13 六氟化硫断路器
近年来,六氟化硫断路器已在35~500kV各电压等级系统中广泛使用,其中也有不少进口设备,因此有必要增加这部分的交接试验的项目和标准。本章主要参照和采用了下列一些资料:
1 《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997、《六氟化硫断路器 通用技术条件》JB/T 9694—1999、《气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则》DL/T 555—2004等国家和行业标准;
2 国际电工委员会(IEC)《高压交流断路器》的标准;
3 《交流高压断路器订货技术条件》DL/T 402—1999;
4 各网、省电力公司编制的变电设备交接验收规范等。
六氟化硫断路器的一般试验项目和标准均与其他断路器相同,以下仅就其中的一些条文作必要的说明。
13.O.4 条文中规定罐式断路器应进行耐压试验,主要考虑罐式断路器外壳是接地的金属外壳,内部如遗留杂物、安装工艺不良或运输中引起内部零件位移,就可能会改变原设计的电场分布而造成薄弱环节和隐患,这就可能会在运行中造成重大事故。
瓷柱式断路器,其外壳是瓷套,对地绝缘强度高,另外变开距瓷柱式断路器断口开距大,故对它们的对地及断口耐压试验均未作规定。但定开距瓷柱式断路器的断口间隙小,仅30mm左右,故规定做断口的交流耐压试验,以便在有杂质或毛刺时,也可在耐压试验时被“老练”清除。
本条的耐压试验方式可分为工频交流电压、工频交流串联谐振电压、变频交流串联谐振电压和冲击电压试验等,视产品技术条件、现场情况和试验设备而定,均参照《72.5kV太以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997 的规定。
由于变频串联谐振电压试验具有设备轻便、要求的试验电源容量不大、对试品的损伤小等优点,因此,除制造厂另有规定外,建议优先采用变频串联谐振的方式。
交流电压(工频交流电压、工频交流串联谐振电压、变频交流串联谐振电压)对检查杂质较灵敏,试验电压应接近正弦,峰值和有效值之比等于 ±0.07,交流电压频率一般应在10~300Hz的范围内。
试验方法可参照《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997,并按产品技术条件规定的试验电压值的80%,作为现场试验的耐压试验标准。若能在规定的试验电压下持续lmin不发生闪络或击穿,表示交流耐压试验已通过。在特殊情况下,可增加冲击电压试验,以规定的试验电压,正负极性各冲击3次。
雷电冲击电压试验结检查异常带电结构(例如电极损坏)比较敏感,其波前时间不大于8µs;振荡雷电冲击电压波的波前时间不大于15µs。
雷电冲击电压试验对于检查设备存在的污染和异常电场结构特别有效,其波头时间一般应在150~1000µs之间。
13.0.9 合闸电阻一般均是碳质烧结电阻片,通流能力大,以合闸于反相或合闸于出口故障的工作条件最为严重,多次通流以后,特性变坏,影响功能。
罐式断路器的合闸电阻布置于罐体内,故应在安装过程中未充入SF6气体前,对合闸电阻进行检查与测试。
合闸电阻的投入时间是指合闸电阻的有效投入时问,就是从辅助触头刚接通到主触头闭合的一段时间。
13.0.13 SF6气体中微量水的含量是较为重要的一个指标,它不但影响绝缘性能,而且水分会在电弧作用下在SF6气体中分解成有毒和有害的低氧化物质,其中如氢氟酸(H2O+SF6→SOF2+ 2HF)对材料还起腐蚀作用。
水分主要来自以下几个方面:
① 在SF6充注和断路装配过程中带入;
② 绝缘材料中水分的缓慢蒸发;
③ 外界水分通过密封部位渗入。据国外资料介绍,SF6气体内的水分达到最高值一般是在3~6个月之间,以后无特殊情况则逐渐趋向稳定。
有的断路器的气室与灭弧室不相连通,如某厂的罐式断路器就是使用盆式绝缘子将套管气室与灭弧室罐体隔开的,这是由于此类气室内SF6充气压力较低,允许的微量水含量比灭弧室高。
