充氣柜狀態(tài)檢修試驗(yàn)新方法

范敏，尹海波，謝佳，何智強(qiáng)

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

充氣柜狀態(tài)檢修試驗(yàn)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(qiáng)1

(1.國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙410007；2.國網(wǎng)湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南邵陽422000；3.國網(wǎng)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(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)開展了充氣柜試驗(yàn)新方法研究，提出了充氣柜幾種典型試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法，通過變電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證了方法的有效性，針對(duì)充氣柜的試驗(yàn)提出建議。

充氣柜；狀態(tài)檢修；試驗(yàn)方法

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

然而，由于充氣柜與傳統(tǒng)開關(guān)柜在結(jié)構(gòu)上存在較大差異，且現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與出廠試驗(yàn)條件差距較大，目前充氣柜的狀態(tài)檢修試驗(yàn)處于空白狀態(tài)，對(duì)充氣柜狀態(tài)信息收集手段匱乏。針對(duì)此種情況，文中以充氣柜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)開展了充氣柜例行試驗(yàn)新方法研究，提出了充氣柜幾種典型試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法，并通過變電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證了方法的有效性，最后針對(duì)充氣柜的試驗(yàn)提出了建議。

1 充氣柜結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)設(shè)備

充氣柜的母線、三工位隔離開關(guān)、斷路器等元件密封在充有較低壓力氣體的罐體內(nèi)，并以電纜終端作為進(jìn)出線，故其常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目的開展必須依賴試驗(yàn)接口、電壓適配器、電流適配器、堵頭等專用試驗(yàn)設(shè)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(yīng)注意:

圖1 電流適配器

圖2 堵頭

圖3 電壓適配器

1)擰動(dòng)螺栓嚴(yán)禁用力過猛損傷設(shè)備或絕緣表面；緊固螺栓時(shí)需采用力矩扳手，力矩大小應(yīng)符合廠家規(guī)定。

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

3)保持環(huán)境清潔，內(nèi)錐、外錐及環(huán)氧表變嚴(yán)禁沾染灰塵。堵頭拔出后，其外錐應(yīng)采用塑料袋臨時(shí)密封保管，接口內(nèi)錐應(yīng)及時(shí)裝入適配器。設(shè)備拔出后，接口內(nèi)錐應(yīng)及時(shí)裝入堵頭。

4)內(nèi)外錐的接觸面需均勻涂抹合格的硅脂，檢修試驗(yàn)時(shí)需檢查硅脂是否硬化，必要時(shí)更換硅脂。

5)裝復(fù)設(shè)備時(shí)，先采用外徑Φ1～Φ2 mm，厚度0.5 mm的塑料管，沿內(nèi)錐壁插入接口底部，再將設(shè)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(yàn)項(xiàng)目與方法

依據(jù)文獻(xiàn) 〔4〕關(guān)于高壓開關(guān)柜、電壓互感器、電流互感器、避雷器等章節(jié)要求，充氣柜的試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)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(yàn)項(xiàng)目，考慮到充氣柜結(jié)構(gòu)的特殊性和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)用性，選取了交流耐壓試驗(yàn)、回路電阻測(cè)試和斷路器機(jī)械特性測(cè)試等3個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，詳細(xì)闡述了試驗(yàn)方法和注意事項(xiàng)〔4〕。

2.1 交流耐壓試驗(yàn)

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(yàn)前需要將電壓互感器拔出，插入電壓適配器，非試驗(yàn)相用專用堵頭封堵，再開展耐壓試驗(yàn)。

2)母線有單獨(dú)的TV間隔，使用三工位開關(guān)將TV，避雷器與母線隔離。試驗(yàn)時(shí)通過熔斷器接口插入電壓適配器進(jìn)行試驗(yàn)。

交接試驗(yàn)時(shí)，交流耐壓值為出廠值的100%，時(shí)間1 min。投運(yùn)后診斷性試驗(yàn)時(shí)，交流耐壓值為出廠值的80%，時(shí)間1 min。試驗(yàn)接線如圖4所示。

交流耐壓試驗(yàn)需要注意:應(yīng)在絕緣電阻試驗(yàn)后進(jìn)行，只有絕緣電阻合格才能進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)；拔插堵頭及試驗(yàn)適配器時(shí)，需嚴(yán)格執(zhí)行前述標(biāo)準(zhǔn)工藝；測(cè)試后需進(jìn)行充分放電，防止剩余電荷傷人。

