状态检查在高压开关设备型式试验中的应用

张建成 孔得永 员雪峰

摘 要：高压开关设备进行型式试验时，需要通过状态检查来判定开关设备的若干性能是否通过。状态检查包括绝缘性能检查和回路电阻检查。依据对标准的学习和理解，本文对状态检查在短时耐受、关合开断和温升等试验中的应用进行比对、分析，得出状态检查在样品试后判定的合理及准确性。希望对相关检验人员贯彻、理解国标对状态检查的规定提供帮助。

关键词：状态检查，型式试验，绝缘试验，回路电阻

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.03.035

Application of Condition Check in Type Tests of High Voltage Switchgear

ZHANG Jian-cheng KONG De-yong YUN Xue-feng

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： In the type test of high voltage switchgear， it is necessary to determine whether the performance of the switchgear passes the state check. The condition check includes the insulation performance check and the loop resistance check. Based on the study and understanding of the standard， this paper compares and analyzes the application of the state check in the tests of short-time tolerance， turn-off and temperature rise， and obtains the rationality and accuracy of the state check after the sample test. It is expected to help relevant inspectors to understand and implement the provisions of the national standard for state inspection.

Keywords： condition check， type tests， dielectric tests， resistance of circuit

1 引 言

GB/T11022—2020《高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求》所覆盖的高压开关设备，是开关装置及其相关的测量、控制、调节和保护设备的组合，以及这些装置和设备同相关的电气连接、外壳、辅件和支撑件的总装。型式试验是为了验证企业设计和制造的高压开关设备的性能是否能够达到对应产品标准的要求。当存在下列六种情况下需要对高压开关设备进行型式试验：（1）新研发的产品；（2）易地或转厂的产品；（3）产品的设计、工艺、生产条件或使用的关键元器件发生改变；（4）正常生产的产品每隔8年；（5）不经常生产或停产3年以上再次生产时；（6）通过型式试验的派生产品[1]。高压开关设备型式试验项目多，试验完成后开关设备的性能无法通过目测进行判定，需要通过一些附加方式进行验证，这些方式称之为状态检查。状态检查主要有两种方式：绝缘性能检查和回路电阻检查。依据对标准的学习和理解，本文对高压开关设备型式试验中涉及的状态检查进行详细分析，希望对相关检验人员贯彻、理解国标对状态检查的规定提供帮助。

2 绝缘性能检查

绝缘性能检查包括工频耐压和雷电冲击电压两种，其中工频耐压频率为45～55Hz交流电压，波形近似正弦波，峰-峰值的幅值差不大于2%，电压施加时间为1min，一般由升压变压器或者串联谐振回路产生[2]。雷电冲击电压由许多电容器组成的冲击电压发生器，产生符合规定要求的波前时间、峰值和波尾时间的电压波形，具体工作原理见图1[3]。

其中：

AT：调压器；T：试验变压器；D：高压硅堆；r：保护电阻；R：充电电阻；C1～C4：主电容器；rd：阻尼电阻；C′：对地杂散电容；g1：点火球隙；g2～g4：中间球隙；g0：隔离球隙；Rt：放电电阻；Rf：波前电阻；C0：样品及测量设备电容。

GB/T 11022-2020条款7.2.12规定高压开关设备经过机械寿命、电寿命、关合和开断试验后，其断口间绝缘性能不能通过目测进行核实时，应在下述电压下进行工频耐压验证，具体電压值见表1。

对其他部位降低试验电压主要有两点考虑：一是统计特性，二是损耗、老化和其他正常劣化。对于真空开关设备，当电压等级在252kV及以下时，还要进行100%额定值的雷电冲击电压。

GB/T 1984-2014《高压交流断路器》条款6.2.11规定机械或环境试验后，断路器断开触头间应进行工频耐压验证。对于气体封闭的真空断路器，还应验证真空完整性。断路器在关合、开断或开合试验后，应按照下述规则进行状态检查：

