高壓開(kāi)關(guān)的絕緣預防性試驗項目及標準

高壓開(kāi)關(guān)是電力系統中zui重要的設備之一，它擔負著(zhù)控制和保護的雙重任務(wù)，即根據電網(wǎng)運行的需要用它來(lái)可靠地投入或退出相應的線(xiàn)路或電氣設備；當線(xiàn)路或電氣設備發(fā)生故障時(shí)，將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，保證電網(wǎng)*部分正常運行。如果開(kāi)關(guān)設備不能在電力系統發(fā)生故障時(shí)開(kāi)斷線(xiàn)路、消除故障，就會(huì )使事故擴大造成大面積的停電。因此，高壓開(kāi)關(guān)設備性能的好壞、工作的可靠程度是決定電力系統安全供電的重要因素。在電力系統中工作的高壓開(kāi)關(guān)設備必須滿(mǎn)足滅弧、絕緣、發(fā)熱和電動(dòng)力方面的一般要求。
       絕緣預防性試驗主要有：絕緣電阻和吸收比或極化指數、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切等。
       一、       1.測量絕緣電阻是所有型式斷路器試驗中的基本項目，對于不同型式的斷路器則有不同的要求，應使用不同電壓等級的兆歐表。
        2.高壓多油斷路器的絕緣部件有套管、絕緣拉桿、滅弧室和絕緣油等。測量目的主要是檢查桿對地絕緣，在斷路器合閘狀態(tài)下進(jìn)行測試。通過(guò)該項目能較靈敏地發(fā)現拉桿受潮、裂紋、表面沉積污染、弧道灼痕等貫穿性缺陷，對引出線(xiàn)套管的嚴重絕緣缺陷也能有所反映。
       3.高壓少油斷路器的絕緣部件有瓷套、絕緣拉桿和絕緣油等。
       在斷路器合閘狀態(tài)下，主要檢查拉桿對地絕緣。對35kV以下包含有絕緣子和絕緣拐臂的絕緣；
       在斷路器分閘狀態(tài)下，主要檢查各斷口之間的絕緣以及內部滅弧室是否受潮或燒傷。
       規程對油斷路器整體絕緣電阻值未作規定，而用有機物制成的拉桿的絕緣電阻值不應低于表1-1所列數值。

表1-1 油斷路器絕緣電阻的要求

       1.對于真空斷路器、壓縮空氣斷路器和SF6斷路器，主要測量支持瓷套、拉桿等一次回路對地絕緣電阻，一般使用2500V的絕緣電阻測試儀，其值應大于5000 MΩ。
       2.輔助回路和控制回路的絕緣電阻測量時(shí)，首先要做好必要的安全措施，然后使用500V(或1000V)絕緣電阻測試儀進(jìn)行測試，其值應大于2MΩ。對于500kV斷路器，應用1000V絕緣電阻測試儀測量，其值應大于2MΩ。
       3.根據兆歐表測量的讀數結合絕緣材料的種類(lèi)，可以初步判別其吸潮、清潔度、絕緣性能，從而可初步?jīng)Q定設備缺陷的程度。兆歐表測試合格后才允許選擇(根據設備種類(lèi)、電壓高低)后面所述其他方法作真實(shí)性考核。
       二、介質(zhì)損耗角正切測量
       1.多油斷路器(已淘汰)
       測量40.5kV及以上非純瓷套管和多油斷路器的tgδ，其主要目的是檢查套管及其它絕緣部件如滅弧室、絕緣提升桿、油箱絕緣圍屏、絕緣油等的絕緣狀態(tài)。
       試驗時(shí)，首先進(jìn)行分閘狀態(tài)下的試驗，即將被試斷路器與外界引線(xiàn)脫離，并在分閘狀態(tài)下對每支套管進(jìn)行測量。若測量結果超出規定限值或與以前有顯著(zhù)增大時(shí)，必須落下油箱，進(jìn)行分解試驗，逐次縮小缺陷的可疑范圍，直到找出缺陷部位。
       對于斷路器整體的tgδ是建立在套管標準基礎上的，故非純瓷套管斷路器的tgδ可比同型號套管單獨的tgδ增大些，其增加值見(jiàn)表1-2。

