能源・电力 ＬｏＷ ｃＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２０１３，ｌ２ 电力系统中１ ｌ ＯｋＶ断路器检修试验分析 汪勇为（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司，湖南湘潭４１１１００） 【摘要ｌ１１０ｋＶ断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备乏一，在实际运行中，要求断路器能在正常的运行情况下（空载或负载）能切、合 高压电路，又能在高压电路发生故障时切除巨大的短路故障电流。因此，ｌ１０ｋＶ断路器对系统安全、可靠性和经济运行有着直接的影响，其性能 包括有热、机械和电气等几方面。１１０ｋＶ断路器的检修试验项目有：测量绝缘拉杆的绝缘电阻、测量每相导电同路的电阻、交流耐压试验、测量 断路器的分、合闸时间及同期性、测量断路器合闸时触头的弹跳时间、断路器电容器的试验、测量分、合闸线圈及合闸接触器线圈的绝缘电阻和 直流电阻以及断路器操动机构的试验。本文主要对１１０ｋＶ Ｓ 断路器绝缘试验进行了详细的分析。 【关键词】ｌ１０ｋＶ；断路器；检修；试验；绝缘 【中图分类号］ＴＭ５６１ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）２３—００６５—０３ 态下进行。将Ａ，Ａ端接地，试验电压加在Ｂ处。这种接线中以 引言 ０１ 电力系统中设备故障停电事故大多都是因电气设备的绝 同时对三个元件施加直流电压 试验时滤波电容Ｃ取０．１ Ｆ即可。 缘缺陷引起的．而设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定 ０．在试验前须先空试线路，并记录下此空试线路的泄漏电 的发展期。在这个期间，绝缘材料会发出各种物理、化学等方 面的信息。这就需要在安装工程交接或者设备运行过程中．通 过各种试验项目．取得各种不同电气设备在交接及运行中的 流值，然后再正式进行断路器的试验，并将此 Ａ数作为断路 器的泄漏电流测试结果．否则将引进误差．尤其是当断路器绝 绝缘、机械特性参数信息，并按《电气设备交接规程》、《输变电 缘较好泄漏电流很小时，所引进的误差相对较大．甚至会导致 设备状态性规程》的规定及历年试验数据来综合判断其健康 错误的判断 进行断路器泄漏电流很小时，所引进的误差相对较大．甚 与否或能否继续投入运行。ｌｌＯｋＶ Ｓ 断路器的绝缘试验包括 有：测量绝缘电阻，测量断口均压电容器电容量及介质损失角 正切值ｔｇ８，测量泄漏电流，交流耐压试验和绝缘油试验（对于 至会导致错误的判断。进行１ｌＯｋＶ断路器泄漏电流试验时．每 一元件的直流试验电压标准为４０ｋＶ 油断路器而言）等。 ３交流耐压试验 断路器的交流耐压是鉴定断路器绝缘强度最有效和最直 接的方法．断路器的交流耐压应在上述的绝缘试验项目以及 绝缘油的击穿电压试验合格之后方可进行 对于过滤油和新 １绝缘电阻的测量 测量绝缘电阻是断路器试验的基本项目 一般在大修时 或１ ３年进行１次绝缘电阻的测量。通过绝缘电阻的测量能 有效地发现断路器的受潮和贯穿性缺陷（如拉杆受潮、伤痕、 加油的油断路器，应在油经过充分静置、油中的气泡全部逸出 裂缝等）对于断路器的一次回路部分，应在断路器合闸状态下 之后才能进行交流耐压试验，以免油中气泡引起不必要的放 测量导电部分对地的绝缘电阻．以及在断路器分闸状态下测 电或击穿。对于ＳＦ６断路器则应在充满合格的Ｓ 气体后进行 量断口间的绝缘电阻。测量时，分别检查拉杆、瓷瓶、套管、灭 弧室的绝缘是否受潮或有其他缺陷。测量时应使用２５ｏ０Ｖ兆 试验。 断路器的交流耐压试验一般在交接、大修时进行。ｌｌＯｋＶ 真空断路器ｌ一３年进行１次。断路器的交流耐压试 欧表。在《电气设备预防性试验规程》中，对于断路器的整体绝 油断路器，缘电阻没有作具体规定，可与出厂值及历年试验结果的断路 验应在合闸状态下，于导电部分对地之间和跳闸状态下的断 器作相互比较来判断。