压下进行试验，才容易发现内部绝缘缺 陷＞交流耐压试验电压测量的要求不是很严格的，可以直接从低压侧读数后换 算交流耐压试验前后的绝缘电阻不下降30%为合格＞试验时油箱出现时断时续的轻微放屯声，应放下油箱进行检查，必要时应将 汕重新处理，若出沉重击穿声或冒烟，则为不合格，务必重新处理如有机 绝缘材料烧坏应当更换，并查明原因，原因未查明时，不得轻易重试，以免 造成损失＞ 交流耐压的试验电压一般由试验变压器或串联谐振回路产生为使试验电压 不受泄漏电流变化的影响，变压器输送的试品短路电流应不小于0. 1A （有效 值）当试品放电时，使试验电压产生较大波动，可能会造成试品和试验变 压器损坏，应在试验回路中串联一些阻尼元件串联谐振回路主要由容性试 品或容性负载和与之串联的电感以及中压电源组成，也可由电容器与感性试 品串联而成改变回路参数或电源频率使回路谐振，产生远大于中压电源电 压的幅值加在试品上在试品放电时，由于电源输出的电流较小，从而限制 了对试品绝缘的损坏五、测量导电回路电阻断路器导电冋路电阻的测量是在断路器处于合闸状态下进行的，其测量接线如图5-2所示它是采用直流电压降法进行测量。

常'用的测屋方式有电压降法（电流一电压表法）和微欧仪法分流器（RG与被测回路电阻（Rx）呈串联关系，有Ux/Rx =Udi/Rdi=I,即所以即使测量通入的电流值稍有偏离100A,也不影响测量 结果使用微欧仪时，也应将电压测量线（细线）接内侧，电流引线（粗线）接 外侧断路器触头的接触电阻是由表面电阻（膜电阻）和收缩电阻组成的当使用 双臂电桥进行断路器导电回路电阻的测量时，由于双臂电桥测量回路通过的是微 弱的电流，难以消除电阻较大的氧化膜，测出的电阻示值偏大，但氧化膜在大电 流下很容易被烧坏，不妨碍正常电流通过又当触头因调整不当（如触头压力变 化）、运行中发生变化或触头烧损严重等使有效接触面积减小时，双臂电桥的微 弱电流，在其接触处不会产生收缩，即无法测出收缩电阻，而在大电流或正常工 作电流通过时，就会使该接触处的电阻增加，引起触头的过度发热和加速氧化 对此，GB763 - 90《交流高压电器在长期工作时的发热》、DL405 - 91《进口 220 ~ 500kV高压断路器和隔离开关技术规范》等标准均已明确规定：测试采用直流电 压降法，通入的电流不得小于100A所以电桥法和直流电压降法的测量结果是 有差别的，而直流压降法更能反映断路器的实际工作状况。

第二节高压开关设备的动作特性试验＞断路器的分、合闸速度，分、合闸时间，分、合闸不同期程度，以及分合闸 线圈的动作电圧，直接影响断路器的关合和开断性能断路器只有保证适当的分、合闸速度，才能充分发挥其开断电流的能力，以 及减小合闸过程中预击穿造成的触头电磨损及避免发生触头烧损、喷油，甚至发 生爆炸而刚合速度的降低，若合闸于短路故障时，由于阻碍触头关合电动力的 作用，将引起触头振动或使其处于停滞状态，同样容易引起爆炸，特别是在自动 重合闸不成功情况下更是如此反之，速度过高，将使运动机构受到过度的机械 应力，造成个别部件损坏或使用寿命缩短同时，由于强烈的机械冲击和振动， 还将使触头弹跳时间加长真空和SF6断路器的情况相似断路器分、合闸严重不同期，将造成线路或变压器的非全相接入或切断，从 而可能出现危害绝缘的过电压＞断路器机械特性的某些方面是用触头动作时间和运动速度作为特征参数来 表示的，在机械特性试验中一般最主要的是刚分速度、刚合速度、最大分闸 速度、分闸时间、合闸时间.合一分时间、分一合时间以及分、合闸同期性 等一、 部分时间参量的定义1、 分闸时间是指从断路器分闸操作起始瞬间（接到分闸指令瞬间）起到所有极的触头分 离瞬间为止的时间间隔。

分闸时间必须在规定的时间范围内分闸时间太短，则 系统短路时直流分量过人，可能会引起分闸困难；分闸时间太长，则影响系统的 稳定性2、 合闸时间是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间为止 的时间间隔应具有很短的合闸时间，减少合闸时的电弧的能量，防止电弧使触 头熔焊3、 分一合时间是断路器在自动重合闸时，从所有极触头分离瞬间起至首先接触极接触瞬间 为止的时间间隔4、 合一分时间是断路器在不成功重合闸的合分过程中或单独合分操作时，从首先接触极的 触头接触瞬间起到随后的分操作时。