断路器SF6气体内微量水含量标准是参照国家标准《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997及《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》GB/ 8905—1996中的相应规定来制定的。
取样和试验温度尽量接近20℃测量,且尽量不低于20℃。检测的湿度值可按设备实际温度与设备生产厂提供的温、湿度曲线核查,以判定湿度是否超标。
13.0.14 泄漏值标准是参照《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997、《高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法》GB/T 11023—1989及原电力工业部《电力设备预防性试验规程》DL/T 596—1996的有关规定制定的。
检漏仪的灵敏度不应低于1×10-6(体积比),一般检漏仪则只能做定性分析。据有关单位介绍,用上述灵敏度的检漏仪测量无报警时,一般年漏气率也能控制在1%。另外,在现场也可采用局部包扎法,即将法兰接口等外侧用聚乙烯薄膜包扎5h以上,每个薄膜内的SF。含量不应大于30µL/L(体积比)。
13.O.15 SF6气体密度继电器是带有温度补偿的压力测定装置,能区分SF6气室的压力变化是由于温度变化还是由于严重泄漏引起的不正常压降。因此安装气体密度电器前,应先检验其本身的准确度,然后根据产品技术条件的规定,调整好补气报警、闭锁合闸及闭锁分闸等的整定值。
14 六氟化硫封闭式组合电器
14.0.1 本条规定的试验项目是参照国家标准《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997的“9 安装后的现场试验”的规定项目而制定的。
14.0.2 本条标准是参照《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》GB 7674—1997的“9.3 主回路电阻测量”的规定而制定的。
14.0.3 同本标准第13.0.4条的条文说明。除参照本标准第 13.0.4条的条文说明外,补充以下内容:
也可以直接利用六氟化硫封闭式组合电器自身的电磁式电压互感器或电力变压器,由低压侧施加试验电源,在高压侧感应出所需的试验电压。该办法不需高压试验设备,也不用高压引线的连接和拆除。采用这种方法要考虑试验过程中磁路饱和、试品击穿等引起的过电流问题。
14.0.4 同本标准第13.0.14条的条文说明。
14.0.5 同本标准第13.0.13条的条文说明。
14.0.7 本条规定的试验项目是为了验证六氟化硫封闭式组合电器的高压开关及其操动机构、辅助设备的功能特性。操动试验前,应检查所有管路接头的密封、螺钉、端部的连接;并检查二次回路的控制线路以及各部件的装配是否符合产品图纸及说明书的规定等。
15 隔离开关、负荷开关及高压熔断器
15.0.3 目的是发现熔丝在运输途中有无断裂或局部振断。
15.0.4 隔离开关导电部分的接触好坏可以通过在安装中对触头压力接触紧密度的检查来予以保证,但负荷开关与真空断路器及SF6断路器一样,其导电部分好坏不易直接观察与检测,其正常工作性质也与隔离开关有所不同。所以应测量导电回路的电阻。
15.0.5~15.0.7 本条是参照《交流高压隔离开关》GB 1985—80制定的。
16 套 管
16.0.2 应在安装前测量电容型套管的抽压及测量小套管对法兰外壳的绝缘电阻,以便综合判断其有否受潮,测试标准参照《电气设备预防性试验规程》DL/T 5 96—1 9 9 6的规定。规定使用2500V兆欧表进行测量,主要考虑测试条件一致,便于分析。大部分国产套管的抽压及测量小套管具有3000V的工频耐压能力,因此使用2500V兆欧表不会损坏小套管的绝缘。