对于ｌ１０ｋＶ断路器，一次回路对地绝缘 电阻应大于５０００ＭＱ。用有机物制成的拉杆，因为绝缘拉杆用 于实现跳合闸操作的传动，当断路器合闸后，它处于全电压的 １５／间进行（多油断路器不进行断口间耐压试验）。对三相在同 一箱中的断路器。各相应分别进行试验．对一相进行耐压试验 时，其余二相和外壳应一起接地。１１０ｋＶ断路器，若因现场试 验设备限制可以不做整体交流耐压试验。对于Ｓ 断路器应 作用下．其绝缘电阻不应低于表ｌ中所列数值。 表１绝缘电阻值 试验类别 在分、合闸状态下分别进行试验，试验电压标准按出厂试验电 额定电压（ｋＶ １ｌ０ 压的８Ｏ％ 油断路器的绝缘拉杆经过更换或干燥后．必须进行耐压 大修后 ５ｏｏ０ 试验、耐压设备下不能满足时可分段进行 交流耐压试验以耐压前后绝缘电阻不下降３０％为合格 运行中 ３０ｏＯ ２测量泄漏电流 试验项目。一般在大修时或ｌ一３年进行１次测量。通过泄漏电 发现绝缘拉杆受潮、瓷套裂纹、灭弧室受潮及油质劣化、碳化 管壁结露等缺陷 若在试验过程中出现时续时断的轻微放电声。则应放下油箱 声响或冒烟，则为不合格，必须重新进行处理。如有机绝缘材 测量泄漏电流是ｌｌＯｋＶ少油断路器和空气断路器的重要 进行检查。必要时应对油进行重新过滤处理。若出现放电击穿 流测量能比较灵敏地发现断路器表面的严重污秽，能有效地 料烧坏，就应予以更换，并查明击穿原因，否则不得轻易重试， 以免造成损失。若试验过程偶尔有微弱放电声响，经摇动油箱 对于真空断路器除了对其主绝缘（包括绝缘支座和绝缘 物过多、空气断路器中因压缩空气相对湿度增高带进潮气．使 后，声响消失者应认为合格。 对于少油断路器和空气断路器试验应在断路器的跳闹状 拉杆）进行交流耐压试验外，还应对来弧室内的动、静触头间 ＬＤＷ ＣＡＲＢＯＮＷＯＲＬＤ ２０１３／１２ 能源・电力 的绝缘进行耐压试验。当在运行中发现有下列情况之一者，即 应对真空灭弧室进行交流耐压试验，以决定是否需要更换。 对真空灭弧室进行交流耐压试验时，应使真空断路器处 ５ Ｓ 和ＧＩＳ开关的试验 由于Ｓ 和ＧＩＳ应用越来越多，而且是发展方向，所以在 《规程》把它列在显著的位置，是开关电器试验的第一项。 于跳闸状态。然后在两触头间施加试验电压．持续时间ｌｍｉｎ， 在耐压持续时间内，如无闪络、击穿现象，则说明真空灭弧室 内动、静触头间的绝缘良好，否则应予更换。 ５．１检测ＳＦ６气体的湿度 湿度是指气体中水蒸气的含量。监视Ｓ 气体的温度是 ＳＦ６断路器和ＧＩＳ的主要测量项目。这是Ｓ 气体含有水分， 会引起严重不良后果。其危害有两个方面： （１）水分引起化学腐蚀作用。 （２）水分对绝缘的危害。Ｓ 中的水分，除对设备绝缘件和 ４测量导电回路直流电阻 断路器导电回路的电阻主要决定于触头的接触电阻。通 常所说的接触电阻的测量，就是指的对每相导电回路电阻的 作电流时是否会产生不能容许的发热以及在通过短路故障电 测量 通过对接触电阻的测量可以发现断路器在通过正常工 金属部件产生腐蚀作用外，还在它的表面产生凝结水．附着在 绝缘件的表面．而造成沿面闪络。当水分由液态变成固态后， 流时的遮断性能。一般在大修时或１—３年进行１次每相导电 回路电阻的测量。测量时应直流电压证进行试验。由于被测电 阻很小，通常以 Ｑ计，因此在测量时要注意避开引线电阻的 影响 断路器导电回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１所示。目前常用的测量方法有两 种：④电桥法；②电压降法。 图１断路器导电回路电阻的测量 ４．１电桥法 因为导电回路的电阻很小（以 Ｑ计），故一般应用双臂 电桥进行测量。测量时．要将电压引线接在靠近触头侧，电流 引线接在电压引线外侧．宜分开不宜重叠。此两测量接头务必 要接触良好．接线卡子可采用汽车蓄电池卡子。应用双臂电桥 测量导电回路电阻的具体测试方法，可按电桥使用说明进行。 ４．