高低压开关柜电气性能检验步骤

发表时间:2019-05-20 09:42:28

作 者:高低压开关柜

来源:福州英诺电子科技


高低压开关柜绝缘性检查


国家对高低压开关柜绝缘性的规范也发生变化, 总体上,国家对高低压开关柜绝缘性水平的耐压手电压值的要求越来越严格。例如,在 FGB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中,有明确规定,对额定电压在 7 kV的绝缘水平而言,其对应额定短时工频耐受电压的通用值需达到 23 kV,对应隔断断口为 28 kV,额定雷电冲击耐受电压通用值达到 40 kV/60 kV。此外,在 GB/T11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》当中,则不在明文限制额定雷电冲击耐受电压较低值,也不考虑快波前、缓波前过电压作用程度及系统中性接点位置、过电压限制装置形式等内容,统一采用 60 kV、隔离断口 70 kV 进行标准检验。进行调整更改的原因,主要是电力系统中,谐振过电压对高低压开关柜绝缘性影响较大,还要考虑中性点接地方式,对高低压开关柜而言,应以结构设计加大电气间隙。GB7251.1-2013《低压成套开关设备和控制 第一部分 总则》第 10.9.2.1 中规定若 耐压试验高压试验变压器输出端短路,输出电流要大于 200mA,明确检验设备具体数据需求。以 10 kV 高压开关柜为例对高压开关柜绝缘性分析,以暂态对地电压法对某电站 10 kV 高压开关柜绝缘测试分析,发现 3 号高压开关柜存在局部放电,23 个面柜分两排设计。测试得到,高压开关柜信号幅值高于右排,两排开关柜信号幅值变化差异不大。针对其存在的问题,管理部门采用绝缘母线设置,加强绝缘性部件,注重采用新工艺及新材料的,以符合绝缘配合为支持,控制高压开关柜带电体及绝缘板间空气间隙在 60mm 以上。

  

高低压开关柜短路性能检验


高压开关柜对应电流数值较高,要求试验电流持续达到4s,试验模拟供电短路,且各项条件要求苛刻。由此可见,额定短时耐受电流指标直接关系到高低压开关柜运行的稳定性。系统短路,将生成剧烈热量,可能会对高低压开关柜自身安全性造成严重影响,主要是导致绝缘材料老化,绝缘材料受到破坏,导致高低压开关柜失去绝缘性能。一些超高的短路电流伴随有电动力,将破坏高低压开关柜绝缘部件,导致柜子和母线发生变形,对应的电气间隙及爬电距离发生改变,不利于系统稳定。在检验中,需融入额定短时耐受电流能力试验,以此反映高低压开关柜动、热稳定性,又考核了开关承受热应力下的电动力的耐受能开。对某 10 kV 二线开关柜短路进行检测,检测前当地有暴雨产生,伴随有雷电、大风,现场检查发现开关柜前中门及后下门均向外打开, 保护装面板向外打开,出线 A相电缆头绝缘层击穿、B 接线板螺栓存在放电痕迹,柜体被熏黑。就故障过程分析,间隔 AB 相短路及重合闸动作及放电独立无影响。母线 B 相电压首次降 0 为故障的起始点,B 相接地故障,针对现场实情分析,发现 4 刀闸线 B 相铜排螺丝对 A 相电缆头铜配屏蔽层放电,放电间隙空气反复击穿,产生电弧。究其原因,是雷击导致一线 AB 相间短路,零序电流接地装置报警。 故障发生后未及时处理,导致故障危害增加。

  

高低压开关柜温升检验



电气性能检验中,温升检验是其重要组成部分,通过温升试验,可考核高低压开关柜在长久承载电流工作状态下,各个部位的温度是否满足安全运行需求。主要考虑高低压开关柜载流部件损耗及铁磁损耗发热是否影响高低压开关柜工作稳定性,是否破坏设备自身绝缘性能。高低压开关柜长期承受电流温升产生热量,属于一个长久、缓慢的过程,若开关柜温升超出允许值,则高低压开关柜自身绝缘性发幅度下降,降低到正常耐受值以下之后,产品将存在严重的安全危险。温升影响因素集中在结构及主电路界面、载流部件连接等位置,要确保高低压开关柜结构及电路载流截面积定性,且内部元器件温升符合要求,进行型式试验。温升涉及众多标准连线铜排及电缆,因此,在例行检验中主要检验载流部位连接是否合理,采用测量产品整机回路电阻方式测试接触是否稳定,避免有缺陷铜排使用。

  

以某电站 10 kV 开关柜为例进行分析,其温升和负荷有关。该开关柜为 JYN1-10 型,测试箱体外表温度,发现,负荷增加,开关柜温度不断增加,负荷在 1900A 时,温度变化最明显,最大达到 47℃,不符合电力相关规范文件。而若负载较低,在1200A 以下,则发现温度上升并不明显。分析温升原因,型式试验数据在试验室完成,持续时间较短,试验效果指导意义不强。且一些安装工艺、导体材料等也将影响开关柜质量,母线在加工、连接、安装等过程中对接触处表面处理不到位,将导致接触面积减少,接触电阻增加,进而导致发热。

  

高低压开关柜自身电气性能决定电气系统是否能够稳定运行,应采用科学检验方式,确保高低压开关柜在电力系统中可靠运行。对三类电气检验项目详细分析,应对检验方式及检验设备不断优化更新,深入理解检验和实际运行的结合,采用先进试验方式及试验设备,结合国家标准文件规定科学检验,确保高低压开关柜稳定运行。


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