張建成 孔得永 員雪峰

摘 要：高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí)，需要通過(guò)狀態(tài)檢查來(lái)判定開(kāi)關(guān)設(shè)備的若干性能是否通過(guò)。狀態(tài)檢查包括絕緣性能檢查和回路電阻檢查。依據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)和理解，本文對(duì)狀態(tài)檢查在短時(shí)耐受、關(guān)合開(kāi)斷和溫升等試驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行比對(duì)、分析，得出狀態(tài)檢查在樣品試后判定的合理及準(zhǔn)確性。希望對(duì)相關(guān)檢驗(yàn)人員貫徹、理解國(guó)標(biāo)對(duì)狀態(tài)檢查的規(guī)定提供幫助。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)檢查，型式試驗(yàn)，絕緣試驗(yàn)，回路電阻

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.03.035

Application of Condition Check in Type Tests of High Voltage Switchgear

ZHANG Jian-cheng KONG De-yong YUN Xue-feng

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： In the type test of high voltage switchgear， it is necessary to determine whether the performance of the switchgear passes the state check. The condition check includes the insulation performance check and the loop resistance check. Based on the study and understanding of the standard， this paper compares and analyzes the application of the state check in the tests of short-time tolerance， turn-off and temperature rise， and obtains the rationality and accuracy of the state check after the sample test. It is expected to help relevant inspectors to understand and implement the provisions of the national standard for state inspection.

Keywords： condition check， type tests， dielectric tests， resistance of circuit

1 引 言

GB/T11022—2020《高壓交流開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》所覆蓋的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，是開(kāi)關(guān)裝置及其相關(guān)的測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)設(shè)備的組合，以及這些裝置和設(shè)備同相關(guān)的電氣連接、外殼、輔件和支撐件的總裝。型式試驗(yàn)是為了驗(yàn)證企業(yè)設(shè)計(jì)和制造的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的性能是否能夠達(dá)到對(duì)應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)存在下列六種情況下需要對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行型式試驗(yàn)：（1）新研發(fā)的產(chǎn)品；（2）易地或轉(zhuǎn)廠的產(chǎn)品；（3）產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)條件或使用的關(guān)鍵元器件發(fā)生改變；（4）正常生產(chǎn)的產(chǎn)品每隔8年；（5）不經(jīng)常生產(chǎn)或停產(chǎn)3年以上再次生產(chǎn)時(shí)；（6）通過(guò)型式試驗(yàn)的派生產(chǎn)品[1]。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備型式試驗(yàn)項(xiàng)目多，試驗(yàn)完成后開(kāi)關(guān)設(shè)備的性能無(wú)法通過(guò)目測(cè)進(jìn)行判定，需要通過(guò)一些附加方式進(jìn)行驗(yàn)證，這些方式稱之為狀態(tài)檢查。狀態(tài)檢查主要有兩種方式：絕緣性能檢查和回路電阻檢查。依據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)和理解，本文對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備型式試驗(yàn)中涉及的狀態(tài)檢查進(jìn)行詳細(xì)分析，希望對(duì)相關(guān)檢驗(yàn)人員貫徹、理解國(guó)標(biāo)對(duì)狀態(tài)檢查的規(guī)定提供幫助。

2 絕緣性能檢查

絕緣性能檢查包括工頻耐壓和雷電沖擊電壓兩種，其中工頻耐壓頻率為45～55Hz交流電壓，波形近似正弦波，峰-峰值的幅值差不大于2%，電壓施加時(shí)間為1min，一般由升壓變壓器或者串聯(lián)諧振回路產(chǎn)生[2]。雷電沖擊電壓由許多電容器組成的沖擊電壓發(fā)生器，產(chǎn)生符合規(guī)定要求的波前時(shí)間、峰值和波尾時(shí)間的電壓波形，具體工作原理見(jiàn)圖1[3]。

其中：

AT：調(diào)壓器；T：試驗(yàn)變壓器；D：高壓硅堆；r：保護(hù)電阻；R：充電電阻；C1～C4：主電容器；rd：阻尼電阻；C′：對(duì)地雜散電容；g1：點(diǎn)火球隙；g2～g4：中間球隙；g0：隔離球隙；Rt：放電電阻；Rf：波前電阻；C0：樣品及測(cè)量設(shè)備電容。

GB/T 11022-2020條款7.2.12規(guī)定高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備經(jīng)過(guò)機(jī)械壽命、電壽命、關(guān)合和開(kāi)斷試驗(yàn)后，其斷口間絕緣性能不能通過(guò)目測(cè)進(jìn)行核實(shí)時(shí)，應(yīng)在下述電壓下進(jìn)行工頻耐壓驗(yàn)證，具體電壓值見(jiàn)表1。

對(duì)其他部位降低試驗(yàn)電壓主要有兩點(diǎn)考慮：一是統(tǒng)計(jì)特性，二是損耗、老化和其他正常劣化。對(duì)于真空開(kāi)關(guān)設(shè)備，當(dāng)電壓等級(jí)在252kV及以下時(shí)，還要進(jìn)行100%額定值的雷電沖擊電壓。

GB/T 1984-2014《高壓交流斷路器》條款6.2.11規(guī)定機(jī)械或環(huán)境試驗(yàn)后，斷路器斷開(kāi)觸頭間應(yīng)進(jìn)行工頻耐壓驗(yàn)證。對(duì)于氣體封閉的真空斷路器，還應(yīng)驗(yàn)證真空完整性。斷路器在關(guān)合、開(kāi)斷或開(kāi)合試驗(yàn)后，應(yīng)按照下述規(guī)則進(jìn)行狀態(tài)檢查：