２电压降法 用电压降法测量断路器每相导电回路电阻的接线。在开 关Ｋ合上之后，先调好电流值，再接通毫伏表。毫伏表的连接 线不应走出该表规定的电阻值，且应接于靠近触头侧。 在测量导电回路之前．须先将断路器电动跳合几次，以便 使触头表面氧化膜冲破．触头得以良好地接触．从而使测试结 果能反映真实情况。若受现场条件的限制，只能用手动和千斤 项合闸时。必须在取去千斤之后再进行测量。 如果对测得数值有怀疑时，应多加复测。一般对几次测得 结果应取分散性较小的三次平均值。 断路器每相导电回路电阻的标准可参考《电气设备预防 性试验规程》．在大修时测量值应符合制造厂标准。在运行中 的标准可比上述标准所列数值增加２０％。如果断路器实际工 作电流（Ｉ）小于其额定电流（ＩＮ）时，导电回路电阻允许增大。运 行中允许增大的导电回路电阻值（Ｒ ）可按下式计算： 毕 式中：Ｒ——制造厂给定的导电回路电阻标准值。 对设备绝缘材料的危害性才大大减小，即水变成冰后．它对设 备的危害才减小。 ５．２测量绝缘电阻 测量辅助回路和控制回路的绝缘电阻．以检查其绝缘是 否受潮。测量时采用５００Ｖ或１０００Ｖ兆欧表。绝缘电阻不低于 ２Ｍｎ。 ５．３测量断口问并联电容量的电容量和ｔ 超高压断路器都是由两个以上断口构成，断口间要加装 并联电容器．其作用如下： （１）均匀断口电压分布。 （２）改善开断性能。 这种均压电容器，在预防性试验中只测电容值。测量时断 路器处于分闸状态．在外接线端溺 量．测得的电容值是两个断 口电容器的串联值，即为ＣｌＣ￣／（Ｃｌ＋Ｃ２）。当Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ时，为Ｃ／２。 对于ＧＩＳ的测量．要视具体接线情况而定。 对测量结果进行分析的判据如下： （１）对瓷柱式断路器，测得的电容值和ｔｇ８与原始值比较， 应无明显变化。电容值偏差在±５％范围内为宜。１０ｋＶ以下的 ｔ 不大于０．００５。 （２）罐式断路器（包括ＧＩＳ中的ＳＦ６断路器），按制造厂的 规定来判断 （３）对单节电容器，其电容偏差应在额定值的±５％范围内。 在ＧＩＳ及其他气体绝缘设备中，Ｓ 气体是主要的绝缘介 质和灭弧介质．因而其绝缘强度和灭弧能力取决于气体的密 度。ＳＦ６气体密度降低，会带来两种危害：①使气体绝缘设备耐 压强度降低；②使断路器开断容量下降。 ＳＦ６气体密度降低通常是由泄漏引起的，监测气体泄漏的 方法有两种：①用高精度压力互助友爱；②用密度继电器。 为保证密度继电器动作的可靠性，《规程》要求，在气体绝 缘设备大修后必须对密度继电器进行动作压力的校验，而在 运行中，应定期复测，必要时进行校核。 除上述定期试验外．现场在大修后还常进行下列试验： （１）ＳＦ 气体泄漏试验 （１）检漏的方法 ａ．定性检漏 定性检漏只是判断气体绝缘设备泄漏情况的 相对程度，而不测量其具体泄漏率。ｂ．抽真空检漏。 ②定量检测 定量检测是测定气体绝缘设备的泄漏率．其方法如下： ａ．挂瓶检漏法。ｂ．整机扣罩法。ｃ．局部包扎法。 判断标准为年漏气率应不大于１％，或按制造厂标准。 能源・电力 ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ Ｗ０ＲＬＤ ２ｏｉ３／ｉ２ 关于油气分析电力变压器故障诊断的研究 赵【摘俊，雷伟（国网湖北省电力公司咸宁供电公司，湖北咸宁４３７１００） 要】本文主要提出了建立在对油气分析的设备出现故障进行诊断的模型基础之上，采用实例办法证实其可行性。 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）２３—００６７—０２ 表ｌ编码规则 比值范围编码 【关键词】油气；电力变压器；故障；研究 【中图分类号】ＴＭ４０７ 刖舌 油气电力变压器可以称得上是电力系统当中最为主要的 气体比值范围 一项设备了，它的运行状况如何将直接关系到系统的发、供电 ＩＣ ＪＣ２Ｈ４ ＜０．１ ０ ＣＨ４，Ｈ２ ｌ Ｃ２Ｈ Ｃ３Ｈ４ ０ 的可靠性以及安全性。