我公司为开始研究真空开关灭弧室真空度现场的定量检测,经过近多年的努力,并实现了现场不拆卸定量测量。生产出HDZK高压开关真空度测试仪,有了定量测量的手段,不仅可以测量真空开关真空度是否在正常范围内,同时更重要的是
本公司今日报道:
随着中压开关无油化浪潮的兴起,真空开关以其独特的优点得到了广泛的推广和应用。这些年来,由于生产工艺和现场使用环境方面的原因,有些真空开关在运行过程中其真空灭弧室会有不同程度的泄漏,有的在正常寿命范围内就可能泄漏到无法正常开断的地步。在这种情况下进行开断就会出现不能正常开断的现象而造成严重的后果。国内真空开关事故大多是由此原因引起。所以加强定期或不定期检测真空开关真空度成了十分重要的环节。本仪器采用磁控放电法进行测量。将真空开关灭弧室的两触头拉开一定的距离,施加电场脉冲高压,将灭弧室置于螺线管圈内或将新型电磁线圈置于灭弧室外侧,向线圈通以大电流,从而在灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场。这样,在脉冲强磁场和强电场的作用下,灭弧室中的带电离子作螺旋运动,并与残余气体分子发生碰撞电离,所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管型号(管型),由于其结构不同,在同等触头开距、同等真空度、同等电场与磁场的条件下,离子电流的大小也不相同。通过实验可以标定出各种管型的真空度与离子电流间的对应关系曲线。当测知离子电流后,就可以通过查询该管型的离子电流一真空度曲线获得该管型的真空度。 在常规磁控放电测试灭弧室的真空度时,为了提高其测试灵敏度,需从断路器上卸下灭弧室,并置于螺线管线管内。这样一来,灭弧室在重新装回断路器时需要调整机械参数,工作量很大并需专业人员。而使用新型磁控线圈可以从侧面包围灭弧室,这样就不必拆卸灭弧室。而采用单片微机进行同步控制与数据采集处理,提高了灭弧室真空度的现场测试灵敏度。
传统的检测方法是“耐压法”,即真空开关处于开断状态下,在动静触头之间施加一定的电压,检测其泄漏电流的大小,由此推断真空管的好坏。这种方法的优点是:操作简单;缺点是:只能定性地检测真空管的好坏;而且真空度在10-5~10-1Pa之间无法准确分辨,所以无法判断泄漏的发展趋势(即同一个真空开关和上次相比有多大程度的泄漏)。
我公司为开始研究真空开关灭弧室真空度现场的定量检测,经过近多年的努力,并实现了现场不拆卸定量测量。生产出HDZK高压开关真空度测试仪,有了定量测量的手段,不仅可以测量真空开关真空度是否在正常范围内,同时更重要的是,对某些泄漏速度较快的真空开关,通过历年测量结果相比较,可以大致推断它的寿命,真正起到预防意外事故发生的目的。
二.主要特点:
1、可定量测量各种型号真空开关灭弧室内的真空度;
2、现场测量时不需拆卸真空开关;
3、测试结果准确可靠;
4、液晶汉字显示,操作更加简单方便;
5、可保存、打印、查看测试的试验数据;
6、仪器带有RS232通讯接口,可以连接计算机实现真空度-离子电流曲线下载、寿命估计等多种功能;
7、仪器重量轻,携带方便;
三.性能指标:
1、电 源: AC220V+15%,50Hz;
2、测量范围: 10-5~10-1Pa;
3、电场电压∶18KV;
4、磁场电压∶1600V;
5、仪器精度: 5%;
6、使用环境: -10℃~40℃;
7、外行尺寸:460mm×335mm×330mm。
8、主机重量:12kg;
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2 XLPE电缆在直流电压下会产生“记忆”效应,存储积累单极性残余电荷。一旦有了由于直流耐压试验引起的“记忆性”,需要很长时间才能将这种直流偏压释放。电缆如果在直流残余电荷未完全释放之前投入运行,直流偏压便会叠加在工频电压峰值上,使得电缆上的电压值远远超过其额定电压,从而有可能导致电缆绝缘击穿。
2.3直流耐压试验时,会有电子注入到聚合物介质内部,形成空间电荷,使该处的电场强度降低,从而难于发生击穿。XLPE电缆的半导体凸出处和污秽点等处容易产生空间电荷。但如果在试验时电缆终端头发生表面闪络或电缆附件击穿,会造成电缆芯线上产生波振荡,在已积聚空间电荷的地点,由于振荡电压极性迅速改变为异极性,使该处电场强度显著增大,可能损坏绝缘,造成多点击穿。
2.4XLPE电缆致命的一个弱点是绝缘内易产生水树枝,一旦产生水树枝,在直流电压下会迅速转变为电树枝,并形成放电,加速了绝缘劣化,以致于运行后在工频电压作用下形成击穿。而单纯的水树枝在交流工作电压下还能保持相当的耐压值,并能保持一段时间。
2.5实践也表明,直流耐压试验不能有效发现交流电压作用下的某些缺陷,如在电缆附件内,绝缘若有机械损伤或应力锥放错等缺陷。在交流电压下绝缘Z易发生击穿的地点,在直流电压下往往不能击穿。直流电压下绝缘击穿处往往发生在交流工作条件下绝缘平时不发生击穿的地点。
3.交流耐压试验方法的选择
既然直流耐压试验不能模拟XLPE电缆的运行场强状态,不能达到我们所期望的检验效果,自然就应该转向用交流耐压试验来考核交联电缆的敷设和附件的安装质量。有以下几种交流试验的方法可供选择:
3.1超低频0.1Hz耐压试验
因被试XLPE电缆的电容量很大,工频试验时所需试验变压器的容量也要很大,导致试验设备笨重而不适用于现场使用。采用0.1Hz作为试验电源,理论上可以将试验变压器的容量降低到1/500,试验变压器的重量可大大降低,可以较容易地移动到现场进行试验。目前,此种方法主要应用于中低压电缆的试验,由于电压等级偏低,还不能用于110kV及以上的高压电缆试验。
3.2振荡电压试验
振荡电压试验是用直流电源给电缆充电,然后通过一个放电球隙给一组串联电阻和电抗放电,得到一个阻尼振荡电压。此种方法比直流耐压试验方法有效,但仍不如工频试验有效(1)。
3.3谐振耐压试验
可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求,但由于重量大,可移动性差,主要用于试验室。变频谐振试验系统不但能满足高压XLPE电缆的耐压要求,而且具有重量轻、可移动性好的优点,适宜现场试验。该装置采用固定电抗器作为谐振电抗器,以调频的方式实现谐振,频率的调节范围为30-300Hz,符合CIGRE WG21.09《高压挤包绝缘电缆竣工试验建议导则》中推荐使用工频及近似工频(30~300Hz)的交流电压