圖4 交流耐壓試驗(yàn)接線圖

2.2 回路電阻測(cè)試

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

圖5 回路電阻試驗(yàn)接線圖

回路電阻試驗(yàn)需要注意:拔插堵頭及試驗(yàn)適配器時(shí)，需嚴(yán)格執(zhí)行前述標(biāo)準(zhǔn)工藝；測(cè)試回路需接線牢靠，避免引線脫落起弧。

2.3 斷路器機(jī)械特性測(cè)試

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

斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)需要注意:拔插堵頭及試驗(yàn)適配器時(shí)，需嚴(yán)格執(zhí)行前述標(biāo)準(zhǔn)工藝；斷路器動(dòng)作過程中防止機(jī)構(gòu)動(dòng)作傷人。

圖6 機(jī)械特性試驗(yàn)接線圖

3 變電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在某變電站結(jié)合新投設(shè)備首次停電檢修時(shí)對(duì)35 kV充氣柜進(jìn)行了例行試驗(yàn)，包括交流耐壓試驗(yàn)、回路電阻測(cè)試和斷路器機(jī)械特性測(cè)試。35 kV充氣柜一次接線圖如圖7所示。

3.1 交流耐壓試驗(yàn)

圖7 35 kV充氣柜一次接線圖

本次試驗(yàn)對(duì)母線進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，按圖4進(jìn)行試驗(yàn)接線，加壓端口在4×15避雷器電纜插口處。

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

從耐壓試驗(yàn)過程和表1絕緣電阻數(shù)據(jù)來看，該35 kV充氣柜母線耐壓試驗(yàn)合格。

表1 母線交流耐壓試驗(yàn)前后絕緣電阻 MΩ

3.2 回路電阻測(cè)試

回路電阻測(cè)試以422斷路器間隔為例，選取422，418斷路器構(gòu)成回路電阻測(cè)試回路，按圖6進(jìn)行試驗(yàn)接線。合上422，418斷路器，4221和4181隔離開關(guān)，其他斷路器與隔離開關(guān)斷開。

本次試驗(yàn)為2臺(tái)斷路器串聯(lián)，將所測(cè)回路電阻除以2即近似為單臺(tái)斷路器 (包括同間隔的隔離開關(guān)、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(yàn)值相比無明顯差異，故回路電阻測(cè)試合格。

3.3 斷路器機(jī)械特性測(cè)試

本次試驗(yàn)選取422斷路器進(jìn)行機(jī)械特性測(cè)試，按圖6進(jìn)行試驗(yàn)接線。將4221隔離開關(guān)置于接地位置，將試驗(yàn)端子接到柜內(nèi)電纜接口，然后將試驗(yàn)線接到試驗(yàn)端子下端進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)端子如圖8所示。422斷路器分合閘時(shí)間和同期見表2。

從表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，符合廠家說明書和規(guī)程要求，試驗(yàn)合格。

綜合以上試驗(yàn)過程，驗(yàn)證了提出的充氣柜試驗(yàn)方法的有效性，試驗(yàn)得到了所需數(shù)據(jù)，滿足廠家說明書和狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程要求，完成新投35 kV充氣柜首檢任務(wù)。

圖8 試驗(yàn)端子

表2 422斷路器分合閘時(shí)間和同期 ms

4 結(jié)論與建議

1)文中提出了充氣柜交流耐壓試驗(yàn)、回路電阻測(cè)試和斷路器機(jī)械特性測(cè)試的試驗(yàn)方法，通過變電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證了方法的有效性。

2)各地市公司可根據(jù)此研究內(nèi)容試點(diǎn)開展充氣柜例行試驗(yàn)，積累試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷可參考文獻(xiàn) 〔4〕 要求。

3)充氣柜試驗(yàn)項(xiàng)目和方法還需進(jìn)一步細(xì)化和補(bǔ)充，下一步應(yīng)從規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的角度對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目和方法進(jìn)行研究和規(guī)范化。

〔1〕中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì).高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)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(fā)展和改革委員會(huì).3.6 kV～40.5 kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)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(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).戶內(nèi)交流充氣式開關(guān)柜選用導(dǎo)則:DL/T 791—2001〔S〕.北京:中國電力出版社，2001.

〔4〕國家電網(wǎng)公司.輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)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(guān)試驗(yàn)和帶電檢測(cè)技術(shù)研究工作。

2016-01-15 改回日期:2016-04-27