高壓開關(guān)設(shè)備的試驗(yàn)與狀態(tài)診斷課件

高壓開關(guān)設(shè)備的試驗(yàn)與狀態(tài)診斷第一節(jié)高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)指使用較低的試驗(yàn)電壓或用不會對被試設(shè)備絕緣產(chǎn)生累積損傷效應(yīng)的方法，根據(jù)絕緣介質(zhì)中發(fā)生的各種物理過程(極化、吸收、電導(dǎo)等)，測量絕緣的各種參數(shù)(絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)、泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切等)，以及與極化吸收過程有關(guān)的特性(主要表現(xiàn)為電阻—時間的變化規(guī)律)和絕緣冷卻媒質(zhì)的一系列其他特性(化學(xué)成分、油中水分及氣體含量等)，從而判斷設(shè)備的絕緣能力，及時發(fā)現(xiàn)可能的劣化現(xiàn)象，還可以通過歷次試驗(yàn)積累的數(shù)據(jù)，綜合分析絕緣特性隨時間的變化趨勢，從而能顯著提高對被試設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷的判斷。一、絕緣電阻測量測量絕緣電阻是所有型式斷路器試驗(yàn)中的基本項目，對于不同型式的斷路器則有不同的要求，應(yīng)使用不同電壓等級的兆歐表。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拉桿對地絕緣，故應(yīng)在斷路器合閘狀態(tài)下進(jìn)行測試。通過該項目能較靈敏地發(fā)現(xiàn)拉桿受潮、裂紋、表面沉積污染、弧道灼痕等貫穿性缺陷，對引出線套管的嚴(yán)重絕緣缺陷也能有所反映。輔助回路和控制回路的絕緣電阻測量時，首先要做好必要的安全措施，然后使用500V（或1000V）兆歐表進(jìn)行測試，其值應(yīng)大于2MΩ。對于500kV斷路器，應(yīng)用1000V兆歐表測量，其值應(yīng)大于2MΩ。根據(jù)兆歐表測量的讀數(shù)結(jié)合絕緣材料的種類，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(shè)備缺陷的程度。兆歐表測試合格后才允許選擇（根據(jù)設(shè)備種類、電壓高低）后面所述其他高級方法作真實(shí)性考核。規(guī)程對油斷路器整體絕緣電阻值未作規(guī)定，而用有機(jī)物制成的拉桿的絕緣電阻值不應(yīng)低于下表所列數(shù)值。試驗(yàn)類別額定電壓（kV）＜2424～40.572.5～252363交接12003000600010000大修后10002500500010000運(yùn)行中300100030005000油斷路器絕緣電阻的要求（MΩ）二、介質(zhì)損耗角正切測量1.多油斷路器測量40.5kV及以上非純瓷套管和多油斷路器的tg，主要目的是檢查套管及其它絕緣部件如滅弧室、絕緣提桿、油箱絕緣圍屏、絕緣油等的絕緣狀態(tài)。試驗(yàn)時，首先進(jìn)行分閘狀態(tài)下的試驗(yàn)，即將被試斷路器與外界引線脫離，并在分閘狀態(tài)下對每支套管進(jìn)行測量。若測量結(jié)果超出規(guī)定限值或與以前有顯著增大時，必須落下油箱，進(jìn)行分解試驗(yàn)，逐次縮小缺陷的可疑范圍，直到找出缺陷部位。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(yàn)，因其絕緣結(jié)構(gòu)主要是瓷絕緣和環(huán)氧玻璃絲布類絕緣，不存在套管受潮問題。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?。▋H十到幾十皮法），再加上接線、儀表、溫度和周圍電場等因素的影響，測量數(shù)據(jù)往往分散性很大，難以判斷其規(guī)律性。因此，tg難于有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。但對于有并聯(lián)電容器的，則應(yīng)測量并聯(lián)電容器的電容值和tg。測得的電容值與出廠值比較應(yīng)無明顯變化，電容值偏差在±5％范圍內(nèi)，10kV下的tg值不大于下列數(shù)值油紙絕緣：0.005膜紙復(fù)合絕緣：0.0025額定電壓（kV）40.572.5～252≥363直流試驗(yàn)電壓（kV）204060少油斷路器和壓縮空氣斷路器的試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)對于35kV及以上的少油斷路器和空氣斷路器，泄漏電流一般不大于10μA，但對于220kV及以上少油斷路器提升桿（含支持瓷套）的泄漏電流不大于5μA。四、交流耐壓試驗(yàn)斷路器的交流耐壓試驗(yàn)是鑒定斷路器絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的試驗(yàn)項目。交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)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絕緣狀況；分閘狀態(tài)下主要鑒定斷口間的絕緣狀況。表面電阻：由于各導(dǎo)體的接觸面因氧化、硫化等各種原因會存在一層薄膜，該膜使接觸過渡區(qū)域的電阻增大，此原因引起的接觸電阻稱為表面電阻（或膜電阻）。接觸電阻的存在，增加了導(dǎo)體在通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，其值的大小直接影響正常工作時的載流能力，在一定程度上影響短路電流的切斷能力，也是反映安裝檢修質(zhì)量的重要數(shù)據(jù)。