高壓電器試驗

高壓電器試驗機(jī)械性能試驗

高壓電器的基礎(chǔ)試驗。據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)的事故，約有80%是高壓電器機(jī)械性能不好引起的。機(jī)械性能試驗內(nèi)容包括：①機(jī)械操作試驗。用來檢查產(chǎn)品在規(guī)定操作能源下正常工作的性能。②時間特性試驗。測出產(chǎn)品的動作時間，例如合閘時間、分閘時間、重合閘操作的無電流時間、金屬短接時間等。③速度特性試驗。開關(guān)觸頭的分合速度是高壓開關(guān)電器的重要參數(shù)之一，對斷路器尤為重要。斷路器速度有平均速度和瞬時速度，產(chǎn)生主要影響的是剛分和剛合的瞬時速度。剛分瞬時速度指斷路器分閘過程中，動觸頭剛與靜觸頭脫離接觸的瞬間，動觸頭所具有的速度。剛合瞬時速度指斷路器在合閘過程中，動觸頭剛接觸靜觸頭的瞬間，動觸頭所具有的速度。④機(jī)械強(qiáng)度試驗。高壓開關(guān)電器（連同操動機(jī)構(gòu)），在不帶電情況下進(jìn)行連續(xù)操作規(guī)定次數(shù)的試驗，用以考核產(chǎn)品各部位的機(jī)械強(qiáng)度和磨損能力。此試驗又稱機(jī)械壽命試驗。這里的“壽命”指制造廠應(yīng)保證的各種機(jī)械特性仍能保持穩(wěn)定的最少操作次數(shù)。產(chǎn)品壽命的真正終結(jié)，要視各具體產(chǎn)品的運行狀態(tài)而定。所以這種試驗實際是機(jī)械穩(wěn)定性試驗。⑤密封試驗。對充有氣體或液體介質(zhì)的產(chǎn)品進(jìn)行的試驗，以測其密封性能。⑥防雨試驗。對戶外產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行的試驗，考核其防雨性能。⑦破冰試驗。對帶外刀閘的戶外產(chǎn)品進(jìn)行的試驗，考核其破冰能力。⑧耐寒試驗。⑨耐地震試驗。

高壓電器試驗載流能力試驗

用于考核導(dǎo)電回路通以正常工作電流和短時的短路電流后的溫升和動/熱穩(wěn)定性。主要有：①溫升試驗。當(dāng)高壓電器產(chǎn)品通過正常工作電流時，由于電阻損耗、渦流損耗和磁滯損耗，使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，其中一部分散失到周圍介質(zhì)中去，一部分加熱載流導(dǎo)體使其溫度升高。溫度升高的多少由發(fā)熱和散熱兩方面因素決定,同時與載流體通過的電流大小、載流回路截面和材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件接觸面的接合質(zhì)量和產(chǎn)品裝配質(zhì)量等因素有關(guān)。②回路電阻測量。高壓電器載流回路的電阻大小能夠反映產(chǎn)品的接觸狀態(tài)和裝配質(zhì)量，所以常用測回路電阻的辦法來判斷產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)。③動/熱穩(wěn)定試驗。又稱短時耐受電流試驗。用于考核高壓電器在閉合狀態(tài)下，耐受短路電流熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)的能力。

