断路器交流耐压试验

断路器交流耐压试验本节主要介绍断路器耐压试验的方法和技术要求。通过试验工作流程的介绍，掌握断路器耐压试验前的准备工作和相关安全、技术措施、试验方法、技术要求及测试数据分析判断。一、试验目的交流耐压试验是鉴定设备绝缘强度最有效和最直接的试验项目。对断路器进行耐压试验的目的是为了检查断路器的安装质量，考核断路器的绝缘强度。（1-1）二、试验仪器、设备的选择进行断路器耐压试验的设备，可根据情况采用工频试验变压器或串联谐振耐压装置。（一）工频试验变压器（1）工频试验变压器。①电压选择。根据被试品的试验电压，选用具有合适电压的工频试验变压器。试验电压较高时，也可采用多级串接式试验变压器，并检查试验变压器所需低压侧电压是否与现场电源电压、调压器相配。②电流选择。电流按下式计算:式中I——试验变压器高压侧应输出的电流，mA；ω——角频率，ω＝2πf；Cx——被试品电容量，μF；U——试验电压，kV。其中Cx可从测tanδ中得到或根据制造厂资料。③容量选择。相应求出试验所需电源容量：(1-2)试验时，按P值选择试验变压器容量，一般不得超载运行。（2）选用接触式单相调压器，要求：①波形畸变小和阻抗电压低。②从零起升压，能实现连续、平稳调压。③容量按计算。式中P0——调压器容量，kVA；P——试验变压器容量，kVA。（3）保护电阻R1一般取0.1～0.5Ω/V，并应有足够的热容量和长度。与保护球隙串联的保护电阻R2，其电阻值通常取1Ω/V。（4）选用数字式、多量程峰值电压表。（5）选用相应电压等级的电容分压器。（二）串联谐振装置的选择1．调感式串联谐振耐压试验装置调感式串联谐振耐压试验装置结构原理如图1-1所示。图1-1调感式串联谐振耐压试验装置原理接线T1一调压器；T2一励磁变压器；L一可调电抗；C1、C2一分压器；Cx’一被试品图中，被试品断路器的等值电容Cx’和分压器的等值电容C之和为Cx，L是电抗器的电感量。当调节电抗器使时，电抗上的压降在数值上等于电容上的压降，即（1-3）试验回路电流为（1-4）输出变压器T2供给的电压大小UT由回路品质因数Q值确定，其值为（1-5）激励功率PS和试品无功功率PC的关系为（1-6）2．变频串联谐振耐压试验装置调频式串联谐振耐压试验装置结构原理如图1-2所示，当调节变频柜输出电压频率达到谐振条件，即时，其余各参数同样应满足式(1-3)～式(1-6)及试验要求。图1-2调频式串联谐振耐压试验装置原理接线T1一输入变压器（隔离变压器）；FC--变频电源柜；T2一输出变压器（励磁变压器）；L一固定高压电抗器；C1、C2一电容分压器；Cx一被试品根据被试断路器试验电压值及电容量选择串联谐振耐压试验装置、电抗器及试验电源。（如有些制造厂家要求使用工频电压进行断路器试验如西门子SF6定开距断路器）三、危险点分析及控制措施1．防止高空坠落使用梯子应有人扶持或绑牢，在断路器上作业应系好安全带。2．防止高处落物伤人高处作业应使用工具袋，上下传递物件应用绳索拴牢传递，严禁抛掷。3．防止工作人员触电拆、接试验接线前，应将被试设备对地放电。加压前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业。工作人员应与带电部位保持足够的安全距离。试验人员之间应口号联系清楚，加压过程中应有人监护并呼唱。试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作人员必须站在绝缘垫上。四、试验前的准备工作1．了解被试设备现场情况及试验条件查勘现场，查阅相关技术资料，包括该设备历年试验数据及相关规程等，掌握该设备运行及缺陷情况。2．测试仪器、设备准备选择合适的试验变压器及控制台、串联谐振耐压装置、保护电阻、球隙、电容分压器、数字多量程峰值电压表、兆欧表、放电棒、绝缘操作杆、接地线、高压导线、万用表、温湿度计、电工常用工具、白布、安全带、安全帽、试验临时安全遮拦、标示牌等。并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具检定证书的有效期。3．办理工作票并做好试验现场安全和技术措施向其余试验人员交代工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点，明确人员分工及试验程序。五、现场测试步骤及要求（一）测试接线（1）工频耐压试验原理接线如图1-3所示。图1-3工频耐压试验原理接线T1—调压器；T2一试验变压器；R1一保护电阻；R2—球隙保护电阻；F一球间隙Cx一被试品；Cl、C2一电容分压器高低压臂；PV—电压表（2）断路器耐压试验接线如图1-4所示。油断路器耐压试验应在合闸状态导电部分对地之间和在分闸状态的断口间分别进行。对于三相共箱式的油断路器应作相间耐压，试验时一相加压其余两相接地；对瓷柱式SF6定开距型断路器只作断口间耐压。SF6罐式断路器耐压试验方式应为合闸对地；分闸状态两端轮流加压，另一端接地。试验电压必须在高压侧测量，并以峰值表为准（峰值表读数除以）。图1-4断路器耐压试验接线（二）试验步骤（1）拆除或断开断路器对外的一切连线。（2）测试绝缘电阻应正常。（3）按图1-3、图1-4进行接线，检查试验接线正确、调压器在零位后，不接试品升压，将球间隙的放电电压整定在1.2倍额定试验电压所对应的放电距离。将高压引线接上试品，接通电源，开始升压进行试验。（当采用串联谐振试验装置时，在较低的激磁电压下调谐电感或频率找谐振点，当被试品上电压达到最高时，即为达到试验回路的谐振点。可以开始升压进行试验。）（4）升压速度在75%试验电压以前，可以是任意的，自75%电压开始应均匀升压，约为每秒2%试验电压的速率升压。