表1-2 非純瓷套管斷路器的tgδ增加值

       注：帶有并聯(lián)電阻斷路器的整體tgδ(％)可相應增加1。
           * 對DW1-35(D)型斷路器，其tgδ(％)值的增加數為3。
       2.少油斷路器和其它斷路器
       少油斷路器一般不做此項試驗，因其絕緣結構主要是瓷絕緣和環(huán)氧玻璃絲布類(lèi)絕緣，不存在套管受潮問(wèn)題。在少油斷路器的瓷套中雖然充有絕緣油，但由于斷路器本身電容量很小(僅十到幾十皮法)，再加上接線(xiàn)、儀表、溫度和周?chē)妶?chǎng)等因素的影響，測量數據往往分散性很大，難以判斷其規律性。因此，難于有效地發(fā)現絕緣缺陷。
       但對于有并聯(lián)電容器的，則應測量并聯(lián)電容器的電容值和tgδ。測得的電容值與出廠(chǎng)值比較應無(wú)明顯變化，電容值偏差在±5％范圍內，10kV下的tgδ值不大于下列數值：
       油紙絕緣                    0.005
       膜紙復合絕緣                0.0025
       三、泄漏電流測量
       測量泄漏電流是35kV及以上少油斷路器和壓縮空氣斷路器的重要試驗項目之一，它能較靈敏地發(fā)現斷路器瓷套外表危及絕緣的嚴重污穢；絕緣拉桿和絕緣受潮；少油斷路器滅弧室受潮、劣化和碳化物過(guò)多等缺陷；壓縮空氣斷路器因壓縮空氣相對濕度增高而帶進(jìn)潮氣，使管內壁和導氣管凝露等缺陷。
       對少油斷路器和壓縮空氣斷路器，在分閘位置按圖1-1的接線(xiàn)方式進(jìn)行加壓試驗，即進(jìn)出線(xiàn)端接地，試驗電壓加在中間三角箱處。若泄漏電流超標時(shí)，則分別對每一部件進(jìn)行分解試驗，檢查絕緣是否符合要求，從而確定缺陷部件，直流試驗電壓見(jiàn)表1-3。

表1-3 直流試驗電壓

圖1-1 泄漏電流測量

       泄漏電流一般不大于10µA，但對于252kV及以上少油斷路器提升桿(含支持瓷套)的泄漏電流大于5µA時(shí)，就應引起注意。另外為使測量準確可靠，各次試驗有較好的可比性和規律性，在試驗中應注意以下幾點(diǎn)：
       (1)適當采用較大線(xiàn)徑的多股絕緣軟線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)作引線(xiàn)，且盡量短，以減小雜散電流的影響；
       (2)引線(xiàn)連接處，選用光滑無(wú)棱角的導體(如小銅球)進(jìn)行連接，以減小電暈損失帶來(lái)的影響；
       (3)保持一定的升壓速度。對穩定電容要充分放電，并使每次放電的時(shí)間大致相等，以減小因電容充電電流的不同，引起的泄漏電流讀數的偏差；
       (4)高壓直流輸出端并聯(lián)不小于0.01µF的穩壓電容，否則會(huì )引起測量值偏低。
       四、交流耐壓試驗
       斷路器的交流耐壓試驗是鑒定斷路器絕緣強度zui有效和zui直接的試驗項目。交流耐壓試驗應在分、合閘狀態(tài)下分別進(jìn)行，合閘狀態(tài)下主要鑒定相對地以及相間地絕緣狀況；分閘狀態(tài)下主要鑒定斷口間的絕緣狀況。126kV及以上的油斷路器若因試驗設備的限制可不做整體交流耐壓試驗。40.5kV及以下的油斷路器在新安裝和大修后應做交流耐壓試驗，必要時(shí)在預防性試驗中也應進(jìn)行交流耐壓試驗。對于12～40.5kV電壓等級的和三相共箱式的斷路器還應做相間耐壓試驗，其試驗電壓值與對地耐壓時(shí)相同。耐壓試驗過(guò)程中，試品未發(fā)生閃絡(luò )、擊穿，耐壓后不發(fā)熱，認為耐壓試驗通過(guò)。交流耐壓試驗電壓見(jiàn)表1-4。