高壓電器試驗開斷和關(guān)合能力試驗

高壓開關(guān)電器的一項主要性能試驗。驗證高壓開關(guān)電器在最高工作電壓下，開斷短路（正常）電流的能力和關(guān)合短路（正常）電流的能力。根據(jù)高壓開關(guān)電器在電力系統(tǒng)的使用情況，其開斷和關(guān)合能力試驗包括：①端部短路開斷和關(guān)合能力試驗。指發(fā)生在高壓開關(guān)電器出口端短路時的開斷、關(guān)合能力試驗。②失步開斷和關(guān)合能力試驗。又稱反相開斷和關(guān)合能力試驗。連接兩個系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)斷路器，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，兩電力系統(tǒng)會出現(xiàn)嚴(yán)重失去同步的現(xiàn)象。此時,斷路器將分?jǐn)鄡蓚€系統(tǒng)使其解列,這種性能的開斷稱為失步開斷。③近區(qū)故障的開斷試驗。指離斷路器出口幾公里處的短路開斷試驗。由于帶有一段線路，其短路電流比端部短路電流小一些，但恢復(fù)電壓比端部短路時嚴(yán)格。④電容電流的開斷和關(guān)合能力試驗。電容電流指空載長線充電電流、電容器組電流及電纜線路充電電流。⑤小電感電流開斷和關(guān)合能力試驗。小電感電流指空載變壓器的勵磁電流、電動機(jī)電流和電抗器電流。其開斷特點是斷路器在開斷過程中，易發(fā)生截流而產(chǎn)生過電壓。⑥發(fā)展性故障的開斷試驗。發(fā)展性故障是指斷路器在開斷小電感電流或容性電流時，由于產(chǎn)生的過電壓危及電力設(shè)備的絕緣而造成電源短路的故障。此故障的特點是，斷路器中本來流過的是小電感電流或電容電流，由于突然電源短路而變?yōu)楹艽蟮亩搪冯娏?，給斷路器的開斷帶來很大困難，并由于滅弧室的機(jī)械強(qiáng)度不夠而發(fā)生爆炸事故。⑦并聯(lián)開斷試驗。指電力系統(tǒng)的一種特殊接線情況，即一條輸出線路由兩個供電電源供電，每一供電線路均各用一臺斷路器保護(hù)。輸出線路發(fā)生短路時，兩臺斷路器均需開斷。由于兩臺斷路器的動作時間總有先后，先分?jǐn)嗟臄嗦菲飨乳_斷，而后分?jǐn)嗟臄嗦菲髁鬟^的短路電流將由原來分擔(dān)的一部分突然增加到全部。情況與發(fā)展性故障相似，同樣會給斷路器帶來很大的困難。⑧異相接地故障的開斷試驗。指斷路器兩側(cè)出現(xiàn)不同相接地的短路開斷試驗。斷路器兩側(cè)短路的這一段開斷電壓由正常開斷時的相電壓提高為線電壓。

高壓電器試驗絕緣性能試驗

絕緣性能試驗檢驗高壓電器產(chǎn)品耐受電力系統(tǒng)正常工作電壓和各種過電壓的能力，以確保高壓電器可靠運行。絕緣性能試驗包括：①工頻耐壓試驗。主要檢驗高壓電器產(chǎn)品耐受電力系統(tǒng)長期工作電壓及內(nèi)部操作過電壓的能力。有短時（1 分鐘）工頻耐壓試驗和長時間工頻耐壓試驗。②沖擊耐壓試驗。沖擊電壓是一極短時間的脈沖高壓。用沖擊電壓來模擬大氣過電壓對高壓電器產(chǎn)品進(jìn)行試驗，以檢驗其在大氣過電壓作用下的絕緣性能。有操作沖擊電壓試驗和雷電沖擊電壓試驗。

高壓電器試驗特殊環(huán)境適應(yīng)性試驗

特殊環(huán)境適應(yīng)性試驗包括濕熱帶條件試驗、高原氣候條件試驗和污穢試驗等。

試驗方法　高壓電器的試驗項目是根據(jù)電力系統(tǒng)對其要求而定出的。高壓電器的試驗盡可能按電力系統(tǒng)的實際情況進(jìn)行。其主要試驗項目的試驗方法有5種。

機(jī)械速度特性試驗方法 　主要有3種:①電磁振蕩器法：采用交流電磁式機(jī)械振蕩器。當(dāng)振蕩器的線圈通入交流 50赫電流時，其振蕩筆尖開始作每秒100次的振動。操作試驗時，振蕩器筆尖連結(jié)在斷路器動觸頭直線運動部分的薄片上，并描繪出振蕩波。波形上任何兩個相鄰波峰間的時間間隔為0.01秒，薄片上縱向的長度即為斷路器動觸頭運動的行程。由此可求出動觸頭運動的速度特性。②行程記錄器法：行程記錄器由厚度相同的一組金屬片和一組絕緣片相間疊制而成。其滑動觸頭與斷路器動觸頭相連，并用電池與光線示波器的振子接通。當(dāng)斷路器動觸頭運動時，同時起動示波器即可以拍攝出動觸頭運動的波形，并由此計算出斷路器的時間特性和速度特性。③霍耳效應(yīng)傳感器法：其原理同行程記錄器法，只是將行程記錄器換成霍耳效應(yīng)傳感器。測量較準(zhǔn)確并且方便。

溫升試驗法 　用一調(diào)壓變壓器和大電流變壓器組成試驗回路，對被測試電器供給所需的工作電流。被測試電器的安裝接線方式與在電力系統(tǒng)中工作的情況相同。用熱電偶測量其溫度。

