10 kV高压开关柜交接试验方法探讨

2024-01-26贾陈莹

今日自动化 2023年10期

关键词：耐压开关柜绝缘

贾陈莹

（潍坊光明电力服务有限公司寿光分公司，山东寿光 262700）

由于10 kV 高压开关柜交接试验的步骤和程序复杂性较高，因此需要专业能力较强和个人素质较高的工作人员进行操作[1]。通过进行10 kV 高压开关柜交接试验，可有效预防设备损坏，并确保其正常运行，从而降低安全事故的发生率。

1 10 kV高压开关柜相关概述

1.1 10 kV高压开关柜的概念及特点

10 kV 高压开关也称为成套配电装置，其主要部件是断路器。设备生产厂家按照电气一次主接线图的相关标准和要求，在金属柜体中组装了高低压电器、母线和绝缘子等组件。柜体的选择可是封闭式或敞开式，用作电力系统中接收和分配电能的装置[2]。

10 kV 高压开关柜具有以下特点。

（1）开关柜涵盖了电能汇集、电气线路分配、计量和保护等功能。每个开关柜对应一个主回路方案和一个辅助回路方案。当主方案无法满足要求时，可选择几个单元方案进行组合实现。

（2）开关柜具有一定的操作流程和机械或电气联锁机构。

（3）开关柜的金属外壳接地。金属外壳的作用是支撑和防护，因此对金属外壳要求具有一定的刚度和强度，以确保开关柜安装的稳定性，防止在开关柜内部出现故障情况下，外壳金属变形或折断等。此外，金属外壳还能避免人体接近带电部件和触及运动部件，减少外部因素对开关柜设备的干扰，并减少设备损坏的可能性。

1.2 高压开关柜的分类

高压开关柜的类型多样，可分为以下几个类型。

（1）按照断路器的安装方式，可分为移开式和固定式。移开式通常用字母Y 表示，即断路器安装在可抽出的手车上。该类型的开关柜具有互换性强、供电可靠的优点。固定式通常用字母G 表示，即所有电器元件以固定方式安装。该类型的开关柜安装简单、经济实用。

（2）按照安装地点，可分为户内式和户外式。户内式通常用字母N 表示，只能安装在室内；户外式通常用字母W 表示，只能安装在户外。

（3）按照开关柜的柜体结构，可分为金属封闭铠装式、金属封闭间隔式、金属封闭式及金属敞开式。金属封闭铠装式通常用K 表示，其中断路器、母线、互感器等设备安装在接地中，并利用金属隔板隔离不同隔室的金属封闭开关设备；金属封闭间隔式通常用J 表示，所有电气元件安装在单独的格隔室内，可使用非金属隔板；金属封闭箱式通常用X 表示，开关柜外壳采用金属材质，属于封闭式；敞开式则是部分外壳为敞开状态，在没有保护等级要求时可选择使用敞开式开关柜。

2 10 kV高压开关柜交接试验内容

一般情况下，10 kV 高压开关柜交接试验需要进行预防性的试验，以降低电气设备在运行中发生安全事故或设备损坏，具体的预防性试验包括以下几方面。

2.1 绝缘电阻测试

10 kV 高压开关柜的绝缘电阻测试用于检查开关的断裂性和绝缘性。一般情况下，采用传统的测试方法需要两名工作人员共同完成。在测试中，需要将开关从热备状态调整至冷备状态，即将开关从开关柜中拉出。其中一名工作人员需要压住开关柜触头盒的档帘机构，使得负载侧和母线侧的触头全部显示在外侧[3]。使用高压验电笔检测负载侧是否存在电，并使用摇表测量负载侧的绝缘电阻。该方法的优势是可在短时间内完成所有操作。但缺点是安全性较低，易发生意外情况，主要表现为母线静触头外露，工作人员在测量时未重视安全距离，导致触电伤人。测量位置出现失误也会对工作人员的人身安全构成威胁[4]。在实践中发现，由于人为操作因素，10 kV 高压开关柜绝缘电阻测试中发生的安全事故比例较高，不利于电厂的电力系统稳定运行。为解决测试中存在的安全问题，须严格遵循相关工作要求，按照规定的程序进行操作，以降低违规行为的发生率。

2.2 耐压试验

10 kV 高压开关柜进行耐压试验的主要目的是确保开关柜回路的工频绝缘水平符合规定标准。该试验为破坏性测试，通过施加压力来发现开关柜绝缘部分的问题，如破损、受潮和老化等。耐压试验通常包括直流耐压试验和交流耐压试验。直流耐压试验主要测量电流泄漏情况，常用设备为AGF 直发测试设备。交流耐压试验常用设备为MSXB 串联谐振交流耐压试验装置。在进行耐压试验时，需要将开关断开，并使其中一侧接地，然后使用试验变压器在另一侧与地之间施加高压，施加时间通常为1min。接下来闭合开关使两相接地，最后再利用试验变压器在另一相与地之间施加高压，增加至42 kV，并保持1min，以确保被测试的开关柜在增加高压过程中不会产生击穿等情况[5]。