升至试验电压，开始计时并读取试验电压。时间到后，降压，然后断开电源，放电、挂接地线。试验中如无破坏性放电发生，则认为通过耐压试验。（5）测试绝缘电阻，其值应无明显变化，一般绝缘电阻下降不大于30%。（1）进行绝缘试验时，被试品温度应不低于+5℃。户外试验应在良好的天气进行，且空气相对湿度一般不高于80%。（2）升压必须从零（或接近于零）开始，切不可冲击合闸。（3）升压过程中应密切监视高压回路、试验设备仪表指示状态，监听被试品有无异响。（4）有时工频耐压试验进行了数十秒钟，中途因故失去电源，使试验中断，在查明原因，恢复电源后，应重新进行全时间的持续耐压试验，不可仅进行“补足时间”的试验。六、试验注意事项（5）对于过滤和新加油的断路器必须等油中气泡全部逸出后才能进行耐压试验，以免油中气泡引起放电。一般需要静止3～5小时后才能进行油断路器的交流耐压试验。对于SF6断路器必须在充气至额定气压24小时后才能进行交流耐压试验。（6）油断路器耐压试验时如出现击穿声或冒烟，则为不合格，务必重新处理查明原因。原因未查明不得轻易重试以免造成损失。（7）谐振试验回路品质因数Q值的高低与试验设备、试品绝缘表面干燥清洁及高压引线直径大小、长短有关，因此试验宜在天气晴好的情况下进行。试验设备、试品绝缘表面应干燥、清洁，尽量缩短高压引线的长度，采用大直径的高压引线，以减小电晕损耗，提高试验回路品质因数Q值。（一）试验结果分析1.试验标准及要求根据DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》、GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》及DL/T474-2006《现场绝缘试验实施导则》的规定：（1）断路器应在分、合闸状态下分别进行试验（合闸状态下进行断路器带电部分对地的耐压试验，分闸状态下进行断路器断口间的耐压试验），耐压试验电压值按DL/T593-2006规定，见表1-1、表1-2所示。交接试验电压值按表1-3的规定。七、试验结果分析及试验报告编写（2）72.5kV及以上断路器按DL/T593规定值的（或出厂试验电压值的）80%。（3）三相共箱式的油断路器应作相间耐压试验，其试验电压值与对地耐压值相同。（4）126kV及以上油断路器提升杆的交流耐压试验电压按DL/T593规定值的80%。（5）对瓷柱式SF6定开距型断路器只作断口间耐压。（6）辅助回路和控制回路交流耐压试验电压为2kV。表1-1断路器额定电压范围I的绝缘水平额定电压(有效值)（kV）额定工频短时耐受电压(有效值)（kV）通用值隔离断口3.625/1827/207.230/2334/271242/3048/362465/5079/6440.595/80118/10372.5140180160200126185185230230252395395460460表1-2断路器额定电压范围II的绝缘水平4605106807409009601100额定电压(有效值)（kV）额定短时工频耐受电压(有效值)（kV）相对地及相间开关断口及隔离断口36346051055068074080090096011001100表1-3断路器（交接试验）交流耐压试验标准额定电压（kV）最高工作电压（kV）1min工频耐受电压峰值（kV）相对地相间断路器断口隔离断口33.62525252767.2323232361012424242493540.59595951186672.5155155155197110126200200200225230230230265220252360360360415395395395460330363460460520520510510580580500550630630790790680680790790740740790790注：设备无特殊规定时，采用最高一级试验电压。2．试验结果分析（1）在升压和耐压过程中，如发现电压表指针摆动很大，电流表指示急剧增加，调压器往上升方向调节，电流上升、电压基本不变甚至有下降趋势，被试品冒烟、出气、焦臭、闪络、燃烧或发出击穿响声（或断续放电声），应立即停止升压，降压停电后查明原因。这些现象如查明是绝缘部分出现的，则认为被试品交流耐压试验不合格。如确定被试品的表面闪络是由于空气湿度或绝缘表面脏污等所致，应将被试品绝缘表面清洁干燥处理后，再进行试验。（2）试验结果应根据试验中有无发生破坏性放电、有无出现绝缘普遍或局部发热及耐压试验前后绝缘电阻是否有明显变化，进行全面分析后做出判断。（二）试验报告编写试验报告填写应包括以下项目：试品运行编号、试品参数、试验时间、试验性质（交接、预试、检查、施行状态检修的应填明例行试验或诊断试验）、天气情况、环境温度及湿度、试验人员、试验数据、试验结论、使用仪器、设备名称型号、出厂编号、备注栏写明其它需要注意的内容，如是否拆除引线等。(1)一台10kV真空断路器（ZN-10型），在大修时检查真空灭弧室真空度，按规定对断口进行42kV工频交流耐压试验，耐压试验中断口产生闪络，后又降低电压到28kV，还是有闪络现象，直至降到15kV才耐压通过。观察灭弧室内有雾气颜色，触头有氧化现象。决定更换新灭弧室，分析原因是使用时间较长，开断次数过多所致。因此对真空断路器在投运后2年内应每半年进行一次工频耐压，2年后根据运行情况决定一年一次，还是2年一次，同时加强巡视检查。(2)某电厂新更换一台10kV手车式真空断路器，按“规程”规定对新更换的断路器进行相间、对地42kV/1分钟工频交流耐压试验，在升压至40kV时，断路器A相绝缘隔板与金属架间发生闪络放电，切断试验电源后检查，发现绝缘隔板有脏污，擦拭干净后，耐压试验通过。八、案例