影響500kV開關特性試驗原因分析與處理方法

麥錦財

（廣東電網公司江門供電局，廣東 江門 529000）

影響500kV開關特性試驗原因分析與處理方法

麥錦財

（廣東電網公司江門供電局，廣東 江門 529000）

對500kV開關特性試驗時，要求開關的其中一側三相短路接地作為公共端，另一側接地刀閘必須要拉開，作為測試信號端，因為拉開接地刀閘的一側試驗連接線受現場夠高感應電壓的影響，常常會導致開關特性儀無法正常工作，顯示屏無法顯示，甚至導致損壞儀器，因此影響現場開關特性試驗工作的順利進行。為了解決感應電壓對開關特性試驗的影響，其一在測試過程中可采用感應電壓低的一側作為開關特性測試的信號端，可以有效降低感應電壓的干擾。其二在被試開關拉開三相接地刀閘的一側連接三相測量引線與儀器連接，在該側再對地分別接上一個匹配電容器后，起到明顯降壓效果。

500kV開關；開關特性；感應電壓；電容器

0 概述

在500kV變電站進行開關特性試驗中，常常因為感應電壓的影響，導致無法正常開展工作，甚至導致儀器損壞。本文具體講敘了在一次預防性試驗中，按照規程規定的試驗方法，運用各種試驗手段綜合分析，通過對本次試驗發現的問題具體論述，解決了感應電壓對500kV開關特性試驗影響的因素，保障試驗工作順利開展，確保電力系統設備安全穩定運行。

1 缺陷發生

某變電站500kV開關預防性試驗中，按照反措要求增加開關特性試驗項目，試驗前開關處于檢修狀態，開關特性試驗要求開關一側三相短路接地作為試驗公共端；開關另一側三相分別連接試驗線接到儀器的三個通道，（如圖1）其余工作準備就緒，并進入預備試驗狀態，當按照試驗要求拉開該側三相接地刀閘后，儀器顯示屏不停閃爍，同時三條試驗線靠近地面的地方有明顯的對地放電，最后導致儀器損壞。

圖1 開關特性試驗接線原理

2 原因分析及處理方法

2.1 原因分析

經過檢查，根據儀器使用規范和要求，儀器接線方法正常無誤。再查找其他原因時，發現斷開接地刀閘的一端，三相引下的試驗線放在草地表面時，點燃了地面的草皮，由此證明是感應電壓過高引起的原因。那么，對現場的感應電壓有多高進行分析。感應電壓的概念是：當一個導體和帶電體接近時，導體上靠近帶電體的一面感應出與帶電體極性相反的電荷，遠離帶電體的一面感應出另一極性電荷稱為靜電感應現象。由此說明，被試的500kV開關兩旁線路在運行中，相當于有兩側均有工頻交流電場，而被試開關接信號線的一側斷開接地刀閘后，相當于懸浮狀態的無負荷導體，懸浮狀態的無負荷導體在工頻交流電場中能感應一定的點位。我們通過采用交直流高壓分壓器測量斷開接地刀閘后的一側相對地電壓為3000V，因此說明在試驗時，相當于有三千多伏的感應電壓輸入到儀器內部，此感應電壓可引起電子儀器件工作不正常，甚至損壞儀器。所以，感應電壓傷害儀器是主要原因。

2.2 處理方法一

在測試時應考慮現場感應電壓對儀器的影響，公共端應接在開關感應電壓高的一端，信號端應接在開關感應電壓低的一端。但是，現場有可能開關三相各側受感應電壓影響程度不同，其強弱有時不在同一側，所以常規方法有時不能正常測試。遇到這種情況時，解決方法如下：在開關檢修狀態下，把開關三相六個斷口分別接上測試線，現場與運行人員溝通，將開關轉為冷備用狀態，同時注意做好防止感應電壓傷害措施，此時戴安全手套分別檢查各測試線對地放電情況，記錄每相放電強弱，然后把公共端接在開關感應電壓高的一端并接地，信號端應接在開關感應電壓低的一端就可以正常試驗了。以上方法經過開關機械特性現場試驗已得到認證。

