充气柜状态检修试验新方法
2016-03-29范敏尹海波谢佳何智强
范敏,尹海波,谢佳,何智强
(1.国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙410007;2.国网湖南省电力公司邵阳供电分公司,湖南邵阳422000;3.国网湖南省电力公司益阳供电分公司,湖南益阳413000)
充气柜状态检修试验新方法
New methods of condition based maintenance and test for filling cabinets
范敏1,尹海波2,谢佳3,何智强1
(1.国网湖南省电力公司电力科学研究院,湖南长沙410007;2.国网湖南省电力公司邵阳供电分公司,湖南邵阳422000;3.国网湖南省电力公司益阳供电分公司,湖南益阳413000)
文章以充气柜结构为基础开展了充气柜试验新方法研究,提出了充气柜几种典型试验项目的试验方法,通过变电站现场应用验证了方法的有效性,针对充气柜的试验提出建议。
充气柜;状态检修;试验方法
充气柜是将一次回路主部件如母线、隔离开关、断路器等密封在充有较低压力SF6或其他气体罐体内、并以电缆终端作为进出线的开关设备。其具有占地面积小、可靠性高、不受外界影响等特点,故在电力系统中应用越来越广泛〔1-3〕。
然而,由于充气柜与传统开关柜在结构上存在较大差异,且现场试验与出厂试验条件差距较大,目前充气柜的状态检修试验处于空白状态,对充气柜状态信息收集手段匮乏。针对此种情况,文中以充气柜结构为基础开展了充气柜例行试验新方法研究,提出了充气柜几种典型试验项目的试验方法,并通过变电站现场应用验证了方法的有效性,最后针对充气柜的试验提出了建议。
1 充气柜结构及试验设备
充气柜的母线、三工位隔离开关、断路器等元件密封在充有较低压力气体的罐体内,并以电缆终端作为进出线,故其常规试验项目的开展必须依赖试验接口、电压适配器、电流适配器、堵头等专用试验设备,如图1—3所示。
电流适配器、电压适配器和堵头在拔插过程中应注意:
图1 电流适配器
图2 堵头
图3 电压适配器
1)拧动螺栓严禁用力过猛损伤设备或绝缘表面;紧固螺栓时需采用力矩扳手,力矩大小应符合厂家规定。
2)拔 (插)过程应保持轴线方向。密封性能特别良好的,由于内外压差造成阻力过大时,可轻微晃动,使内外压力平衡后再缓慢拔 (插)。
3)保持环境清洁,内锥、外锥及环氧表变严禁沾染灰尘。堵头拔出后,其外锥应采用塑料袋临时密封保管,接口内锥应及时装入适配器。设备拔出后,接口内锥应及时装入堵头。
4)内外锥的接触面需均匀涂抹合格的硅脂,检修试验时需检查硅脂是否硬化,必要时更换硅脂。
5)装复设备时,先采用外径Φ1~Φ2 mm,厚度0.5 mm的塑料管,沿内锥壁插入接口底部,再将设备沿轴线方向插入到位,缓慢拔出塑料管,紧固螺栓,静止4 h以上,待气体完全排出后受电。
2 试验项目与方法
依据文献 〔4〕关于高压开关柜、电压互感器、电流互感器、避雷器等章节要求,充气柜的试验项目应包括断路器、电压互感器、电流互感器、避雷器等元件的例行试验项目,考虑到充气柜结构的特殊性和现场应用的实用性,选取了交流耐压试验、回路电阻测试和断路器机械特性测试等3个试验项目,详细阐述了试验方法和注意事项〔4〕。
2.1 交流耐压试验
母线电压互感器的安装方式分2种情况:
1)母线电压互感器直接接到母线上。试验前需要将电压互感器拔出,插入电压适配器,非试验相用专用堵头封堵,再开展耐压试验。
2)母线有单独的TV间隔,使用三工位开关将TV,避雷器与母线隔离。试验时通过熔断器接口插入电压适配器进行试验。
交接试验时,交流耐压值为出厂值的100%,时间1 min。投运后诊断性试验时,交流耐压值为出厂值的80%,时间1 min。试验接线如图4所示。
交流耐压试验需要注意:应在绝缘电阻试验后进行,只有绝缘电阻合格才能进行交流耐压试验;拔插堵头及试验适配器时,需严格执行前述标准工艺;测试后需进行充分放电,防止剩余电荷伤人。
图4 交流耐压试验接线图
2.2 回路电阻测试