16.0.3 本条是参照《交流电压高于lkV的套管通用技术条件》GB 4109以及《高压套管的技术条件》GB 4109的规定进行修订的。表16.O.3按照GB 4109重新进行了修改,并增加了复合绝缘(干式)套管的标准,其数值参考了厂家及用户的意见。本标准表16.0.3的注2是考虑到套管新、老型号的交替需要,便于现场使用。
按《交流电压高于lkV的套管通用技术条件》GB 4109—1999的规定,测量tanδ(%)的试验电压为1.05 ,考虑到现场交接试验的方便,试验电压可为10kV,但tanδ(%)数值标准的要求仍保持不变。
套管的tanδ(%)一般不用进行温度换算,而且对于油气套管来讲,其温度要考虑变压器的上层油温及空气或SF6气体的温度加权计算,对现场的操作不方便,原标准由某单位提供的油浸纸绝缘电流互感器或套管的tanδ(%)的温度换算系数参考值转载见表5,仅供参考。并不鼓励进行温度换算,只是在怀疑有问题时供研究之用。
表5 温度换算系数参考值
测量时温度 :(℃) |
系数K |
测量时温度 。(℃) |
系数K |
5
8
10
12
14
16
18
20 |
O.880
0.910
O.930
0.950
O.960
O.980
O.990
1.000 |
22
24
26
28
30
32
34
36 |
1.010
1.020
1.030
1.040
1.050
1.060
1.065
1.070 |
注.20℃时的tanδ(%)一[ ℃时测得的tanδ(%)]×K。
电容型套管的实测电容量值与产品铭牌数值或出厂试验值相比,其差值应在±5%范围内。原标准为±10%,而预防性试验规程的要求则为±5 9/5,考虑到设备交接时要求应更严格,因此统一取为±5%。
16.0.5 套管中的绝缘油质量好坏是直接关系到套管安全运行的重要一环,但套管中绝缘油数量较少,取油样后可能还要进行补充,本条是在考虑上述因素后修订的,但要求厂家提供绝缘油的出厂试验报告。对第1款的油样试验项目进行了说明,即“水分、击穿电压、色谱试验”,并新增了500kV电压等级的套管以及充电缆油的套管的绝缘油的试验项目和标准。对500kV电压等级的套管,其总烃含量应小于10µL/L,氢气含量应小于150µL/L,乙炔含量为O。是参照《变压器油中溶解气体分析和判断导则3DL/T 722—2000制定的。
17 悬式绝缘子和支柱绝缘子
17.0.2 明确对悬式绝缘子和35kV及以下的支柱绝缘子进行抽样检查绝缘电阻,目的在于避免母线安装后耐压试验时,因绝缘子击穿或不合格而需要更换,造成施工困难和人力物力的浪费。
对于半导体釉绝缘子的绝缘电阻可能难以达到条文规定的要求,故按产品技术条件的规定。
17.0.3 本条第1款中规定35kV及以下电压等级的支柱绝缘子,可在母线安装完毕后一起进行交流耐压试验。
35kV多元件支柱绝缘子的每层浇合处是绝缘的薄弱环节,往往在整个绝缘子交流耐压试验时不可能发现,而在分层耐压试验验时引起击穿,为此本条规定应按每个元件耐压试验电压标准进行交流耐压试验。
悬式绝缘子的交流耐压试验电压标准,是根据国内有关厂家资料而制定的。
18 电力电缆线路
18.0.1 橡塑绝缘电力电缆采用直流耐压存在明显缺点:直流电压下的电场分布与交流电压下电场分布不同,不能反映实际运行状况。国际大电网会议第21研究委员会CIGRE SC21 WG21-09工作组报告和IEC SC 20A的新工作项目提案文件不推荐采用直流耐压试验作为橡塑绝缘电力电缆的竣工试验。这一点也得到了运行经验的证明,一些电缆在交接试验中直流耐压试验顺利通过,但投运不久就发生绝缘击穿事故;正常运行的电缆被直流耐压试验所损坏的情况也时有发生,故在本条中要求对橡塑绝缘电力电缆采用交流耐压试验,应该强调说明,20~300Hz的交流耐压,仍然包括工频(50Hz)试验。但对U0为18kV及以下的橡塑电缆,最新的IEC 60502—2:2005版,已经优先选择交流耐压,但仍然暂时保留了直流耐压,但特别加了注解:“直流耐压可能对绝缘有害;而其他试验方法还在考虑中。”所以在本条中要求在条件不具备的情况下,才允许对砜为18kV及以下的橡塑电缆采用直流耐压试验。