2.3 回路直流电阻测试

10 kV 高压开关柜进行回路直流电阻测试的主要目的是检查开关柜主导回路连接的可靠性，以及确认材料的导电性能是否符合规定标准。测试中使用直流电阻测试仪，将测试电流设置为100 A 或开关柜的额定电流，并按照相关标准和要求测量开关柜母线侧到电缆出线侧的直流电阻数值。这样做可确保开关主导回路具有可靠的连接性，并确保导电材料符合相关标准和要求。

3 10 kV高压开关柜交接试验的流程及存在的问题

3.1 10 kV高压开关柜交接试验的流程

对于10 kV 高压开关柜的交接试验，需要安排3名专业工作人员，其中一人担任监督岗位，两人担任操作岗位。试验流程如下。

（1）进行前期准备工作，包括测试设备的准备和确保接地线分闸状态。操作人员使用专业电阻测量设备，在开关母线的断口位置进行电阻测量，确保设备符合规定标准，电阻值需高于1 200 Ω。

（2）增加设备工作电压至3 kV，并持续1min，之后测量设备的绝缘电阻值。如果电阻值仍高于1 200 Ω，则说明耐压结果达到标准；如果低于1 200 Ω，则需要更换设备。

（3）拆除实验室内高压开关柜的接地导线，使开关保持合闸状态。

按照此流程进行10 kV 高压开关柜的交接试验需要投入较长时间且工作量较大，工作人员易因疲劳而出现操作失误，从而引发安全事故。因此，对10 kV高压开关柜交接试验的方法需要进行优化和改进。

3.2 10 kV高压开关柜交接试验存在的问题

结合10 kV 高压开关柜交接试验的情况，分析存在的问题，具体如下。

（1）操作流程复杂。交接试验需要反复操作多次，并且需要两名操作人员配合，以及一名监督人员全程监督，需要投入大量人力、物力和时间。采用传统的逐个试验方法，对于拥有多组开关柜的变压器来说，需要进行多次操作，工作人员的工作量较大。

（2）数据精确性不足。若在试验中出现绝缘电阻测试数据缺失或其他异常情况，可能导致电回路电阻测试数据出现问题，在交流耐压试验中出现击穿或异常放电情况，这将对试验结果数据的准确性产生较大影响。

（3）导线缠绕方式问题。许多工作人员在操作过程中根据自身经验，倾向于使用裸铜线作为短线路和地线的材料，并直接采用缠绕方式连接。尽管这种操作简单，但在实际应用中存在安全风险，如设备接触不良或短路等问题，并且存储和管理也较为困难。另外，在测试中使用裸导短路或接地方式虽然会表现出较高可靠性，但测试时间较长，导致测试进度缓慢。

（4）复杂的试验环境。10 kV 高压开关柜交接试验流程繁琐，涉及交叉作业。同时，高压室内的工作环境特殊，增加了试验工作的安全风险。

4 10 kV高压开关柜交接试验方法的优化和改善

4.1 构建完善的试验管理规章制度

在进行10 kV 高压开关柜交接试验时，需要建立完善的试验管理制度，并提高相关工作人员的专业培训和考核水平。同时，要加强对交接试验的标准化和规范化管理。在具体试验前，需要对工作人员的能力进行培训和考核，确保其拥有完成试验所需的技能和能力。由于试验过程存在一定的安全风险，因此需要制订安全文明操作规范和条例，并加强对“五防”措施的执行，以避免因人为操作失误而造成的安全风险。在开关柜操作中，可采用连锁装置或提示性措施，对质量问题进行技术改进，以提高试验质量的控制，确保操作的安全性。

4.2 开展标准化的试验操作流程

为避免试验进度受阻，需要加强对试验相关设备的管理，确保材料质量符合标准。在试验过程中，应使用专业的测试线确保良好连接，并多次分合断路器以降低接触电阻的干扰。

为提高试验效率，可采取标准化流程。工作人员根据试验方案分组，一组负责回路直流电阻试验，另一组负责绝缘耐压试验。第一组进行回路直流电阻试验时，第二组同时检查试验条件并完成接线。之后，两组分别断开高压室与主变及其他高压室的电气连接，以便进行下一步操作。通过高效布置试验方案，可实现一次性完成所有开关柜的绝缘电阻和耐压试验，简化操作流程，降低重复性步骤，提高试验效率，同时降低成本。