充氣柜狀態檢修試驗新方法

范敏，尹海波，謝佳，何智強

(1.國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007；2.國網湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000；3.國網湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000)

充氣柜狀態檢修試驗新方法

New methods of condition based maintenance and test for filling cabinets

范敏1，尹海波2，謝佳3，何智強1

(1.國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007；2.國網湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000；3.國網湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000)

文章以充氣柜結構為基礎開展了充氣柜試驗新方法研究，提出了充氣柜幾種典型試驗項目的試驗方法，通過變電站現場應用驗證了方法的有效性，針對充氣柜的試驗提出建議。

充氣柜；狀態檢修；試驗方法

充氣柜是將一次回路主部件如母線、隔離開關、斷路器等密封在充有較低壓力SF6或其他氣體罐體內、并以電纜終端作為進出線的開關設備。其具有占地面積小、可靠性高、不受外界影響等特點，故在電力系統中應用越來越廣泛〔1-3〕。

然而，由于充氣柜與傳統開關柜在結構上存在較大差異，且現場試驗與出廠試驗條件差距較大，目前充氣柜的狀態檢修試驗處于空白狀態，對充氣柜狀態信息收集手段匱乏。針對此種情況，文中以充氣柜結構為基礎開展了充氣柜例行試驗新方法研究，提出了充氣柜幾種典型試驗項目的試驗方法，并通過變電站現場應用驗證了方法的有效性，最后針對充氣柜的試驗提出了建議。

1 充氣柜結構及試驗設備

充氣柜的母線、三工位隔離開關、斷路器等元件密封在充有較低壓力氣體的罐體內，并以電纜終端作為進出線，故其常規試驗項目的開展必須依賴試驗接口、電壓適配器、電流適配器、堵頭等專用試驗設備，如圖1—3所示。

電流適配器、電壓適配器和堵頭在拔插過程中應注意:

圖1 電流適配器

圖2 堵頭

圖3 電壓適配器

1)擰動螺栓嚴禁用力過猛損傷設備或絕緣表面；緊固螺栓時需采用力矩扳手，力矩大小應符合廠家規定。

2)拔 (插)過程應保持軸線方向。密封性能特別良好的，由于內外壓差造成阻力過大時，可輕微晃動，使內外壓力平衡后再緩慢拔 (插)。

3)保持環境清潔，內錐、外錐及環氧表變嚴禁沾染灰塵。堵頭拔出后，其外錐應采用塑料袋臨時密封保管，接口內錐應及時裝入適配器。設備拔出后，接口內錐應及時裝入堵頭。

4)內外錐的接觸面需均勻涂抹合格的硅脂，檢修試驗時需檢查硅脂是否硬化，必要時更換硅脂。

5)裝復設備時，先采用外徑Φ1～Φ2 mm，厚度0.5 mm的塑料管，沿內錐壁插入接口底部，再將設備沿軸線方向插入到位，緩慢拔出塑料管，緊固螺栓，靜止4 h以上，待氣體完全排出后受電。

2 試驗項目與方法

依據文獻 〔4〕關于高壓開關柜、電壓互感器、電流互感器、避雷器等章節要求，充氣柜的試驗項目應包括斷路器、電壓互感器、電流互感器、避雷器等元件的例行試驗項目，考慮到充氣柜結構的特殊性和現場應用的實用性，選取了交流耐壓試驗、回路電阻測試和斷路器機械特性測試等3個試驗項目，詳細闡述了試驗方法和注意事項〔4〕。

2.1 交流耐壓試驗

母線電壓互感器的安裝方式分2種情況:

1)母線電壓互感器直接接到母線上。試驗前需要將電壓互感器拔出，插入電壓適配器，非試驗相用專用堵頭封堵，再開展耐壓試驗。

2)母線有單獨的TV間隔，使用三工位開關將TV，避雷器與母線隔離。試驗時通過熔斷器接口插入電壓適配器進行試驗。

交接試驗時，交流耐壓值為出廠值的100%，時間1 min。投運后診斷性試驗時，交流耐壓值為出廠值的80%，時間1 min。試驗接線如圖4所示。

交流耐壓試驗需要注意:應在絕緣電阻試驗后進行，只有絕緣電阻合格才能進行交流耐壓試驗；拔插堵頭及試驗適配器時，需嚴格執行前述標準工藝；測試后需進行充分放電，防止剩余電荷傷人。

