高压开关设备及绝缘预防性试验

高压开关设备的绝缘预防性试验绝缘预防性试验指使用较低的试验电压或用不会对被试设备绝缘产生累积损伤效应的方法，根据绝缘介质中发生的各种物理过程(极化、吸收、电导等)，测量绝缘的各种参数(绝缘电阻和吸收比或极化指数、泄漏电流、介质损耗角正切等)，以及与极化吸收过程有关的特性(主要表现为电阻—时间的变化规律)和绝缘冷却媒质的一系列其他特性(化学成分、油中水分及气体含量等)，从而判断设备的绝缘能力，及时发现可能的劣化现象，还可以通过历次试验积累的数据，综合分析绝缘特性随时间的变化趋势，从而能显著提高对被试设备内部绝缘缺陷的判断。

一、绝缘电阻测量测量绝缘电阻是所有型式断路器试验中的基本项目，对于不同型式的断路器则有不同的要求，应使用不同电压等级的兆欧表。

高压多油断路器的绝缘部件有套管、绝缘拉杆、灭弧室和绝缘油等。

测量目的主要是检查杆对地绝缘，故应在断路器合闸状态下进行测试。

通过该项目能较灵敏地发现拉杆受潮、裂纹、表面沉积污染、弧道灼痕等贯穿性缺陷，对引出线套管的严重绝缘缺陷也能有所反映。

高压少油断路器的绝缘部件有瓷套、绝缘拉杆和绝缘油等。

在断路器合闸状态下，主要检查拉杆对地绝缘。

对35kV以下包含有绝缘子和绝缘拐臂的绝缘；在断路器分闸状态下，主要检查各断口之间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。

规程对油断路器整体绝缘电阻值未作规定，而用有机物制成的拉杆的绝缘电阻值不应低于表6－1所列数值。

表6－1 油断路器绝缘电阻的要求（MΩ）对于真空断路器、压缩空气断路器和SF6断路器，主要测量支持瓷套、拉杆等一次回路对地绝缘电阻，一般使用2500V的兆欧表，其值应大于5000 MΩ。

辅助回路和控制回路的绝缘电阻测量时，首先要做好必要的安全措施，然后使用500V（或1000V）兆欧表进行测试，其值应大于2MΩ。

对于500kV断路器，应用1000V兆欧表测量，其值应大于2MΩ。

根据兆欧表测量的读数结合绝缘材料的种类，可以初步判别其吸潮、清洁度、绝缘性能，从而可初步决定设备缺陷的程度。

兆欧表测试合格后才允许选择（根据设备种类、电压高低）后面所述其他高级方法作真实性考核。

二、介质损耗角正切测量1、多油断路器测量40.5kV及以上非纯瓷套管和多油断路器的δtg，其主要目的是检查套管及其它绝缘部件如灭弧室、绝缘提升杆、油箱绝缘围屏、绝缘油等的绝缘状态。

试验时，首先进行分闸状态下的试验，即将被试断路器与外界引线脱离，并在分闸状态下对每支套管进行测量。

若测量结果超出规定限值或与以前有显著增大时，必须落下油箱，进行分解试验，逐次缩小缺陷的可疑范围，直到找出缺陷部位。

对于断路器整体的δtg是建立在套管标准基础上的，故非纯瓷套管断路器的δtg增大些，其增加值见表6－2。

tg可比同型号套管单独的δ表6－2 非纯瓷套管断路器的δtg增加值注：带有并联电阻断路器的整体δtg（％）可相应增加1。

* 对DW1-35(D)型断路器，其δtg（％）值的增加数为3。

2、少油断路器和其它断路器少油断路器一般不做此项试验，因其绝缘结构主要是瓷绝缘和环氧玻璃丝布类绝缘，不存在套管受潮问题。

在少油断路器的瓷套中虽然充有绝缘油，但由于断路器本身电容量很小（仅十到几十皮法），再加上接线、仪表、温度和周围电场等因素的影响，测量数据往往分散性很大，难以判断其规律性。

