
一、试验目的
本试验旨在通过对真空断路器施加规定的交流试验电压,检验其主回路对地、相间及断口间的绝缘性能,验证真空灭弧室的真空度及绝缘部件(如瓷瓶、套管)的可靠性,排查绝缘受潮、脏污、老化、破损等隐性缺陷,确保断路器在额定运行电压及过电压工况下能安全稳定工作,防止因绝缘失效引发相间短路、接地故障等安全事故,为设备交接、预防性试验及状态检修提供依据。
二、适用范围
本方案适用于3.6kV~40.5kV电压等级的真空断路器,涵盖户内、户外型真空断路器的交接试验、预防性试验及检修后试验,包括断路器合闸状态下整体绝缘耐压、分闸状态下断口间耐压及相间耐压试验。
三、引用标准及规程
本试验严格遵循以下国家及行业标准规程,确保试验过程规范、结果准确,具体包括:
1. 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150-2016):明确真空断路器交流耐压试验的项目、试验条件及合格标准,其中第11章专门针对真空断路器的试验要求作出详细规定,是交接试验的核心依据。
2. 《电力设备预防性试验规程》(DL/T 596-2021):规范了真空断路器预防性试验的周期、试验方法及判断标准,其中第9条对交流耐压试验的操作要求及结果评估作出明确说明。
3. 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》(DL/T 593):提供了真空断路器额定电压对应的交流耐受电压标准值,为试验电压的确定提供依据,其相关数据被GB 50150-2016引用。
4. 被试真空断路器的产品说明书:需结合厂家提供的技术参数(如额定电压、额定耐受电压、真空灭弧室技术要求等),调整试验细节,确保试验符合设备自身特性。
四、主要试验设备及技术要求
试验设备需经校验合格、性能稳定,且与被试断路器的电压等级、容量匹配,具体设备清单及技术要求如下:
(一)核心试验设备
1. 工频交流耐压试验装置(含调压器、试验变压器)
调压器:采用自耦调压器,容量不低于3kVA,调压范围0~220V(或380V),调压平滑,无明显抖动,确保试验电压能均匀上升和下降。
试验变压器:根据被试断路器额定电压选型,6~10kV断路器选用输出电压不低于50kV的试验变压器,40.5kV断路器选用输出电压不低于100kV的试验变压器,容量不低于3kVA,变比准确,绝缘性能良好,高压绕组对地绝缘电阻不低于1000MΩ/2500V。可选用油浸式、干式或充气式试验变压器,满足现场试验环境要求。
2. 电容分压器(或高压电压表)
用于精确测量试验高压值,量程需覆盖试验电压的1.2~1.5倍,准确度等级不低于0.5级,确保电压测量误差在允许范围内,避免因电压测量不准导致试验结果误判。
配套设备:包括测量引线、接地端子,引线需采用高压绝缘线,长度满足试验安全距离要求,接地端子连接可靠。
3. 保护装置
限流电阻:串联在试验回路中,阻值根据试验变压器容量及试验电压确定,用于限制短路电流,保护试验设备及被试品,防止因被试品击穿引发设备损坏。
保护球隙:作为过电压保护,球隙间距可调节,根据试验电压预设保护阈值,当试验电压超过规定值时,球隙击穿放电,切断试验回路,保护被试断路器及试验设备。
球隙保护电阻:与保护球隙串联,限制球隙击穿时的放电电流,避免球隙损坏。
(二)辅助试验设备
1. 绝缘电阻测试仪(兆欧表):选用2500V兆欧表,用于试验前后测量被试断路器的绝缘电阻,判断绝缘状态,测试范围1MΩ~20GΩ,具备自动测试功能,确保测量数据准确。辅助回路及控制回路测量需选用500V兆欧表。
2. 接地线及接地装置:采用截面不小于25mm²的裸铜线,接地电阻不大于4Ω,用于被试断路器非试验相、外壳及试验设备的可靠接地,防止感应电压伤人及设备损坏。
3. 放电棒:配备绝缘手柄,放电电阻符合安全要求,用于试验结束后对被试断路器、试验变压器及试验回路进行充分放电,消除残余电荷,确保操作安全。
4. 安全防护设备:包括绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫、安全围栏、警示标识(“止步,高压危险”“正在试验,禁止靠近”)等,用于保障试验人员人身安全,划分安全试验区域。
5. 其他辅助工具:游标卡尺(用于检查触头状态)、导线夹、绝缘导线、吹风机(用于清洁被试品表面)等,确保试验接线及准备工作顺利进行。
(三)设备校验要求
所有试验设备需在有效校验周期内,经具备资质的校验机构校验合格,校验报告齐全。试验前需检查设备外观无破损、接线端子无松动、接地可靠,通电空载试运行,确认设备运行正常,无异常声响、过热等现象。
五、试验前准备
(一)人员准备
1. 试验人员需具备相应资质,熟悉本试验方案、相关标准规程及试验设备操作方法,掌握高压试验安全操作规程,具备应急处理能力。
2. 试验现场至少配备2名人员,分工明确,一人负责操作试验设备,一人负责监护,严禁单人操作,监护人员全程观察试验状态,及时发现异常并处理。
(二)设备及现场准备
1. 将被试真空断路器置于试验场地,清理其表面灰尘、污垢,检查断路器外观无破损、瓷瓶无裂纹、接线端子无松动,确认断路器机械状态良好,分合闸动作正常。