（1）额定电压72.5kV及以下，进行1min工频耐压，试验值为100%额定值；

（2）额定电压介于72.5kV与252kV之间，进行雷电冲击电压，试验值为60%额定值；

（3）额定电压为363kV，进行雷电冲击电压，试验值为80%额定值；

（4）额定电压介于550kV与1100kV之间，应进行雷电冲击电压，试验值为90%额定值[4]。

进行雷电冲击电压时，波形为标准操作冲击或按试验方式T10规定的TRV波形，无破坏性放电发生，认为试验通过。

3 回路电阻检查

回路电阻代表导体回路联结或触头是否接触良好，如果超过规定值，代表接触不良。在长期运行的情况下，接触部位温度会过高导致氧化加剧，回路电阻进一步增大导致恶性循环。GB/T 11022-2020条款7.5.5通过试验判据规定高压开关设备经过连续电流试验后，应在一般空气温度下测量回路电阻作为状态检查，回路电阻增加值不应超过20%。

测量点包括主回路和主开关两部分，每个部位测量三次取其平均值，电阻的增加是通过试验前后测量的平均值之差来计算的。测量回路电阻时，应对主开关进行一次空载操作循环（合闸、分闸各一次）；主开关如果可以抽出，还应进行一次移开、推进操作。

试验电流采用直流，开关额定电流不大于100A时，试验电流等于额定电流；开关额定电流大于100A时，试验电流介于100A和额定电流之间。之所以采用较大电流进行检测，是因为触头间或者联结处存在氧化膜，氧化膜在小电流下无法击穿影响测试结果。

GB/T 11022-2020条款7.6.4试验后试品的状态规定高压开关设备经过短时耐受和峰值耐受电流试验后，应在一般空气温度下检查主回路电阻的变化，如果主回路电阻增加值不超过20%，则短时耐受试验后电阻状态检查通过；若电阻增加值超过20%，则需要通过连续电流进一步进行验证，如果温升不超过规定值则电阻状态检查通过。

GB/T 1984-2014条款6.102.9.2一个短路试验方式后的状态规定断路器经过关合开断试验后，应在一般空气温度下检查主回路电阻的变化，如果主回路电阻增加值不超过100%，还需进行连续电流试验验证，如果温升不超过规定值10K，则关合开断试验后电阻状态检查通过。

GB/T 16926-2009适用的产品为负荷开关-熔断器组合电器，它由三极负荷开关串联配撞击器的三只熔断器组成。其中条款6.4回路电阻测量规定，用阻抗可以忽略不计的导电棒代替熔断器，并记录导电棒的电阻值[5]。之所以这么规定是因为测量回路电阻的电流值， 一般要比熔断器的额定电流值高，在测量的过程中熔断器有可能熔断而无法测量；或者导致熔断器过载温度升高，熔断器电阻与温度为正比例关系，熔断器电阻变大不能代表真实的回路电阻变化情况[6]。

4 结 论

本文对高压开关设备型式试验试后状态检查在温升试验、短时耐受试验、关合开断试验中的应用进行了详细分析，希望对相关试验室检测人员在充分掌握理解的情况下，正确开展高压开关设备的检测提供帮助。

参考文献

[1]国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会.高压交流开关设备和控制设备标准的共用技術要求：GB/T11022-2020[S].北京：中国标准出版社，2021.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.高电压试验技术 第1部分：一般定义及试验要求：GB/T16927.1-2011 [S].北京：中国标准出版社，2012.

[3]宣耀伟，乐彦杰，张娜飞.等.雷电冲击试验冲击电压发生器调波电阻的确定[J].机电工程，2014，31（3）：388-392.

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.高压交流断路器：GB/T1984-2014 [S].北京：中国标准出版社，2015.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.高压交流负荷开关-熔断器组合电器：GB/ T16926-2009 [S].北京：中国标准出版社，2010.

[6]王彦丽.关于环网柜熔管电极回路电阻值过高的问题分析[J].电工电气，2022（1）：56-58+65.

作者简介

张建成，通信作者，硕士研究生，高级工程师，研究方向为电气产品检测技术。

孔得永，本科，工程师，研究方向为变压器检测技术。

员雪峰，本科，工程师，研究方向为大容量试验技术。

（责任编辑：袁文静）