測試過程中的有關注意事項：

（1）因測量儀器功能限制，只能在開關操作電源均斷開的狀態下進行，這樣會造成測試操作不經開關彈簧壓力、開關SF6壓力閉鎖。因此，對開關輸加測量操作指令前，必須檢查開關操作電源均已斷開，防止因測試影響到運行中的直流系統，檢查開關SF6氣壓、儲能狀態應在正常規范內。每次加操作指令前，應檢查開關在儲滿能狀態。

（2）匯控柜內有關測試指令接線連接的依據是現場的竣工圖和現場實物。因此，開工前應準備廠家圖熟悉開關操作回路，辦理開工手續后，核對圖紙與實物相符。

（3）因測試時，應避免解線進行，測試回路都是重要回路，辦理工作結束時，應通知運行人員合分一次，防止因測試留下安全隱患，測試時，測量儀器宜擺放在開關相別之間、相關人員不得站在開關底下，防止開關損壞時對人員的傷害。

（4）有關測量接線必須經開關觸頭的輔助接點，防止所加指令損壞跳合閘線圈，測試時所需拉開的地刀，應拉開開關最遠離帶電運行設備側的接地刀閘，這最有利安全。

2.3 處理方法二

感應電壓的大小可以根據電容分壓原理求出中間導體上的感應電壓Ui為：

式中：U—帶電體上的電壓，kV；

C1—無負荷導體對帶電體之間的電容，Pf；

C0—無負荷導體對地之間的電容，Pf；

根據以上原理得出：現場被試開關相鄰兩側運行中，其帶電體上的電壓為U，被試開關斷開接地刀閘的一側為無負荷導體對帶電體之間的電容C1，這兩個值可以看成不變值，根據公式所得，增大無負荷導體對地之間的電容C0就可以改變其感應電壓Ui，而Ui與C0成反比關系，所以用以下方法進行試驗來論證：

（1）在對500kV開關進行特性試驗時按照儀器規范把測試線連接（圖1），未接入電容時測到開關斷開接地刀閘的一側感應電壓為：

相別 A B C感應電壓UO（V） 3300 3100 3000

（2）三相對地分別接入電容器后（如圖2所示），接入不同電容量的電容進行測量，第一次三相分別接入0.1μF及 第二次三相分別接入6μF電容，用交直流分壓器測量開關斷開接地刀閘的一側對地感應電壓分別為：

相別 A B C接入0.1μF電容，感應電壓UO（V） 40 38 37接入6μF電容，感應電壓UO（V） 1.8982 1.7878 1.7556

根據以上試驗得出，對500kV開關特性試驗中三相接入6μF電容后感應電壓由3300V減小到1.8982V，收到了明顯效果。

3 結束語

電壓等級越高，導線平行感應長度越長，與帶電導線距離越近，則感應電壓也越大，反之越小。因此在測試過程中采用感應電壓低的一側作為開關特性測試的信號端可以有效降低感應電壓的干擾。針對開關兩側感應電壓都高的情況下，采用接入電容器C接線測量方法，可以大大降低感應電壓的危害，對時間特性參數數值沒有帶來影響，電容器C值越大，感應電壓越小，在指導實際工作中，電容器C可選擇AC450V 6μF±5％補償電容器已滿足要求。

圖2 三相分別接入電容器接線原理

[1]胡毅，聶定珍.500kV同桿雙回線路感應電壓的計算及安全作業方式[J].中國電力，2000（06）.

[2]胡丹暉，蔡漢生，涂彩琪，等.500kV同桿并架雙回線路電氣特性研究[J].高電壓技術，2005（04）.

[3]韋鋼.同桿并架多回線下方的電場強度和感應電壓[J].中國電力，1999（03）.