10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)技術(shù)指標(biāo)的質(zhì)量控制

張永俊

【摘要】110kV來(lái)蘇站10kV貓山線轉(zhuǎn)接杜阮站10kV子棉線中和支線是國(guó)家配電網(wǎng)重要的組成部分，其中有關(guān)10kV符合開(kāi)關(guān)設(shè)備的啟用主要是為了電網(wǎng)系統(tǒng)更具安全性和可靠性，且易于安裝、維?？紤]，它可以配合限流熔斷器來(lái)保護(hù)變壓設(shè)備，在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了普遍的應(yīng)用和推廣。本文針對(duì)本項(xiàng)目10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)技術(shù)指標(biāo)的質(zhì)量控制展開(kāi)討論與分析，旨在參考。

【關(guān)鍵詞】10kV配電工程；負(fù)荷開(kāi)關(guān)；技術(shù)指標(biāo)；質(zhì)量控制

當(dāng)前，我國(guó)有很多電力設(shè)備生產(chǎn)廠家可生產(chǎn)各種型號(hào)迥異的SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)成品，在生產(chǎn)中，無(wú)一不是借鑒國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)手段，憑借這些生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)我們?cè)傩懈倪M(jìn)，保證負(fù)荷開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)能夠達(dá)到國(guó)內(nèi)外于同型號(hào)電力產(chǎn)品的計(jì)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，SF6開(kāi)關(guān)的主要控制術(shù)指標(biāo)由筆者通過(guò)下文一一作介紹。

1.10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)（SF6）的水分控制

按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/11022-1999）規(guī)定內(nèi)容的要求，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的要求、5.2分升/t596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求通用技術(shù)條件。實(shí)行SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的微量水分控制。我們首先抓改造，生產(chǎn)環(huán)境是兩個(gè)：系統(tǒng)安全的過(guò)程中，三個(gè)是監(jiān)視和測(cè)量?jī)x器。專(zhuān)門(mén)為SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)車(chē)間生產(chǎn)線的建立。做無(wú)塵，恒定的溫度和濕度，技術(shù)和工藝紀(jì)律是生產(chǎn)合格產(chǎn)品的支持。我們?cè)趯?shí)施過(guò)程中，在同一時(shí)間，修改原宮口。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，制定開(kāi)關(guān)元件的烘烤時(shí)間，烘烤溫度和真空度的要求，和干燥劑的使用要求。同時(shí)也使焙燒-裝配-真空充SF6氣體檢測(cè)鏈路連接系統(tǒng)。由國(guó)家數(shù)字精密露點(diǎn)華爾茲計(jì)量校準(zhǔn)所最終測(cè)試。確保符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的水分含量。

2.10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)（SF6）的電氣壽命控制

為了驗(yàn)證SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品工藝質(zhì)量，委托電力工業(yè)電力設(shè)備及儀表質(zhì)量檢驗(yàn)中心（即中國(guó)電科院開(kāi)關(guān)試驗(yàn)站）依據(jù)GB3804-90交流高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)GB/T11022-1999高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求，做了型式試驗(yàn)，成功的開(kāi)斷有功負(fù)載630A，150次。在SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷和關(guān)合試驗(yàn)中，（按照要求進(jìn)行了：方式1：“合—分”額定有功負(fù)載開(kāi)斷電流630A，100次，方式2“合—分”閉環(huán)開(kāi)斷電流630A，10次；方式3：“合—分”5%額定有功負(fù)載開(kāi)斷電流31.5A，20次；方式4：“合—分”額定電纜充電電流開(kāi)斷10A，20次；方式5：關(guān)合額定短路關(guān)合電流50KA峰值，2次，接地開(kāi)關(guān)關(guān)合額定短路關(guān)合電流50KA、峰值，2次）機(jī)械壽命：主回路5000次，接地2000次，轉(zhuǎn)移電流1700A，通過(guò)型式試驗(yàn)，說(shuō)明SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的裝配工藝和檢驗(yàn)工藝是正確可行的。在成功的型式試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行了解剖分析，發(fā)現(xiàn)滅弧柵的材質(zhì)耐電孤高溫性能不是很理想，20kA、4S短時(shí)耐受電流過(guò)后，滅孤柵有些變形。經(jīng)請(qǐng)教有關(guān)專(zhuān)家對(duì)滅孤柵的原材料進(jìn)行了更新，選擇了可在高溫下正常工作的高性能絕緣性材料聚酰亞胺。在同行廠選用的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，通過(guò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜型式試驗(yàn)中，證明聚酰亞胺材料大大提高了滅孤柵的性能，使SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷和關(guān)合試驗(yàn)時(shí)非常順利的完成，且在20kA＼4S的短時(shí)耐受后未發(fā)現(xiàn)任何變形。

3.10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)（SF6）的泄漏率控制

SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的泄漏率一直是廠商和用戶(hù)關(guān)注的焦點(diǎn)。外國(guó)商品的通貨膨脹壓力開(kāi)關(guān)24小時(shí)為0.04MPa密封試驗(yàn)荷載，0.05% /年泄漏率，開(kāi)關(guān)的使用壽命30年。SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)氣體壓力的國(guó)內(nèi)企業(yè)0.045mpa生產(chǎn)，每年的密封試驗(yàn)泄漏率24小時(shí)是比較高的，在1%～5%/年。是因?yàn)閴勖驅(qū)е聡?guó)內(nèi)有關(guān)SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的電氣泄漏率和國(guó)外同型號(hào)產(chǎn)品的電氣泄漏率的偏差如此之大呢？