斷路器導(dǎo)電回路電阻的測量第二節(jié)高壓開關(guān)設(shè)備的動作特性試驗(yàn)斷路器的分、合閘速度，分、合閘時間，分、合閘不同期程度，以及分合閘線圈的動作電壓，直接影響斷路器的關(guān)合和開斷性能。斷路器只有保證適當(dāng)?shù)姆?、合閘速度，才能充分發(fā)揮其開斷電流的能力，以及減小合閘過程中預(yù)擊穿造成的觸頭電磨損及避免發(fā)生觸頭燒損、噴油，甚至發(fā)生爆炸。如果剛合速度降低，若合閘于短路故障時，由于阻礙觸頭關(guān)合電動力的作用，將引起觸頭振動或使其處于停滯狀態(tài)，同樣容易引起爆炸，特別是在自動重合閘不成功情況下更是如此。反之，速度過高，將使運(yùn)動機(jī)構(gòu)受到過度的機(jī)械應(yīng)力，造成個別部件損壞或使用壽命縮短。同時，由于強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊和振動，還將使觸頭彈跳時間加長。斷路器分、合閘嚴(yán)重不同期，將造成線路或變壓器的非全相接入或切斷，從而可能出現(xiàn)危害絕緣的過電壓。斷路器機(jī)械特性的某些方面是用觸頭動作時間和運(yùn)動速度作為特征參數(shù)來表示的，在機(jī)械特性試驗(yàn)中一般最主要的是：剛分速度剛合速度最大分閘速度分閘時間、合閘時間合－分時間分－合時間以及分、合閘同期性等。3、分－合時間是斷路器在自動重合閘時，從所有極觸頭分離瞬間起至首先接觸極接觸瞬間為止的時間間隔。4、合－分時間是斷路器在不成功重合閘的合分過程中或單獨(dú)合分操作時，從首先接觸極的觸頭接觸瞬間起到隨后的分操作時所有極觸頭均分離瞬間為止的時間間隔。5、分閘與合閘操作同期性是指斷路器在分閘和合閘操作時，三相分?jǐn)嗪徒佑|瞬間的時間差，以及同相各滅弧單元觸頭分?jǐn)嗪徒佑|瞬間的時間差，前者稱為相間同期性，后者稱為同相各斷口間同期性。二、測量斷路器時間參量的方法三、速度參量的定義1、觸頭剛分速度指開關(guān)分閘過程中，動觸頭與靜觸頭分離瞬間的運(yùn)動速度。技術(shù)條件無規(guī)定時，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦取剛分后0.01s內(nèi)平均速度作為剛分點(diǎn)的瞬時速度，并以名義超程的計算點(diǎn)作為剛分計算點(diǎn)。四、測量斷路器速度參量的方法五、高壓開關(guān)綜合測試儀第三節(jié)SF6斷路器的檢查與診斷采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器稱為SF6斷路器。由于SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和電弧下的滅弧能力，無可燃、爆炸的特點(diǎn)，使其在高壓和超高壓斷路器中獲得廣泛的應(yīng)用，并成為發(fā)展方向。目前500kV電網(wǎng)幾乎全部采用SF6斷路器。SF6斷路器具有下列特點(diǎn)：（1）SF6斷路器以SF6氣體為絕緣滅弧介質(zhì)，耐電強(qiáng)度高，滅弧能力強(qiáng)。（2）允許斷路次數(shù)多，檢修周期長。（3）檢修維護(hù)方面，SF6斷路器比油斷路器省時省力。（4）SF6斷路器所配用機(jī)構(gòu)為彈簧儲能型，優(yōu)于油斷路器所用電磁或液壓機(jī)構(gòu)。瓷柱式SF6斷路器外殼是瓷套，對地絕緣強(qiáng)度高。對變開距的瓷柱式SF6斷路器，其斷口開距大，可不做耐壓試驗(yàn)；對定開距的瓷柱式SF6斷路器，其斷口間隙較短，如有雜質(zhì)或毛刺存在，會在耐壓試驗(yàn)時被清除，所以要進(jìn)行現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)。二、電阻檢測SF6斷路器的電阻檢測可以對設(shè)備是否老化，是否存在內(nèi)部設(shè)備腐蝕、內(nèi)部溫度過高和機(jī)械性能是否良好等狀況進(jìn)行推斷，與SF6氣體純度檢測、微水檢測等方法結(jié)合，可以更準(zhǔn)確地對SF6電氣設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行診斷。電阻檢測用直流壓降法測量，電流不小于100A。故障診斷實(shí)例某電廠220kVII段母線發(fā)生故障后，對220kVII段母線有關(guān)氣室進(jìn)行SO2、H2S含量的測試，發(fā)現(xiàn)21B斷路器室中氣體分解產(chǎn)物嚴(yán)重超標(biāo)，H2S含量為121.8μL/L，SO2含量超過200μL/L，認(rèn)為該氣室內(nèi)存在嚴(yán)重的放電性故障。21B斷路器氣室三相連通，在打開上部蓋板后，發(fā)現(xiàn)B相氣室動觸頭側(cè)下部的均壓環(huán)對底板均壓環(huán)和端部封板有嚴(yán)重放電痕跡，不僅表面熔化，且有兩處出現(xiàn)鋁板燒穿的孔洞，在放電位置的底部封板周圍有大量的灰白色粉末和融化的鋁質(zhì)顆粒。某220kV變電站刀閘發(fā)熱，一般情況下，刀閘觸頭發(fā)熱的處理是對兩邊的觸頭分別進(jìn)行打磨、涂抹導(dǎo)電膏以增強(qiáng)其導(dǎo)流能力。但該刀閘在按上述方法處理后，未能達(dá)到預(yù)期效果。后通過對拍攝的紅外熱像圖進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該相刀閘發(fā)熱并非由于觸頭接觸不良引起，主觸頭的溫度分布均勻，而最高溫度點(diǎn)是在導(dǎo)電罩以內(nèi)，故障是由于滑動觸頭接觸壓力不足引起的。維修人員對其進(jìn)行檢修時，拆開滑動觸頭后發(fā)現(xiàn)其上的彈簧松動，造成發(fā)熱。經(jīng)處理后，至今運(yùn)行情況正常。某變電站6kV開關(guān)使用紅外測溫儀進(jìn)行紅外測溫時發(fā)現(xiàn)B