圖4 交流耐壓試驗接線圖

2.2 回路電阻測試

拆下相鄰充氣柜試驗接口的插拔式堵頭，將電流適配器插入試驗接口，合上相鄰充氣柜的斷路器及三工位隔離開關使之形成回路。試驗儀器分別接入相鄰充氣柜的同相電流適配器，試驗電流不小于100 A。試驗接線如圖5所示。

圖5 回路電阻試驗接線圖

回路電阻試驗需要注意:拔插堵頭及試驗適配器時，需嚴格執行前述標準工藝；測試回路需接線牢靠，避免引線脫落起弧。

2.3 斷路器機械特性測試

拆下充氣柜試驗接口的插拔式堵頭，將電流適配器插入試驗接口，將三工位隔離開關置于接地位置，從電流適配器處取信號，控制電壓加至二次端子分、合閘及公共端子處。試驗接線如圖6所示。

斷路器機械特性試驗需要注意:拔插堵頭及試驗適配器時，需嚴格執行前述標準工藝；斷路器動作過程中防止機構動作傷人。

圖6 機械特性試驗接線圖

3 變電站現場應用

在某變電站結合新投設備首次停電檢修時對35 kV充氣柜進行了例行試驗，包括交流耐壓試驗、回路電阻測試和斷路器機械特性測試。35 kV充氣柜一次接線圖如圖7所示。

3.1 交流耐壓試驗

圖7 35 kV充氣柜一次接線圖

本次試驗對母線進行交流耐壓試驗，按圖4進行試驗接線，加壓端口在4×15避雷器電纜插口處。

交流耐壓試驗值為出廠的80%，即76 kV，耐壓時間為1 min，耐壓過程中無擊穿、閃絡和異常聲響，試驗前后絕緣電阻見表1。

從耐壓試驗過程和表1絕緣電阻數據來看，該35 kV充氣柜母線耐壓試驗合格。

表1 母線交流耐壓試驗前后絕緣電阻 MΩ

3.2 回路電阻測試

回路電阻測試以422斷路器間隔為例，選取422，418斷路器構成回路電阻測試回路，按圖6進行試驗接線。合上422，418斷路器，4221和4181隔離開關，其他斷路器與隔離開關斷開。

本次試驗為2臺斷路器串聯，將所測回路電阻除以2即近似為單臺斷路器 (包括同間隔的隔離開關、部分母線)回路電阻值。422斷路器間隔回路電阻換算后為A相75.5 μΩ，B相74.5 μΩ，C相72.5 μΩ，與交接試驗值相比無明顯差異，故回路電阻測試合格。

3.3 斷路器機械特性測試

本次試驗選取422斷路器進行機械特性測試，按圖6進行試驗接線。將4221隔離開關置于接地位置，將試驗端子接到柜內電纜接口，然后將試驗線接到試驗端子下端進行試驗。試驗端子如圖8所示。422斷路器分合閘時間和同期見表2。

從表2試驗數據來看，符合廠家說明書和規程要求，試驗合格。

綜合以上試驗過程，驗證了提出的充氣柜試驗方法的有效性，試驗得到了所需數據，滿足廠家說明書和狀態檢修試驗規程要求，完成新投35 kV充氣柜首檢任務。

圖8 試驗端子

表2 422斷路器分合閘時間和同期 ms

4 結論與建議

1)文中提出了充氣柜交流耐壓試驗、回路電阻測試和斷路器機械特性測試的試驗方法，通過變電站現場應用驗證了方法的有效性。

2)各地市公司可根據此研究內容試點開展充氣柜例行試驗，積累試驗經驗，試驗數據判斷可參考文獻 〔4〕 要求。

3)充氣柜試驗項目和方法還需進一步細化和補充，下一步應從規程標準的角度對試驗項目和方法進行研究和規范化。

〔1〕中華人民共和國國家發展和改革委員會.高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求:DL/T 593—2006〔S〕.北京:中國電力出版社，2006.

〔2〕中華人民共和國國家發展和改革委員會.3.6 kV～40.5 kV交流金屬封閉開關設備和控制設備:DL/T404—2007〔S〕.北京:中國電力出版社，2007.

〔3〕中華人民共和國國家經濟貿易委員會.戶內交流充氣式開關柜選用導則:DL/T 791—2001〔S〕.北京:中國電力出版社，2001.

〔4〕國家電網公司.輸變電設備狀態檢修試驗規程:Q/GDW 1168—2013〔S〕.北京:中國電力出版社，2014.

TM595

B

1008-0198(2016)04-0044-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.04.011

范敏(1987)，男，工程師，主要從事高壓開關試驗和帶電檢測技術研究工作。

2016-01-15 改回日期:2016-04-27