目前国内所用的中压开关设备,出厂绝缘试验合格的判定标准一般为工频电压试验合格与否
〔1〕。在现场安装后,交接绝缘试验合格的判定依据一般也为工频电压试验合格与否
〔2〕。所以工频绝缘试验为中压开关设备的出厂例行性试验,对于在中压领域量大面广的空气绝缘开关设备更是如此。
但是随着工业的发展和环境的恶化,空气污染越发严重,中压开关设备的绝缘事故频繁发生。
随着新材料的广泛采用,也暴露出了一些问题,如环氧树脂等有机绝缘材料在中压开关设备上大量使用后,在运行过程中,频繁引发绝缘事故。
所以,原有的出厂绝缘测试项目已经无法满足现有的使用需要,必须进行修订。
2 目前的产品在使用过程中暴露出来的问题
2.1.冲击耐压能力不足产生绝缘击穿
某公司2005年供与西北某地的zn12-40.5型真空断路器在运行过程中,发生了绝缘击穿烧毁现象。
经专家分析,发现是由于该断路器的绝缘结构过于薄弱,过电压耐受能力较低造成。经过对其绝缘结构改进后(相间加装绝缘隔板),在相同的运行条件试验下,试品正常。
在西安高压电器检测中心进行产品型式试验期间,发现一个普遍现象:开关设备,尤其是中压空气绝缘开关设备,在进行绝缘试验(工频耐压试验和冲击耐压试验)时,工频很容易通过,而冲击比较难通过。 信息来自:输配电设备网
对试品绝缘结构采取加强措施,如电气间隙的增加,采用复合绝缘等,绝缘强度得到很大增强,绝缘试验很顺利的通过。
试验结果再次表明了:电气设备绝缘水平由作用于设备上的大工作电压、雷电过电压及操作过电压三者中严重的一种所决定;在220kv及以下系统中,电气设备的绝缘水平由雷电过电压决定。〔3〕
鉴于此,根据目前中压开关设备,特别是空气绝缘的中压开关设备的运行现状,建议应该将冲击试验(雷电冲击耐压试验)作为设备出厂试验以及交接试验时的一个强制性项目,以保证设备运行安全的可靠性。
现在有许多专家和企业已经认识到了这一点,国外的一些企业也已经将冲击耐受电压作为出厂常规性试验项目。希望这种做法能得到推广。
2.2.局部放电对开关设备的绝缘影响
某公司近年供与西北某地的zw-40.5型真空断路器频繁出现ct运行电晕声较大的现象。
在现场进行工频耐压试验,发现:未经运行的产品,工频耐压合格;已经运行的产品,有个别已经发生工频击穿。
经过局放测试后,发现故障断路器局部放电量严重超过相关标准要求,未经运行的产品也有局部放电量超标现象。
该型断路器所配置的ct为环氧树脂浇注而成,由于环氧树脂有机绝缘属于固体绝缘,其在浇注的过程中可能会存在缺陷,导致在电场作用下发生在绝缘体内局部区域中的放电现象,而绝缘体整体部分并未发生贯穿性放电,仍然保持绝缘性能,即产生局部放电现象。
由于局部放电分散地发生在极微小的空间内,所以几乎并不影响当时整体绝缘物的击穿电压,但是在*运行过程中,导致发生绝缘显著劣化的现象,发展到一定程度,就可能导致绝缘物的击穿。
所以断路器在出厂进行工频耐压试验时,顺利通过,但在现场运行一段时间后,由于局部放电现象的存在,导致了绝缘劣化,产生绝缘事故。
后决定将同一类型的断路器所配用ct全部更换,并要求:ct出厂局放合格,装配整机后局放合格。
这批断路器经过整改后,在该地运行至今,尚未发现任何异常现象,表现良好。
局部放电作为绝缘试验的一个项目,对于有机绝缘结构,应该作为电工产品的例行性试验项目,以保证不导致因局部放电而发生绝缘显著劣化的现象。
随着环氧树脂的应用越来越广泛地应用于中压领域,如,绝缘子、互感器、固封极柱等等,所以不仅这些元器件要进行局部放电测试,装配而成的整机也要进行相应测试,防止电场发生变化对局部放电的影响加剧。
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