Day 18 — 机械电气

（五）其他高压电气设备性能试验

1. 了解

1. 高压电气设备的种类及功能：【了解】

- 种类：断路器、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、电压互感器、电流互感器、绝缘油、电力电缆、电容器、避雷器、接地装置、高压开关柜。

- 功能：参与设备输送电、开断设备输送电，对设备起到保护监测的作用。

1. 高压电气设备质量检测总体要求、检测参数及依据标准：【了解】

- 检测参数：直流电阻、绝缘电阻、交流耐压、直流耐压、励磁特性、相位检查、变比及组别测量、合分闸同期性、密封性试验、绝缘油介电强度、介质损耗因数、开关操作机构机械性能等。

- 总体要求：湿度不宜>$80\%$（外绝缘试验）；常温范围 $10\sim 40$ ℃；绝缘电阻测量使用 60 s 值（$R_{60}$）；吸收比 = $R_{60}/R_{15}$；极化指数 = $R_{10min}/R_{1min}$；多绕组设备非被试绕组短路接地；交流耐压无特殊说明持续 1 min。

- 兆欧表选用（表16.1）：<100 V→250 V；<500 V→500 V；<3000 V→1000 V；<10000 V→2500 V；$\ge 10000V$→2500或5000 V。极化指数测量时兆欧表短路电流 $\ge 2mA$。

表16.1

序号	设备电压等级/V	兆欧表电压等级/V	兆欧表最小量测/MΩ
$1$	$<100$	$250$	$50$
$2$	$<500$	$500$	$100$
$3$	$<3000$	$1000$	$2000$
$4$	$<10000$	$2500$	$10000$
$5$	$\geqslant 10000$	2 500 或 5 000	$10000$

- 依据标准：GB/T 22071.2—2017、GB/T 11023—2018、GB 50150—2016、DL/T 596—2021、GB/T 507—2002、GB/T 5654—2007、GB/T 3804—2017等。

2. 掌握

以下各设备主要检测参数的检测方法判据参照 GB 50150—2016。

1. 断路器主要检测参数：【掌握】

- 绝缘电阻：测量整体绝缘电阻；分合闸线圈绝缘电阻 $\ge 10MΩ$；测试电压按设备电压等级选择（参照表16.1）。

- 回路电阻：合闸状态，用不低于100 A电流（部分要求$\ge 200A$）测量A、B、C三相回路电阻值，应符合产品技术条件。

- 交流耐压：待绝缘电阻测试合格后进行，升压从零开始，$75\%$试验电压后以约每秒$2\%$速率升压，持续1 min。无破坏性放电为合格。

- 开关动特性/同期性：合闸弹跳时间：40.5 kV以下 $\le 2ms$，40.5 kV及以上 $\le 3ms$。

- 分合闸线圈绝缘电阻和直流电阻：根据铭牌选择测试电压/电流。

1. GIS设备主要检测参数：【掌握】

- 气体水分（$SF_6$）：充气24 h后检测。有电弧分解隔室 <150 μL/L，无电弧分解隔室 <250 μL/L（$20\ \mathrm{℃}$体积分数）。

- 密封性试验：检漏仪灵敏度 $\ge 1 \times 10^{-6}$（体积比），不报警。局部包扎法：每个气室年漏气率 $\le 1\%$（750 kV $\le 0.5\%$）。充气 24 h 后且在操动试验后。

- 导电回路电阻：测试电流 $\ge 100A$，不超过产品技术条件规定值1.2倍。

- 开关设备试验参照断路器。

1. 互感器主要检测参数：【掌握】

- 绝缘电阻：2500 V兆欧表。一次对二次及外壳、各二次绕组间及对外壳 $\ge 1000MΩ$；末屏（N端）对地 $\ge 1000MΩ$，否则测 $\tan\delta$ 应 $\le 2\%$。

- 介质损耗 $\tan\delta$（$20\ \mathrm{℃}$限值，表16.2）：

表16.2 $\tan\delta$ 限值（$20\ \mathrm{℃}$，%）

种类	额定电压/kV
	$20\sim 35$	$66\sim 110$	$220$	$330\sim 750$
油浸式电流互感器	$2.5$	$0.8$	$0.6$	$0.5$
充硅脂及其他干式电流互感器	$0.5$	$0.5$	$0.5$	—
油浸式电压互感器整体	$3$	$2.5$		—
油浸式电流互感器末屏	—	$2$