所以．保证此变压器的可靠与安全运 行，将有着非常重要的意义。＇３前我国通常采用的对其进行监 －测运行情况的办法是改良三比值法 但是在具体实践中也很 难检查出真正的比值范围内部出现的故障类型以及根据缺损 进行临界值的判断问题。本文将主要通过建立对变压器具体 ＞０．１．＜１ ≥１—３ １ １ ０ ２ ０ ｌ ≥３ ２ ２ ２ 编码组合 故障类型诊断 Ｃ｝ Ｈ２ Ｏ ｌ Ｏ Ｃ２ＨｄＣ２Ｈ４ ＣＨ Ｈ２ １ ０ 故障还有对其色谱数据进行分析的基础之上．充分建立起变 局部放电 低温过热 低温过热 压器内部油的特征气体的具体分析模型，并且实践表明此模 型不仅建立起来相＇３简单，而且能够非常有效地检查出系统 －故障。 Ｏ ２ ２ Ｏ．１－２ Ｏ．１ ２ ２ ２ Ｏ．１．２ 中温过热 高温过热 低能放电 １改良三比值法 当今我国较常见采用的系统设备故障诊断的办法主要是 Ｃ２ＨＪＣ２Ｈ４、ＣＨＪＨ２和Ｃ ＨＪＣ２Ｈ６这三种比值大小进行判断变压 器内部存在的故障。采用改良三比值法的基本原理是，在极其 运行的过程中系统内部的油以及绝缘材料都会因为受到电场 ２ Ｏ．１ ｌ ０．１．２ Ｏ．１．２ 低能放电兼过热 电弧放电 ２ Ｏ．１－２ 电弧放电兼过热 当中的二维Ｌｏｇｉｓｔｉｃ回归对油内溶解的这五种气体以及相应 析或者是计数变量进行分析，其中因变量采用的预测值设置 释放出少量的氢以及一氧化碳还有二氧化碳等气体．但是大 在０—１之间，其中，回归曲线如图ｌ所示。 部分的释放物还是溶解在油内的。所以，进行变压器检查的时 候可以根据变压器里面的油内含有的气体成分以及含量等等 进行变压器的故障检测。（如表１） 以及湿度，还有温度等等的影响，将会逐步老化和分解，将会 的变压器进行故障分析。使用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ回归分析进行自变量分 ２油气分析模型的故障诊断 由于油内溶解的一氧化碳和二氧化碳的气体分散性比较 大，而且近几年和变压器内部的固体绝缘材料的老化没有任 何关联，因此，我们考虑把油内溶解的Ｃ２Ｈ２以及Ｃ２Ｈ４、Ｈ２、ＣＨ４ 以及Ｃ Ｈ 这五种气体。这次收集到了２７８台油气变压器进行 ０ 图１ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ回归曲线 （１）当Ｐ 所对应的是第ｉ种故障发生的概率，ｉ取值范围 一故障实施诊断，并且引进ＳＰＳＳ树立进行统计分析，使用软件 ・—・ ”般为１～８之间，因此依次对应的故障类型就是：局部放电、 ＋”＋ （２）耐压试验 袭。因此，必须对１１０ｋＶ断路器进行绝缘试验工作．保证 １１０ｋＶ断路器安全运行。 在现场做Ｓ 断路器和ＧＩＳ耐压试验的方式有交流耐压 或操作冲击耐压两种。视现场条件和试验设备确定。 由于Ｓ 断路器和ＧＩＳ所需试验设备电压高、容量大，而 通常选用串联谐振试验装置进行试验 ５６～５７． 参考文献 且能便于搬运，采用普通的试验变压器就难以满足要求，所以 【１］王卫红，王晓兵．ＳＦ 断路器的检修与维护Ｌ¨．农村电工，２０１１（０７）： ６结语 电力系统中的１ｌＯｋＶ断路器，其相间绝缘、相对地绝缘与 纵绝缘都是至关重要的。无论哪种绝缘出现失效，都将导致 ［２】刘宁．高压断路器的运行与维护ｆＪ］．甘肃科技，２０１１（１２）：３４～３５． （３】纪谦铭．高压断路器设备常见事故及原因分析［ＡＪ．河北省２０１０年炼 钢一连铸一轧钢生产枝术与学术交流会论文集（下）［Ｃ】．２０１０（０８）：９０～９１． １ｌＯｋＶ断路器放电、击穿，将引起电力系统事故．甚至导致设 备爆炸、电力系统大面积停电。而１ｌＯｋＶ断路器在电力系统中 运行时，其绝缘不仅受到工作电压的作用，而且还会受到大气 过电压（雷电冲击电压）和内部过电压（操作冲击电压）的侵 收稿日期：２０１３—１１－１２ 作者简介：汪勇为（１９５７一），男，工程师，大专，主要从事变电检 修安全管理、监督工作。