因此，δtg难于有效地发现绝缘缺陷。

但对于有并联电容器的，则应测量并联电容器的电容值和δtg。

测得的电容值与出厂值比较应无明显变化，电容值偏差在±5％范围内，10kV下的δtg值不大于下列数值油纸绝缘 0.005膜纸复合绝缘 0.0025三、泄漏电流测量测量泄漏电流是35kV及以上少油断路器和压缩空气断路器的重要试验项目之一，它能较灵敏地发现断路器瓷套外表危及绝缘的严重污秽；绝缘拉杆和绝缘受潮；少油断路器灭弧室受潮、劣化和碳化物过多等缺陷；压缩空气断路器因压缩空气相对湿度增高而带进潮气，使管内壁和导气管凝露等缺陷。

多油断路器解体时，其拉杆可进行该项试验。

对少油断路器和压缩空气断路器，在分闸位置按图6－1的接线方式进行加压试验，即进出线端接地，试验电压加在中间三角箱处。

若泄漏电流超标时，则分别对每一部件进行分解试验，检查绝缘是否符合要求，从而确定缺陷部件，直流试验电压见表6－3。

表6－3 直流试验电压图6－1 泄漏电流测量泄漏电流一般不大于10µA，但对于252kV及以上少油断路器提升杆（含支持瓷套）的泄漏电流大于5µA时，就应引起注意。

另外为使测量准确可靠，各次试验有较好的可比性和规律性，在试验中应注意以下几点：（1）适当采用较大线径的多股绝缘软线或屏蔽线作引线，且尽量短，以减小杂散电流的影响；（2）引线连接处，选用光滑无棱角的导体（如小铜球）进行连接，以减小电晕损失带来的影响；（3）保持一定的升压速度。

对稳定电容要充分放电，并使每次放电的时间大致相等，以减小因电容充电电流的不同，引起的泄漏电流读数的偏差；（4）高压直流输出端并联不小于0.01µF的稳压电容，否则会引起测量值偏低。

