中壓開關設備出廠絕緣試驗
目前國內所用的中壓開關設備,出廠絕緣試驗合格的判定標準一般為 工頻電壓試驗合格與否
〔1〕。在現場安裝后,交接絕緣試驗合格的判定依據一般也為工頻電壓試驗合格與否
〔2〕。所以工頻絕緣試驗為中壓開關設備的出廠例行性試驗,對于在中壓領域量大面廣的空氣絕緣開關設備更是如此。
但是隨著工業的發展和環境的惡化,空氣污染越發嚴重,中壓開關設備的絕緣事故頻繁發生。
隨著新材料的廣泛采用,也暴露出了一些問題,如環氧樹脂等有機絕緣材料在中壓開關設備上大量使用后,在運行過程中,頻繁引發絕緣事故。
所以,原有的出廠絕緣測試項目已經無法滿足現有的使用需要,必須進行修訂。
2 目前的產品在使用過程中暴露出來的問題
2.1.沖擊耐壓能力不足產生絕緣擊穿
某公司2005年供與西北某地的ZN12-40.5型真空斷路器在運行過程中,發生了絕緣擊穿燒毀現象。
經專家分析,發現是由于該斷路器的絕緣結構過于薄弱,過電壓耐受能力較低造成。經過對其絕緣結構改進后(相間加裝絕緣隔板),在相同的運行條件試驗下,試品正常。
在西安國家高壓電器檢測中心進行產品型式試驗期間,發現一個普遍現象:開關設備,尤其是中壓空氣絕緣開關設備,在進行絕緣試驗(工頻耐壓試驗和沖擊耐壓試驗)時,工頻很容易通過,而沖擊比較難通過。 信息來自:輸配電設備網
對試品絕緣結構采取加強措施,如電氣間隙的增加,采用復合絕緣等,絕緣強度得到很大增強,絕緣試驗很順利的通過。
試驗結果再次表明了:電氣設備絕緣水平由作用于設備上的大工作電壓、雷電過電壓及操作過電壓三者中嚴重的一種所決定;在220kV及以下系統中,電氣設備的絕緣水平由雷電過電壓決定。〔3〕
鑒于此,根據目前中壓開關設備,特別是空氣絕緣的中壓開關設備的運行現狀,建議應該將沖擊試驗(雷電沖擊耐壓試驗)作為設備出廠試驗以及交接試驗時的一個強制性項目,以保證設備運行安全的可靠性。
現在有許多專家和企業已經認識到了這一點,國外的一些企業也已經將沖擊耐受電壓作為出廠常規性試驗項目。希望這種做法能得到推廣。
2.2. 局部放電對開關設備的絕緣影響
某公司近年供與西北某地的ZW-40.5型真空斷路器頻繁出現CT運行電暈聲較大的現象。
在現場進行 工頻耐壓試驗,發現:未經運行的產品,工頻耐壓合格;已經運行的產品,有個別已經發生工頻擊穿。
經過局放測試后,發現故障斷路器局部放電量嚴重超過相關標準要求,未經運行的產品也有局部放電量超標現象。
該型斷路器所配置的CT為環氧樹脂澆注而成,由于環氧樹脂有機絕緣屬于固體絕緣,其在澆注的過程中可能會存在缺陷,導致在電場作用下發生在絕緣體內局部區域中的放電現象,而絕緣體整體部分并未發生貫穿性放電,仍然保持絕緣性能,即產生局部放電現象。
由于局部放電分散地發生在極微小的空間內,所以幾乎并不影響當時整體絕緣物的擊穿電壓,但是在長期運行過程中,導致發生絕緣顯著劣化的現象,發展到一定程度,就可能導致絕緣物的擊穿。
所以斷路器在出廠進行工頻耐壓試驗時,順利通過,但在現場運行一段時間后,由于局部放電現象的存在,導致了絕緣劣化,產生絕緣事故。
后決定將同一類型的斷路器所配用CT全部更換,并要求:CT出廠局放合格,裝配整機后局放合格。
這批斷路器經過整改后,在該地運行至今,尚未發現任何異常現象,表現良好。
局部放電作為絕緣試驗的一個項目,對于有機絕緣結構,應該作為電工產品的例行性試驗項目,以保證不導致因局部放電而發生絕緣顯著劣化的現象。
隨著環氧樹脂的應用越來越廣泛地應用于中壓領域,如,絕緣子、互感器、固封極柱等等,所以不僅這些元器件要進行局部放電測試,裝配而成的整機也要進行相應測試,防止電場發生變化對局部放電的影響加劇。