動熱穩(wěn)定試驗法 　開關(guān)、變壓器等電器在短路工況下，應(yīng)能承受短路電流產(chǎn)生的電動力和熱效應(yīng)的影響而不致?lián)p壞。這兩項要求分別稱為動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。動熱穩(wěn)定試驗方法是：用沖擊發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)與降壓大電流變壓器組成供電回路，對被測試的高壓電器供電。高壓電器的導(dǎo)電回路呈閉合狀態(tài)接于變壓器的二次側(cè)，并成短路形式。高壓電器與變壓器的連接方式和所選用的連接母線與電力系統(tǒng)中實際運行情況相同或處于不利條件下。熱穩(wěn)定電流一般等于斷路器的額定開斷電流，用有效值表示。動穩(wěn)定電流包括非周期分量，用峰值表示，數(shù)值一般為熱穩(wěn)定電流的2.5倍。

開斷關(guān)合能力試驗法 　按電源裝置有以下 3種方法。 ①網(wǎng)絡(luò)試驗法:以電力系統(tǒng)作為試驗供電電源。缺點是度驗容易受到電網(wǎng)容量的限制；恢復(fù)電壓受電網(wǎng)的電感和對地電容限制,因而不易調(diào)整;試驗時間和試驗次數(shù)受到限制。其主要試驗設(shè)備是試驗變壓器、合閘開關(guān)、保護(hù)開關(guān)、調(diào)節(jié)短路電流和功率因數(shù)用的電感和電阻、調(diào)頻電容和調(diào)頻電阻等。②沖擊發(fā)電機(jī)試驗法：利用一種特制的巨型同步發(fā)電機(jī)作為試驗電源對高壓電器進(jìn)行試驗。其優(yōu)點是試驗方便，試驗等價性好。缺點是投資大，建設(shè)周期長，維護(hù)復(fù)雜。主要試驗設(shè)備是一套沖擊發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括拖動電動機(jī)、勵磁機(jī)和同步電機(jī)。其他設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)試驗方法相同。③振蕩回路試驗法：用充滿電荷的電容器對電感線圈放電，用由此得到的工頻交流電源對高壓電器進(jìn)行試驗。其優(yōu)點是經(jīng)濟(jì)、方便，適宜作大量研究性試驗。缺點是試驗等價性稍差，只能作分?jǐn)嘣囼?，并且只適用于燃弧時間短的斷路器。其主要試驗設(shè)備有帶整流充電裝置的電容器組、電感線圈。點火球隙和合閘開關(guān)等。

按試驗方法又有以下3種。①完全試驗法:按斷路器規(guī)定的額定電壓和額定開斷電流對其進(jìn)行整臺的直接試驗。這種試驗最接近實際開斷情況。但這種試驗方法必須供給斷路器全部容量，對大容量斷路器來說這幾乎是不可能的。對于中等容量的斷路順，也要有巨大的設(shè)備。因而這種試驗方法只用在小容量的斷路器上。②部分試驗法：取斷路器一相的部分?jǐn)嗫谶M(jìn)行直接試驗，然后推算出整臺斷路器的額定開斷容量。此方法適用于有多斷口串聯(lián)的斷路器，并且各斷口的工作條件完全相同。③合成試驗法：隨著電力系統(tǒng)容量的增大，高壓電器的開斷容量也越來越大。單獨使用網(wǎng)絡(luò)、沖擊發(fā)電機(jī)、振蕩回路系統(tǒng)進(jìn)行完全試驗、部分試驗都已滿足不了高壓電器開關(guān)試驗的需要。因此出現(xiàn)了合成試驗法。由于斷路器在短路電流的弧道熄滅以前，電弧電壓很低，所以先用一套低壓電源供電；當(dāng)電弧電流過零后，再用一套高壓電源提供加在斷路器斷口兩端的恢復(fù)電壓，以此考核電弧是否會重燃。這種試驗回路稱合成回路。合成試驗法設(shè)備投資少，試驗等價性也得到世界各國的公認(rèn)，大容量的開斷試驗多采用此試驗法。

絕緣性能試驗法 　被測試電器是完整的一臺或一級，與鄰近物體的距離要與使用情況相同。試驗時加電壓部位是：①每極在分閘和合閘位置的導(dǎo)電部分對地間；②相間導(dǎo)電部分之間(分閘位置、合閘位置分別進(jìn)行)；③分閘狀態(tài)下同極的斷口間。

對高壓電器在正常工作和故障情況下所應(yīng)具備的各種性能的驗證,一般需要進(jìn)行各種試驗項目。高壓電器的試驗項目有機(jī)械性能試驗、載流能力試驗、開斷（分?jǐn)?和關(guān)合（接通）能力試驗、絕緣性能試驗、特殊環(huán)境適應(yīng)性試驗等。