表1-4 交流耐壓試驗電壓

       注：1. 當12kV系統中性點(diǎn)為有效接地時(shí)，取括號中數據。
           2. 分母數為根據IEC補充的較高耐壓水平值。
       對126kV及以上油斷路器提升桿的交流耐壓試驗的電壓值，可參考上表1-4。也可進(jìn)行分段加壓試驗，但應進(jìn)行分段系數的修正。
       1.對于斷路器的輔助回路和控制回路的交流耐壓試驗，試驗電壓為2kV。對72.5kV及以上的油斷路器，其試驗電壓按DL/T593－1966規定值的80％進(jìn)行。過(guò)濾和新加油的斷路器一般需靜止3h左右，等油中氣泡全部逸出后才能進(jìn)行。氣體斷路器應在zui低允許氣壓下進(jìn)行試驗，才容易發(fā)現內部絕緣缺陷。
       2.交流耐壓試驗電壓測量的要求不是很?chē)栏竦?，可以直接從低壓側讀數后換算。交流耐壓試驗前后的絕緣電阻不下降30％為合格。
       3.試驗時(shí)油箱出現時(shí)斷時(shí)續的輕微放電聲，應放下油箱進(jìn)行檢查，必要時(shí)應將油重新處理，若出沉重擊穿聲或冒煙，則為不合格，務(wù)必重新處理。如有機絕緣材料燒壞應當更換，并查明原因，原因未查明時(shí)，不得輕易重試，以免造成損失。
       4.交流耐壓的試驗電壓一般由試驗變壓器或串聯(lián)諧振裝置產(chǎn)生。為使試驗電壓不受泄漏電流變化的影響，變壓器輸送的試品短路電流應不小于0.1A(有效值)。當試品放電時(shí)，使試驗電壓產(chǎn)生較大波動(dòng)，可能會(huì )造成試品和試驗變壓器損壞，應在試驗回路中串聯(lián)一些阻尼元件。串聯(lián)諧振裝置主要由容性試品或容性負載和與之串聯(lián)的電感以及中壓電源組成，也可由電容器與感性試品串聯(lián)而成。改變回路參數或電源頻率使回路諧振，產(chǎn)生遠大于中壓電源電壓的幅值加在試品上。在試品放電時(shí)，由于電源輸出的電流較小，從而限制了對試品絕緣的損壞
       五、測量導電回路電阻
       斷路器導電回路電阻的測量是在斷路器處于合閘狀態(tài)下進(jìn)行的，其測量接線(xiàn)如圖1-2所示。它是采用直流電壓降法進(jìn)行測量。常用的測量方式有電壓降法(電流－電壓表法)和微歐儀法。

圖1-2 斷路器導電回路電阻的測量

       1.電壓降法
       直流壓降法的原理是，當在被測回路中通以直流電流時(shí)，則在回路接觸電阻上將產(chǎn)生電壓降，測量出通過(guò)回路的電流及被測回路上的電壓降，即可根據歐姆定律計算出接觸的直流電阻值。
       測量時(shí)，圖1-2的回路通以100A直流電流，電流用分流器及毫伏表1進(jìn)行測量，回路接觸電阻的電壓降用毫伏表2進(jìn)行測量，毫伏表2應接在電流接線(xiàn)端里側，以防止電流端頭的電壓降引起測量誤差。表計的精度應不低于0.5級，流過(guò)電流的導線(xiàn)截面應足夠大，一般可用截面為16mm²的銅線(xiàn)。
       2.回路電阻測試儀
       回路電阻測試儀的工作原理仍是直流電壓降法，通常采用交流220V電壓經(jīng)整流后，通過(guò)開(kāi)關(guān)電路轉換為高頻電流，zui后再整流為100A的低壓直流，用作測量電源。具有自動(dòng)恒流，并數顯測試電流值和回路電阻值。測量時(shí)，回路電阻測試儀內的標準電阻分流器(R_di)與被測回路電阻(R_x)呈串聯(lián)關(guān)系，有U_x/R_x=U_di/R_di=I，即R_x=(U_x/U_di)R_di，所以即使測量通入的電流值稍有偏離100A，也不影響測量結果。
       使用回路電阻測試儀時(shí)，也應將電壓測量線(xiàn)(細線(xiàn))接內側，電流引線(xiàn)(粗線(xiàn))接外側。