2. 断开被试断路器各侧电源,拉开两侧隔离开关,验电、放电后,拆除断路器与电网的连接导线,拆除可能影响试验的二次回路连接线,电流回路一律短接接地。
3. 划分试验安全区域,设置安全围栏,悬挂警示标识,确保试验区域内无无关人员停留,试验人员操作位置铺设绝缘垫,穿戴好绝缘防护用品。
4. 按试验接线图连接试验设备,确保接线正确、牢固:试验变压器高压输出端通过限流电阻、保护球隙连接到被试断路器试验部位,非试验相、断路器外壳及试验设备外壳可靠接地;电容分压器并联在试验回路中,用于测量试验电压。
5. 试验前用2500V兆欧表测量被试断路器的绝缘电阻(合闸状态下整体对地、分闸状态下断口间及相间),记录测量数据,绝缘电阻值应符合厂家规定及标准要求(通常不小于1000MΩ),若绝缘电阻过低,需排查缺陷后再进行耐压试验。
(三)试验参数确定
根据被试真空断路器的额定电压,结合GB 50150-2016及DL/T 593标准要求,确定交流耐压试验电压及试验时间,具体试验电压值如下表所示(单位:kV):
断路器额定电压 | 3.6 | 7.2 | 12 | 18 | 24 | 40.5 |
交流耐压值(出厂) | 25 | 30(20) | 42(28) | 55 | 65 | 95 |
注:括号内数值为中性点接地系统使用及湿试时的数值;试验时间均为1min,若厂家有特殊要求,按厂家规定执行。对于10kV户外真空断路器,隔离断口耐压值为48kV,试验时间1min。
六、试验步骤
1. 空载试运行:接通试验设备电源,空载升压至试验电压的50%,停留1min,检查试验设备运行状态,观察电压表、电流表读数是否稳定,无异常声响、过热等现象,确认设备正常后,降压至零,切断电源。
2. 合闸状态耐压试验:将被试断路器置于合闸状态,确认接线无误后,接通试验电源,缓慢调节调压器,使试验电压从零开始均匀上升,升压速度控制在每秒3kV左右;当电压升至试验电压值的75%时,以每秒2kV的速度继续升压至规定试验电压。
3. 电压保持:达到规定试验电压后,保持1min,期间密切观察被试断路器有无放电、闪络、冒烟、异响等异常现象,同时监视电压表、电流表读数,若读数稳定,无异常,则继续试验;若出现异常,立即降压至零,切断电源,排查缺陷后重新试验。
4. 降压操作:试验时间结束后,缓慢均匀地将调压器降至零,切断试验电源,用放电棒对被试断路器、试验变压器及试验回路进行充分放电,放电时间不少于3min,消除残余电荷。
5. 分闸状态断口耐压试验:将被试断路器置于分闸状态,重新检查接线(将试验电压施加在断口两端,上口三相触头短接接试验高压输出,下口三相触头短接接地),重复步骤2~4,完成断口间耐压试验。
6. 相间耐压试验:将试验电压施加在断路器两相导电部分之间,其余相接地,重复步骤2~4,依次完成A-B相、B-C相、C-A相的相间耐压试验。
7. 试验后测量:试验结束后,再次用2500V兆欧表测量被试断路器的绝缘电阻,与试验前测量数据对比,耐压后绝缘电阻值不低于耐压前的70%,且不低于设备额定绝缘电阻最低标准,视为绝缘状态合格。
8. 试验记录:详细记录试验日期、环境温度、湿度、被试断路器型号及编号、试验电压、试验时间、绝缘电阻测量数据、试验现象及试验结果,试验人员及监护人员签字确认。
七、试验结果判断
1. 合格标准:试验过程中,被试真空断路器无放电、闪络、冒烟、异响、击穿等异常现象;试验电压保持1min稳定,电压表、电流表读数无明显波动;试验后绝缘电阻值不低于试验前的70%,且符合厂家规定及相关标准要求,视为试验合格。
2. 不合格处理:若试验过程中出现击穿、闪络等异常现象,立即停止试验,降压放电后,排查缺陷(如绝缘受潮、脏污、真空灭弧室损坏等),处理缺陷后重新进行试验;若多次试验仍不合格,需对被试断路器进行检修或更换部件,直至试验合格。
八、安全注意事项
1. 试验现场必须设置安全围栏及警示标识,严禁无关人员进入试验区域,试验人员必须穿戴绝缘手套、绝缘鞋等防护用品,站在绝缘垫上操作,严禁违章操作。
2. 试验前必须确认被试断路器已完全断电、验电、放电,拆除所有与电网的连接导线,确保试验回路与电网完全隔离,避免感应电压伤人。
3. 试验接线必须正确、牢固,接地可靠,试验设备及被试品的外壳、非试验相必须可靠接地,防止高压感应触电。
4. 升压过程必须缓慢均匀,严禁快速升压,避免产生过电压损坏被试品及试验设备;试验过程中,监护人员全程监护,密切观察试验状态,发现异常立即降压、断电、放电。
5. 试验结束后,必须先将调压器降至零,切断电源,再用放电棒对试验回路、被试品进行充分放电,放电完成后才能进行接线拆除或设备检查,严禁未放电就接触高压部位。
6. 试验设备需定期校验,存放于干燥、通风、无腐蚀的环境中,避免设备受潮、损坏,确保设备性能稳定。
7. 试验过程中,若遇雷雨、大风等恶劣天气,立即停止试验,切断电源,做好设备防护工作。
九、试验报告
试验完成后,整理试验记录,编制试验报告,报告内容包括:试验名称、试验日期、试验地点、被试设备信息(型号、编号、额定参数)、试验依据、试验设备信息、试验参数、试验过程、试验数据、试验结果、试验人员及监护人员签字、异常情况及处理说明等,试验报告需归档留存,作为设备检修、维护及投运的依据。
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