电力开关断路器绝缘性能状态试验研究
本文针对电力开关断路器的绝缘性能和质量状况。通过局放TEV数值等一系列很有价值的数据发现的主要问题是断路器和灭弧室的耐压性能没有下降，采用TEV测量方法能够发现由断路器一次回路元件松动引起的局放异常，是一种方便快捷、具有有效捕捉能力的方法；灭弧室真空度已有下降但尚未对耐压和开断能力造成影响；断路器一次回路完整性未遭破坏，依然具有正常通流能力，其开断能力也能够满足要求。
标签：电力；开关断路器；绝缘性能
1 引言
10kV等级的開关断路器是电力系统配电网络中的重要设备，其数量众多、分布广泛，对该电压等级断路器的运行状态进行试验研究、对其性能和寿命做出分析评判有十分重要的意义。本文以从系统中退出的具有若干运行年限的10kV真空断路器为研究对象，通过多种试验和测试手段检测其性能参数，了解各参数的变化情况，期望得到对断路器运行一段年限后其电气性能和机械性能以及寿命状况的一个技术评判。
2 断路器绝缘性能的试验与评价
高压开关的绝缘性能是一个很重要的质量指标，关系到设备和人身安全，所以，要求断路器有较长年限的绝缘寿命，高压开关的型式试验、出厂试验和电力部门的交接试验中都把高压开关的绝缘性能试验作为必试项目[1]。本项目对断路器试品进行工频耐压试验和局部放电测量试验，并对一次回路绝缘件进行局放测量，以评判其在运行一段时间后的耐压水平和局部放电水平。
当高压电气设备发生局部放电时，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，形成电流脉冲并向各个方向传播。对于内部放电，放电电量聚集在接地屏蔽的内表面，因此如果屏蔽层连续时无法在外部检测到放电信号。但情况不是这样，屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位出现破损而导致不连续，这足以让高频信号传输到设备外层而被检测出来。
放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个暂态电压，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去，这些电压脉冲就是暂态对地电压（TEV）。电压脉冲在金属壳的内表面传播，最终从开口、接头、盖板等的缝隙处传出，然后沿着金属壳外表传到大地，用电容性探测器就可检测到放电脉冲。这是TEV测量方法的基本原理。从局放TEV读数的测量结果可见，一般从0开始加压时，TEV测量值较低，在3dB左右，升至20kV或25kV之后，TEV读数增大较快，等加压到42kV时，TEV读数达到最大，一般在40dB～45dB间。断路器C相成功开断的最大电流有效值为33.72kA，在开断34.23kA时失败，波形见图1。电流在第一个过零点未被成功开断，而是继续反
向增长，并在经历5个振荡周期后自然衰减为零。
局放试验时发现的异常现象主要有：
断路器的局放试验过程中，断口间加压至15kV时，TEV测量值出现波动，读数有时达60dB，立即降压至零然后重新升压测量，在加压至15kV时，TEV测量值又出现60dB的偏高读数，第三次试验时依然如此。12号断路器的局放试验过程中，单独对A相、B相和C相的上触头加压超过30kV时，TEV的读数都接近或达到了测量的上限60dB；单独对B相和C相下触头加压至42kV时，TEV读数也达到了60dB。对12号断路器重复各局放试验发现，以上异常状况不具有可重复性，比如，对C相上下触头分别加压再次测量局放时，TEV读数恢复了平稳增长的走势，加压至42kV时尚未超过40dB。
另外，仔细比较同一断路器在各加压方式下的测量结果，TEV测量值都是随着电压的上升而增长，但有某一电压等级下，TEV值会有突然的增加，比前后电压等级下的测量值都高，即出现了一个拐点，比如断路器在断口间加压至30kV时，TEV值有较大增长，而增加电压到35kV时，TEV值却出现下降；另外，一般TEV值在断路器加压超过15kV或20kV之后才会有比较大的增长，而部分断路器在电压升到20kV之前，TEV读数就已经超过了10dB，比如12号断路器。在局放试验中出现的异常情况主要是TEV读数异常偏高达到上限、出现拐点或升高较早。
3 结论
通过机械动作试验、温升试验、回路电阻测量、开断关合电流试验、耐压和局放试验等，获得了断路器的机械特性参数、机构零部件尺寸变化、局放TEV数值等一系列很有价值的数据使用了5～9年的灭弧室的自闭力和反力都满足要求。运行5～9年的断路器和灭弧室的耐压性能没有下降，采用TEV方法能够发现由断路器一次回路元件松动引起的局放异常，是一种方便快捷、具有有效捕捉能力的方法。运行5～9年的断路器一次回路完整性未遭破坏，依然具有正常通流能力，其开断能力也能够满足要求。
参考文献：
[1]周翔，王丰华，傅坚，林嘉杨，金之俭.基于混沌理论和K-means聚类的有载分接开关机械状态监测[J].中国电机工程学报，2015（06）：1541-1548.
[2]黄新波，陶晨，刘斌.智能断路器机械特性在线监测技术和状态评估[J].高压电器，2015（03）：129-134+139.
[3]王成友，闫红华，刘灿东，郭兆静.液压式高压断路器机械特性在线监测故障几率研究[J].高压电器，2015（08）：86-91.
[4]钟家喜，李保全，李亚红.高压断路器机械状态诊断与监测技术的探索与
实践[J].高压电器，2011（02）：53-60.
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