四、交流耐压试验断路器的交流耐压试验是鉴定断路器绝缘强度最有效和最直接的试验项目。

交流耐压试验应在分、合闸状态下分别进行，合闸状态下主要鉴定相对地以及相间地绝缘状况；分闸状态下主要鉴定断口间的绝缘状况。

126kV及以上的油断路器若因试验设备的限制可不做整体交流耐压试验。

40.5kV及以下的油断路器在新安装和大修后应做交流耐压试验，必要时在预防性试验中也应进行交流耐压试验。

对于12～40.5kV电压等级的和三相共箱式的断路器还应做相间耐压试验，其试验电压值与对地耐压时相同。

耐压试验过程中，试品未发生闪络、击穿，耐压后不发热，认为耐压试验通过。

交流耐压试验电压见表6－4。

表6－4 交流耐压试验电压注：1. 当12kV系统中性点为有效接地时，取括号中数据。

2. 分母数为根据IEC补充的较高耐压水平值。

对126kV及以上油断路器提升杆的交流耐压试验的电压值，可参考上表6－4。

也可进行分段加压试验，但应进行分段系数的修正。

对于断路器的辅助回路和控制回路的交流耐压试验，试验电压为2kV。

对72.5kV及以上的油断路器，其试验电压按DL/T593－1966规定值的80％进行。

过滤和新加油的断路器一般需静止3h左右，等油中气泡全部逸出后才能进行。

气体断路器应在最低允许气压下进行试验，才容易发现内部绝缘缺陷。

交流耐压试验电压测量的要求不是很严格的，可以直接从低压侧读数后换算。

交流耐压试验前后的绝缘电阻不下降30％为合格。

试验时油箱出现时断时续的轻微放电声，应放下油箱进行检查，必要时应将油重新处理，若出沉重击穿声或冒烟，则为不合格，务必重新处理。

如有机绝缘材料烧坏应当更换，并查明原因，原因未查明时，不得轻易重试，以免造成损失。

交流耐压的试验电压一般由试验变压器或串联谐振回路产生。

为使试验电压不受泄漏电流变化的影响，变压器输送的试品短路电流应不小于0.1A（有效值）。

当试品放电时，使试验电压产生较大波动，可能会造成试品和试验变压器损坏，应在试验回路中串联一些阻尼元件。

串联谐振回路主要由容性试品或容性负载和与之串联的电感以及中压电源组成，也可由电容器与感性试品串联而成。

改变回路参数或电源频率使回路谐振，产生远大于中压电源电压的幅值加在试品上。

在试品放电时，由于电源输出的电流较小，从而限制了对试品绝缘的损坏。

五、测量导电回路电阻断路器导电回路的电阻主要取决于断路器的动、静触头间的接触电阻，接触电阻又由收缩电阻和表面电阻两部分组成。

由于两个导体接触时，因其表面非绝对的光滑、平坦，只能在其表面的一些点上接触，使导体中的电流线在这些接触处剧烈收缩，实际接触面积大大缩小，而使电阻增加，此原因引起的接触电阻称为收缩电阻。

另由于各导体的接触面因氧化、硫化等各种原因会存在一层薄膜，该膜使接触过渡区域的电阻增大，此原因引起的接触电阻称为表面电阻（或膜电阻）。

接触电阻的存在，增加了导体在通电时的损耗，使接触处的温度升高，其值的大小直接影响正常工作时的载流能力，在一定程度上影响短路电流的切断能力，也是反映安装检修质量的重要数据。

由于导电回路接触的好坏是保证断路器安全运行的一个重要条件，所以在标准和规程中均要求测量导电回路电阻。

断路器导电回路电阻的测量是在断路器处于合闸状态下进行的，其测量接线如图6－2所示。

它是采用直流电压降法进行测量。

常用的测量方式有电压降法（电流－电压表法）和微欧仪法。

图6－2 断路器导电回路电阻的测量1、电压降法直流压降法的原理是，当在被测回路中通以直流电流时，则在回路接触电阻上将产生电压降，测量出通过回路的电流及被测回路上的电压降，即可根据欧姆定律计算出接触的直流电阻值。

测量时，图6－2的回路通以100A直流电流，电流用分流器及毫伏表1进行测量，回路接触电阻的电压降用毫伏表2进行测量，毫伏表2应接在电流接线端里侧，以防止电流端头的电压降引起测量误差。

表计的精度应不低于0.5级，流过电流的导线截面应足够大，一般可用截面为16mm2的铜线。

2、微欧仪法微欧仪的工作原理仍是直流电压降法，通常采用交流220V电压经整流后，通过开关电路转换为高频电流，最后再整流为100A的低压直流，用作测量电源。

具有自动恒流，并数显测试电流值和回路电阻值。

测量时，微欧仪内的标准电阻分流器（Rdi ）与被测回路电阻（Rx）呈串联关系，有IRURUdidiXX==，即didiX XR UUR)(=，所以即使测量通入的电流值稍有偏离100A，也不影响测量结果。

使用微欧仪时，也应将电压测量线（细线）接内侧，电流引线（粗线）接外侧。

由前述可知，断路器触头的接触电阻是由表面电阻（膜电阻）和收缩电阻组成的。

当使用双臂电桥进行断路器导电回路电阻的测量时，由于双臂电桥测量回路通过的是微弱的电流，难以消除电阻较大的氧化膜，测出的电阻示值偏大，但氧化膜在大电流下很容易被烧坏，不妨碍正常电流通过。

又当触头因调整不当（如触头压力变化）、运行中发生变化或触头烧损严重等使有效接触面积减小时，双臂电桥的微弱电流，在其接触处不会产生收缩，即无法测出收缩电阻，而在大电流或正常工作电流通过时，就会使该接触处的电阻增加，引起触头的过度发热和加速氧化。

对此，GB763－90《交流高压电器在长期工作时的发热》、DL405－91《进口220～500kV高压断路器和隔离开关技术规范》等标准均已明确规定：测试采用直流电压降法，通入的电流不得小于100A。

所以电桥法和直流电压降法的测量结果是有差别的，而直流压降法更能反映断路器的实际工作状况。

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