（1）額定電壓72.5kV及以下，進(jìn)行1min工頻耐壓，試驗(yàn)值為100%額定值；

（2）額定電壓介于72.5kV與252kV之間，進(jìn)行雷電沖擊電壓，試驗(yàn)值為60%額定值；

（3）額定電壓為363kV，進(jìn)行雷電沖擊電壓，試驗(yàn)值為80%額定值；

（4）額定電壓介于550kV與1100kV之間，應(yīng)進(jìn)行雷電沖擊電壓，試驗(yàn)值為90%額定值[4]。

進(jìn)行雷電沖擊電壓時(shí)，波形為標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊或按試驗(yàn)方式T10規(guī)定的TRV波形，無(wú)破壞性放電發(fā)生，認(rèn)為試驗(yàn)通過(guò)。

3 回路電阻檢查

回路電阻代表導(dǎo)體回路聯(lián)結(jié)或觸頭是否接觸良好，如果超過(guò)規(guī)定值，代表接觸不良。在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下，接觸部位溫度會(huì)過(guò)高導(dǎo)致氧化加劇，回路電阻進(jìn)一步增大導(dǎo)致惡性循環(huán)。GB/T 11022-2020條款7.5.5通過(guò)試驗(yàn)判據(jù)規(guī)定高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備經(jīng)過(guò)連續(xù)電流試驗(yàn)后，應(yīng)在一般空氣溫度下測(cè)量回路電阻作為狀態(tài)檢查，回路電阻增加值不應(yīng)超過(guò)20%。

測(cè)量點(diǎn)包括主回路和主開(kāi)關(guān)兩部分，每個(gè)部位測(cè)量三次取其平均值，電阻的增加是通過(guò)試驗(yàn)前后測(cè)量的平均值之差來(lái)計(jì)算的。測(cè)量回路電阻時(shí)，應(yīng)對(duì)主開(kāi)關(guān)進(jìn)行一次空載操作循環(huán)（合閘、分閘各一次）；主開(kāi)關(guān)如果可以抽出，還應(yīng)進(jìn)行一次移開(kāi)、推進(jìn)操作。

試驗(yàn)電流采用直流，開(kāi)關(guān)額定電流不大于100A時(shí)，試驗(yàn)電流等于額定電流；開(kāi)關(guān)額定電流大于100A時(shí)，試驗(yàn)電流介于100A和額定電流之間。之所以采用較大電流進(jìn)行檢測(cè)，是因?yàn)橛|頭間或者聯(lián)結(jié)處存在氧化膜，氧化膜在小電流下無(wú)法擊穿影響測(cè)試結(jié)果。

GB/T 11022-2020條款7.6.4試驗(yàn)后試品的狀態(tài)規(guī)定高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備經(jīng)過(guò)短時(shí)耐受和峰值耐受電流試驗(yàn)后，應(yīng)在一般空氣溫度下檢查主回路電阻的變化，如果主回路電阻增加值不超過(guò)20%，則短時(shí)耐受試驗(yàn)后電阻狀態(tài)檢查通過(guò)；若電阻增加值超過(guò)20%，則需要通過(guò)連續(xù)電流進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證，如果溫升不超過(guò)規(guī)定值則電阻狀態(tài)檢查通過(guò)。

GB/T 1984-2014條款6.102.9.2一個(gè)短路試驗(yàn)方式后的狀態(tài)規(guī)定斷路器經(jīng)過(guò)關(guān)合開(kāi)斷試驗(yàn)后，應(yīng)在一般空氣溫度下檢查主回路電阻的變化，如果主回路電阻增加值不超過(guò)100%，還需進(jìn)行連續(xù)電流試驗(yàn)驗(yàn)證，如果溫升不超過(guò)規(guī)定值10K，則關(guān)合開(kāi)斷試驗(yàn)后電阻狀態(tài)檢查通過(guò)。

GB/T 16926-2009適用的產(chǎn)品為負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器，它由三極負(fù)荷開(kāi)關(guān)串聯(lián)配撞擊器的三只熔斷器組成。其中條款6.4回路電阻測(cè)量規(guī)定，用阻抗可以忽略不計(jì)的導(dǎo)電棒代替熔斷器，并記錄導(dǎo)電棒的電阻值[5]。之所以這么規(guī)定是因?yàn)闇y(cè)量回路電阻的電流值， 一般要比熔斷器的額定電流值高，在測(cè)量的過(guò)程中熔斷器有可能熔斷而無(wú)法測(cè)量；或者導(dǎo)致熔斷器過(guò)載溫度升高，熔斷器電阻與溫度為正比例關(guān)系，熔斷器電阻變大不能代表真實(shí)的回路電阻變化情況[6]。

4 結(jié) 論

本文對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備型式試驗(yàn)試后狀態(tài)檢查在溫升試驗(yàn)、短時(shí)耐受試驗(yàn)、關(guān)合開(kāi)斷試驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望對(duì)相關(guān)試驗(yàn)室檢測(cè)人員在充分掌握理解的情況下，正確開(kāi)展高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的檢測(cè)提供幫助。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

張建成，通信作者，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡姎猱a(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)。

孔得永，本科，工程師，研究方向?yàn)樽儔浩鳈z測(cè)技術(shù)。

員雪峰，本科，工程師，研究方向?yàn)榇笕萘吭囼?yàn)技術(shù)。

（責(zé)任編輯：袁文靜）