需要说明的是,IEC标准的安装后试验要求中,均提出“推荐进行外护套试验和(或)进行主绝缘交流试验。对仅进行了外护套试验的新电缆线路,经采购方与承包方同意,在附件安装期问的质量保证程序可以代替主绝缘试验”的观点和规定,指出了附件安装期间的质量保证程序是决定安装质量的实质因素,试验只是辅助手段。但前提是能够提供经过验证的可信的“附件安装期间的质量保证程序”。目前我国安装质量保证程序还需要验证,安装经验还需要积累,一般情况下还不能省去主绝缘试验。但应该按这一方向去努力。
纸绝缘电缆是指粘性油浸纸绝缘电缆和不滴流油浸纸绝缘电缆。
橡塑绝缘电力电缆是指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘电力电缆。
18.0.2 本条对电缆试验的注意事项作了规定,对0.6/lkV的电 缆线路的耐压试验可用2500kV兆欧表代替作了说明。
18.0.4 由于在标准中引进了U0/U的概念后,使用初期要特别小心,因为直流耐压试验标准与U0有关,所以不但要考虑相问的绝缘,还要考虑相对地绝缘是否合乎要求,以免造成损失。
本条中的直流耐压试验标准是按照IEC的标准,并结合国内 的预防性试验规程编制的。
表18.O.4-1纸绝缘电缆的直流耐压试验电压标准是根据分相屏蔽绝缘电缆公式计算而成,如果电缆为统包绝缘电缆就必须按统包绝缘的公式计算。
表18.O.4-2自容式充油绝缘电缆的直流耐压试验电压标准值的选择,是按IEC相应标准的直流耐压试验电压值或为雷电冲击耐受电压值的50%,以两者中低的值为准编制的。预防性试验规程也是按此原则编制的,本表也采用了预防性试验规程的内容。
如果被试电缆的基准雷电冲击耐受水平与表中有所不同,可根据其基准雷电冲击耐受水平的50%计算出直流耐压试验电压值。
如果电缆终端直接装在变压器或SF6封闭电器内,其试验电压由采购方、电缆和变压器或电器制造商协商确定。做高电压试验如发生闪络时,在电缆线路上可能产生高于其规定的基准雷电冲击耐受电压水平的瞬时过电压,有时会使电缆或其附件击穿,因此应采取所有可能的预防措施以避免电缆终端和其他设备发生闪络。
18.0.5 本条的试验标准是参照国际大电网会议委员会推荐使用工频或近似工频(30~300Hz)的交流耐压试验(表6),并结合国内有关产品技术条件的特点制定的。
表6 国际大电网会议委员会推荐的耐压试验电压及时间
额定相间电压U(kV) |
推荐的现场试验电压U0的倍数
(相-地电压) |
耐压时间 |
60~115 |
2.O |
1h(对所有等压) |
130~150 |
1.7 |
220~230 |
1.4 |
275~345 |
l.3 |
380~400 |
1.2 |
500 |
1.1 |
考虑到目前国内各施工单位试验设备所限,对试验电压、试验时间作出了几种可选项。
目前国内部分省市采用O.1Hz超低频耐压试验,主要用于35kV及以下电缆。但现行产品标准的国家标准和IEC标准均无0.1Hz超低频试验项目,国内使用经验也不多,依据尚不充分,特别是具体技术指标尚无足够的技术数据依据,试验经验与判据均不成熟,因此目前还不适宜将其写进国家标准。企业可以自己试用,以积累经验,今后时机成熟时再修订。主要标准如下:
(1) 试验电压值3U0,加压时间60min不击穿;
(2) 在加压60min后,任何中间接头或终端头,应无明显发热现象。
18.0.6 测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比是为了给以后的预防性试验提供参考值。
18.0.9 交叉互联系统试验,方法和要求在附录F中已详细介绍,其中第F.0.3条交叉互联性能试验,为比较直观和可靠的方法,但是需要相应的试验电源设备,这是大部分现场试验单位所不具备的,因此如用本方法试验时,应作为特殊试验项目处理。如果使用其他简便方式,能够确定电缆的交叉互联接线无误,也可以采用其他简便方式。因此第F.O.3条作为推荐采用的方法。