拆下相邻充气柜试验接口的插拔式堵头,将电流适配器插入试验接口,合上相邻充气柜的断路器及三工位隔离开关使之形成回路。试验仪器分别接入相邻充气柜的同相电流适配器,试验电流不小于100 A。试验接线如图5所示。
图5 回路电阻试验接线图
回路电阻试验需要注意:拔插堵头及试验适配器时,需严格执行前述标准工艺;测试回路需接线牢靠,避免引线脱落起弧。
2.3 断路器机械特性测试
拆下充气柜试验接口的插拔式堵头,将电流适配器插入试验接口,将三工位隔离开关置于接地位置,从电流适配器处取信号,控制电压加至二次端子分、合闸及公共端子处。试验接线如图6所示。
断路器机械特性试验需要注意:拔插堵头及试验适配器时,需严格执行前述标准工艺;断路器动作过程中防止机构动作伤人。
图6 机械特性试验接线图
3 变电站现场应用
在某变电站结合新投设备首次停电检修时对35 kV充气柜进行了例行试验,包括交流耐压试验、回路电阻测试和断路器机械特性测试。35 kV充气柜一次接线图如图7所示。
3.1 交流耐压试验
图7 35 kV充气柜一次接线图
本次试验对母线进行交流耐压试验,按图4进行试验接线,加压端口在4×15避雷器电缆插口处。
交流耐压试验值为出厂的80%,即76 kV,耐压时间为1 min,耐压过程中无击穿、闪络和异常声响,试验前后绝缘电阻见表1。
从耐压试验过程和表1绝缘电阻数据来看,该35 kV充气柜母线耐压试验合格。
表1 母线交流耐压试验前后绝缘电阻 MΩ
3.2 回路电阻测试
回路电阻测试以422断路器间隔为例,选取422,418断路器构成回路电阻测试回路,按图6进行试验接线。合上422,418断路器,4221和4181隔离开关,其他断路器与隔离开关断开。
本次试验为2台断路器串联,将所测回路电阻除以2即近似为单台断路器 (包括同间隔的隔离开关、部分母线)回路电阻值。422断路器间隔回路电阻换算后为A相75.5 μΩ,B相74.5 μΩ,C相72.5 μΩ,与交接试验值相比无明显差异,故回路电阻测试合格。
3.3 断路器机械特性测试
本次试验选取422断路器进行机械特性测试,按图6进行试验接线。将4221隔离开关置于接地位置,将试验端子接到柜内电缆接口,然后将试验线接到试验端子下端进行试验。试验端子如图8所示。422断路器分合闸时间和同期见表2。
从表2试验数据来看,符合厂家说明书和规程要求,试验合格。
综合以上试验过程,验证了提出的充气柜试验方法的有效性,试验得到了所需数据,满足厂家说明书和状态检修试验规程要求,完成新投35 kV充气柜首检任务。
图8 试验端子
表2 422断路器分合闸时间和同期 ms
4 结论与建议
1)文中提出了充气柜交流耐压试验、回路电阻测试和断路器机械特性测试的试验方法,通过变电站现场应用验证了方法的有效性。
2)各地市公司可根据此研究内容试点开展充气柜例行试验,积累试验经验,试验数据判断可参考文献 〔4〕 要求。
3)充气柜试验项目和方法还需进一步细化和补充,下一步应从规程标准的角度对试验项目和方法进行研究和规范化。
〔1〕中华人民共和国国家发展和改革委员会.高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求:DL/T 593—2006〔S〕.北京:中国电力出版社,2006.
〔2〕中华人民共和国国家发展和改革委员会.3.6 kV~40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备:DL/T404—2007〔S〕.北京:中国电力出版社,2007.
〔3〕中华人民共和国国家经济贸易委员会.户内交流充气式开关柜选用导则:DL/T 791—2001〔S〕.北京:中国电力出版社,2001.
〔4〕国家电网公司.输变电设备状态检修试验规程:Q/GDW 1168—2013〔S〕.北京:中国电力出版社,2014.
TM595
B
1008-0198(2016)04-0044-03
10.3969/j.issn.1008-0198.2016.04.011
范敏(1987),男,工程师,主要从事高压开关试验和带电检测技术研究工作。
2016-01-15 改回日期:2016-04-27