浅议高压开关电器设备故障和诊断探究

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1、浅议高压开关电器设备故障和诊断探究　　摘要：电力系统中最重要的控制电器之一是高压开关电器，其运行状态的好坏直接影响电力系统的安全与稳定。基于开关电器重要性，本文介绍了高压开关电器的常见故障并对部分故障的原因进行了分析，为电力系统的稳定运行和安全检修人员提供参考。关键词：高压开关电器设备故障诊断研究中图分类号：TM5文献标识码：9A随着生活质量的提高，亿万用户对电能质量的要求也越来越高，维护电力系统的安全可靠运行也越来越重要。高压开关电器是电力系统中最重要的，最常用的开关设备，在电网中起到控制和保护作用，即正常运行时通过开合开关电器来投入或切除相应的线路或电气设备从而变换电网的运行状态（倒闸

2、操作）；当线路或电气设备发生故障时，将故障部分从电网中快速切除，维护电网无故障部分正常运行。若开关电器不能在系统发生故障时正确动作、及时消除故障，就可能使事故扩大甚至发生电力系统崩溃。一、绝缘故障因绝缘问题而引发高压开关电器故障发生的次数是最多的，主要有内、外绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压击穿，瓷套管、电容套管污闪、闪络、击穿、爆炸，绝缘拉杆闪络，电流互感器闪络、击穿、爆炸等。其中以内绝缘故障、外绝缘和瓷套闪络故障发生次数较多。（1）内绝缘故障。在开关电器安装或运行过程中，开关电器内出现的异物或剥落物可导致开关电器本体内发生放电。此外，因触头及屏蔽罩安装位置不正而引起的金属

3、颗粒磨损脱落也可导致开关电器内部发生放电。（2）外绝缘和瓷套闪络故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外绝缘泄露比距不符合标准要求以及瓷套的质量有缺陷。由于开关电器与开关柜不匹配、柜内隔板吸潮、绝缘距离不够、爬电比距不足、无加强绝缘措施等原因导致高压开关柜发生绝缘故障的次数也较多，主要有电流互感器闪络、柜内放电和相间闪络等。此外开关柜内元件有质量缺陷也将导致相间短路故障。绝缘故障诊断：1、9最基本而常用的非破坏性试验方法：就是用高压兆欧表测量被试验的绝缘电阻。通常，电气设备的绝缘都是多层的，这些多层绝缘体，在外施直流电压下，就有吸收现象，即电流逐渐减小，而趋于某一恒定值(泄漏电流)。图1中的曲线

4、1即为这一电流随时间变化的曲线，因为通过介质的电流与介质电阻的测量值成反比，故可用曲线2表示介质加压后其电阻的测量值与时间的关系，如被试品绝缘状况愈好，吸收过程进行得愈慢，吸收现象便愈明显，如被试品严重受潮或其中有集中性导电通道，由于绝缘电阻显著降低，泄漏电流增大，吸收过程快，如曲线3所示。这样流过绝缘的电流便迅速变为一较大的泄漏电流。因此可根据被试品的电流变化情况来判断被试品的绝缘状况。、当被试品绝缘中存在贯穿的集中性缺陷时，反映泄漏电流的绝缘电阻明显下降，用高压兆欧表检查时便发现。例如：变电站中的针式绝缘子最常见的缺陷是瓷质开裂，开裂后绝缘电阻明显下降，一般就可用高压兆欧表检测出来；而

5、发电机的绝缘往往变动甚大，它和被试品的体积、尺寸、空气状况等有关，往往难以给出一定的绝缘电阻值的判断标准。通常把处于同一运行条件下不同相的绝缘电阻进行比较，或是把这一测量的绝缘电阻和过去对它曾测得的绝缘电阻值进行比较来发现问题；对于容量较大的设备如电机、变压器、电容器等可利用吸收现象来测量它们的绝缘电阻(即绝缘电阻测量值)随时间的变化以判断绝缘状况。吸收试验反映B级绝缘和B级浸胶绝缘的局部缺陷和受潮程度比较灵敏。发电机定子绝缘的吸收现象是十分明显的，通常用吸收比来表示：K＝R60″/R15″9(即60s时兆欧表读数与15s时的读数之比)。由于K值是两个绝缘电阻之比故与设备尺寸无关，可有利于

6、反映绝缘状态，完好干燥的绝缘，吸收现象明显，吸收比K常较大(大于1.3)；绝缘受潮时，吸收现象不明显，吸收比较小(接近于1)。需要注意的是，有时当某些集中性缺陷虽已发展得很严重，以致在耐压实验中被击穿，但耐压试验前测出的绝缘电阻值和吸收比均很高，这是因为这些缺陷虽然严重，但还没有贯穿的缘故。因此只凭绝缘电阻的测量来判断绝缘状况是不可能的，还需要选择其它方法进行试验。2、交流耐压试验交流耐压试验能有效地发现较危险的集中性缺陷，可准确地考验绝缘的裕度，但有一重要缺点：即对固体有机绝缘，在较高的交流电压作用时，会使绝缘中的一些弱点更加发展，因此，应当选择合适的试验电压值。一般考虑到运行中绝缘的变

7、化耐压试验电压值应取得比出厂电压低些。而且不同情况的设备应不同对待。例如在大修前发电机定子绕组的试验电压常取1.3～1.5倍额定电压；对于运行20年以上的发电机，由于绝缘较老，可取1.3倍额定电压来做耐压试验。但对与架空线路有直接连接的运行20年以上的发电机考虑到运行中大气过电压侵袭的可能较大，为了安全仍要求用1.5倍额定电压来做耐压试验。做耐压试验时，常是升压至试验电压后，加压1min以便观察被试品的情况，同时也是为使