我們的分析表明，主要原因在于材料和密封圈的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)性能比國(guó)外的生產(chǎn)性能，密封圈的問(wèn)題，我們多次請(qǐng)教專(zhuān)家密封，改變了形狀和密封圈的材料。我們使用專(zhuān)利技術(shù)，密封技術(shù)，將上、下殼之間的動(dòng)態(tài)匹配與殼體的密封圈的“出口”型密封圈，物料進(jìn)入軟木橡膠。為了確保橡膠圈的壽命，老化試驗(yàn)在100℃的熱空氣24小時(shí)，硬度變化為±2度。伸長(zhǎng)率變化16%，拉伸強(qiáng)度15%，叢萬(wàn)事通阻力25 #變壓器油試驗(yàn)在24小時(shí)100℃彎曲2.8%的體積，重量變化0.1%，硬度的變化3度，脆性溫度- 45℃。試驗(yàn)結(jié)果證明：該密封圈的性能可以滿(mǎn)足我們的要求。同時(shí)也把通氣閥和觀查窗所使用三元乙丙的密封圈改為了而油性和耐高低溫、性能好的丁晴橡膠。并且把合模線改到了非密封表面部位，從而使密封效果大大提高。我們采用“口”密封圈后對(duì)SF6開(kāi)關(guān)的組裝工藝進(jìn)行修改，改變螺栓緊固順序：將螺栓的鎖緊力由原來(lái)的30N/m降至22N/m，并把開(kāi)關(guān)進(jìn)行100次“合-分”后作密封檢驗(yàn)。開(kāi)關(guān)充氣壓力為0.045MPA放到密封罐內(nèi)24小時(shí)，放入前后兩次測(cè)得基數(shù)值相等（差值為零）。這表明檢漏設(shè)備精度在10-7時(shí)不能測(cè)出數(shù)值，也就是說(shuō)泄漏率基本為零，特此將24小前后有變化，則認(rèn)定此產(chǎn)品為不合格，在電力工業(yè)電力設(shè)備及儀表質(zhì)量檢驗(yàn)中心（即中國(guó)電科院開(kāi)關(guān)試驗(yàn)站），做型式試驗(yàn)中測(cè)得泄漏氣體濃度的增量△c=0.03uL/L，封閉罩從積Vm=2.46M3；試品體積V1=0.72M3；開(kāi)關(guān)內(nèi)充氣體積V=0.029M3；間隔時(shí)間△t=86400S；絕對(duì)大氣壓P=0.1MPA；SF6開(kāi)關(guān)充氣壓力Pr=0.045MPA；F=（△C×（Vm×V1）×P）/△t；Fy=[（F×31.5×106）/（V×（Pr+P）×100。經(jīng)過(guò)計(jì)算，相對(duì)年漏氣率Fy=0.045%/年，達(dá)到國(guó)外同型號(hào)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

4.10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)（SF6）的回路電阻控制

國(guó)產(chǎn)SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)的技術(shù)條件，一般要求主回路電阻不大于65uΩ，而國(guó)外相同型號(hào)的產(chǎn)品則要求不大于42uΩ。為有效降低SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)回路電阻值，且能夠達(dá)到國(guó)外同型號(hào)產(chǎn)品水平。通過(guò)試驗(yàn)分析表明：導(dǎo)致SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)回路電阻值偏大的原因主要是動(dòng)靜觸頭兩者之間夾緊力和夾入的動(dòng)作一致性。為了得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果，我們通過(guò)做試驗(yàn)來(lái)確定夾緊力為大致在160N～190N之間，并對(duì)影響觸頭夾緊力的碟型彈簧進(jìn)行了篩選，選擇了高質(zhì)量的碟型彈簧。還特別命令接觸夾緊力測(cè)試儀、測(cè)量精度±1N的夾緊力，在測(cè)試的生產(chǎn)過(guò)程為每個(gè)負(fù)載觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，確保接觸平面張力一致性；原因之二是R13球面接觸和聯(lián)系以確保在85%以上的范圍，以確保主回路在42U開(kāi)關(guān)電阻值以下。以上兩項(xiàng)措施確保主回路電阻值的變化之前和之后的機(jī)械壽命在規(guī)定值之內(nèi)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)主回路電阻≤42UΩ，大幅度的溫升試驗(yàn)。只有指定的值的約50%，因此SF6開(kāi)關(guān)可以可靠運(yùn)行于50℃高溫環(huán)境下。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文探討10kV配電工程中負(fù)荷開(kāi)關(guān)技術(shù)指標(biāo)的質(zhì)量控制，主要是為我國(guó)電力配網(wǎng)工程中應(yīng)用SF6開(kāi)關(guān)如何保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家要求作指導(dǎo)，提高整個(gè)配電工程的安全性和可靠性打下理論基礎(chǔ)。本文所闡述內(nèi)容僅為筆者個(gè)人意見(jiàn)，如有遺誤，請(qǐng)同行朋友多多指正。

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