- 绕组 $\tan\delta$ 测量电压 $10\ \mathrm{kV}$，末屏 $2\ \mathrm{kV}$；电容型 CT 电容量与出厂值偏差 $>5\%$ 应查明原因。 - **局部放电**：与交流耐压同时进行，电压按出厂 $80\%$。允许视在放电量见表16.3。 **表16.3 测量电压及允许的视在放电量水平**

种类			测量电压/kV	允许的视在放电量水平/pC
				环氧树脂及其他干式	油浸式和气体式
电流互感器			$1.2U_{\mathrm{m}}/\sqrt{3}$	$50$	$20$
			$U_{\mathrm{m}}$	$100$	$50$
电压互感器	$\geqslant 66\ \mathrm{kV}$		$1.2U_{\mathrm{m}}/\sqrt{3}$	$50$	$20$
			$U_{\mathrm{m}}$	$100$	$50$
			$1.2U_{\mathrm{m}}$	$100$	$50$
	$35\ \mathrm{kV}$	全绝缘结构（一次绕组均接高电压）	$1.2U_{\mathrm{m}}/\sqrt{3}$	$50$	$20$
		半绝缘结构（一次绕组一端直接接地）	$1.2U_{\mathrm{m}}$（必要时）	$100$	$50$

- 励磁特性：测量点含额定电压$20\%$、$50\%$、$80\%$、$100\%$、$120\%$；中性点直接接地PT最高$150\%$；非直接接地系统半绝缘PT最高$190\%$、全绝缘$120\%$。当电压高于绕组允许值时应降频。

- CVT检测：电容分压器电容量与额定值偏差 -$5\%$~+$10\%$，$\tan\delta$ $\le 0.2\%$。

- 直流电阻：PT一次绕组与出厂值偏差 $\le 10\%$，二次 $\le 15\%$；CT同型号同规格同批次与平均值偏差 $\le 10\%$。

- 接线组别和极性：与铭牌和标志相符。

- 密封性试验：油浸式无可见油渍；$SF_6$ 气体年泄漏率 <$1\%$。

- 330 kV及以上独立式/GIS/套管CT，线路容量 $\ge 300MW或容量$ >1200 MW变电站带暂态性能CT，需用低频法或直流法测量相关参数。

1. 绝缘油主要检测参数：【掌握】

- 检测项目及判据（表16.4）：

表16.4 绝缘油试验项目及要求

序号	项目	标准	说明
$1$	外状	透明，无杂质或悬浮物	外观目视
$2$	水溶性酸（pH值）	$>5.4$	GB/T 7598—2008
$3$	酸值（以KOH计）/（mg/g）	$\le 0.03$	GB 264—1983
$4$	闪点（闭口）/℃	$\ge 135$	GB/T 261—2021
$5$	水含量/（mg/L）	$330\sim 750\ \mathrm{kV}\le 10$；$220\ \mathrm{kV}\le 15$；$110\ \mathrm{kV}$及以下 $\le 20$	GB/T 7600—2014 或 GB/T 7601—2008
$6$	界面张力（25 ℃）/（mN/m）	$\ge 40$	GB 6541—1986
$7$	介质损耗因数 $\tan\delta$（90 ℃）/%	注入前 $\le 0.5$，注入后 $\le 0.7$	GB/T 5654—2007
$8$	击穿电压/kV	$750\ \mathrm{kV}\ge 70$；$500\ \mathrm{kV}\ge 60$；$330\ \mathrm{kV}\ge 50$；$66\sim 220\ \mathrm{kV}\ge 40$；$35\ \mathrm{kV}$及以下 $\ge 35$	GB/T 507—2002（平板电极）
$9$	体积电阻率（90 ℃）/（$\Omega\cdot\mathrm{m}$）	$\ge 6\times 10^{10}$	GB/T 5654—2007 或 DL/T 421—2009
$10$	油中含气量（体积分数）/%	$330\sim 750\ \mathrm{kV}\le 1.0$	DL/T 423—2009 或 DL/T 703—2015（仅 $330\ \mathrm{kV}$ 及以上）

序号	项目	标准	说明
$11$	油泥与沉淀物（质量分数）/%	$\le 0.02$	GB/T 511—2010
$12$	油中溶解气体组分含量色谱分析	见 GB 50150—2016 有关章节	GB/T 17623—2017 或 DL/T 722—2014

- 取样要点：从油箱下方放油阀取样；恶劣天气避免受潮；取样瓶为磨口无色玻璃瓶，用油样冲洗 $2\sim 3$ 次再取样；整批桶按总数 $5\%$ 取样但不低于 2 桶。