高压开关温升试验方法浅谈

赵焕敏 姚永其

（河南平高电气股份有限公司 河南 平顶山 467001）

1 温升试验描述

温升试验是高压开关验证载流能力的重要试验，用于考核导电回路通以正常工作电流后的发热（温度升高）。当高压电器产品通过正常工作电流时，由于电阻损耗、涡流损耗和磁滞损耗，使电能转变为热能，其中一部分散失到周围介质中去，一部分加热载流导体使其温度升高。温度升高的多少由发热和散热两方面因素决定,同时与载流体通过的电流大小、载流回路截面和材料、机械结构、零部件接触面的接合质量和产品装配质量等因素有关。

GB1984《高压交流断路器》规定“温升试验”为断路器强制的型式试验项目，GB7674《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》规定“温升试验”为气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）强制的型式试验。GB/T 11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》规定了温升试验的：受试开关设备和控制设备的状态；设备的布置；温度和温升的测量；周围空气温度；温升试验的解释等相关内容。（具体规定详见标准）。

图1 单相外壳回流温升示意图

需要注意：关于GIS试验品，标准中规定如下：除了每极独立封闭在一个金属外壳内的情况外，试验应按额定相数进行，额定电流从母线的一端流向出线端。如果允许并进行单相试验，流过外壳的电流应为额定电流。通俗理解为：对于三相共箱产品，进行三相试验，电流从三相分别施加，在一段短接（如后面例子所示）。对单相产品进行单相温升试验、外壳回流，如下分相252kVGIS：电流一般从主导电回路一端引入，末尾端与外壳相连，电流从流入端的壳体引出形成回路如图1所示。

2 温升试验方法

2.1 温升试验法

用一调压变压器和大电流变压器组成试验回路，給试品供给所需的工作电流。试品的安装接线方式与在电力系统中工作的情况相同,测量被测点的温度；试验环境温度不得低于+10℃、不高于+40℃，周围风速不大于0.5m/s。

2.2 铜—康铜热电偶温升测试

图2 热电偶电路示意图

温度的测量一般采用铜—康铜热电偶法进行。铜—康铜热电偶以其灵敏度高、稳定可靠、抗震抗摔、互换性好、价格低廉、适用于远距离测温和自动控制等优势,在农业和制冷工程中发挥着重要作用。通过选择铜—康铜热电偶的制作方法和标定方式,进行多项式回归分析,表明热镀锡焊测头非标准分度的铜-康铜热电偶在-35～100℃范围内的线性及一致性都较好,适于实验室、农业和制冷工程测温应用。热电偶电路示意图2如下。

国标GB/T 2903-1998,规定了铜-康铜电偶丝的品种规格、技术要求、试验方法、供货方式、包装及标志，该标准适用于制造工业铜-康铜电偶丝。

2.3 温升埋线方法及注意事项

采用铜-康铜电偶丝测试温升点时，测试端要可靠接触（固定）在被测试点。一般采用将电偶丝粘贴或钻孔固定到被测试处，粘贴多用于壳体表面等测试部位，相对于粘贴钻孔固定的方法更牢固，因此大多数埋设所采用钻孔固定法。

对于测试结果的准确性受多种因素影响，需要注意，首先铜康铜电偶丝缠绕必须符合要求，即每米不小于100匝。其次铜康铜电偶丝测试端必须铰接或者铰接后焊接为测试端头，端头的裸露金属长度在2-5mm为最佳。埋设时候，预先钻孔要大小合适、深度适中，一般采用φ1-φ1.5钻头，钻孔深度使得热电偶端部埋入后不能有明显的金属裸露，因为如果裸露在外，将对温度的测量值有明显影响。

表1 温升埋设点及允许温升简表

图3 测试点示意图（图为中间相测试点，边相测试点同中间相相同）

表2 温升测试点容许温升值说明

3 温升试验的测试点及允许的温度值要求

根据 GB/T 11022的4.4 2规定：“在温升试验规定的条件下，当周围空气温度不超过40℃时，开关设备和控制设备任何部分的温升不应该超过表3规定的温升极限。”对标准中表3进行，根据实际经验对于常用的进行了整理，得出如下简明埋设点及允许温升要求数值表格（表1）：（具体说明见标准）。

4 一个温升实例

下面以一个126kV GIS母线、套管温升试验为例子进行详细说明。

该结构（如图3）为三相共相式结构，结构本身相对中心对称（但是三相不完全对称）。温升试验在三相上进行，由于结构中心对称，允许测量两相（中相和一边相）温升值即可。

电流从三相套管引入，盆子外一定距离短接。埋线点如下、允许温升值如表2所示。

5 总结

本文对高压开关设备温升试验进行了描述，通过对标准的分析，试验操作的注意事项等方面简要介绍了温升试验。文章总结、提炼了一些温升试验的要点，希望对于广大高压开关设计、试验人员有所帮助。

文章描述不当或不对地方欢迎批评指正。

［1］徐国政,张节容,钱家骊,黄瑜珑.高压断路器原理和应用[M].清华大学出版社,2000.