1、2012 年 4 月Vol.35 No.2广 西 电 力GUANGXI ELECTRIC POWER35 kV 户外真空断路器绝缘击穿故障分析及处理Analysis and Treatment of Insulation Breakdown Fault of 35 kVOutdoor Vacuum Breaker刘景军LIU Jing-jun（华电贵港发电有限公司，广西 贵港 537100）（ Huadian Guigang Power Generation Co.， Ltd.， Guigang 537100， China）摘要：为查找 35 kV户外真空断路器绝缘击穿故障原因，对 ZW7-4
2、0.5 型真空断路器进行了交流耐压 、瓷套绝缘电阻试验 。分析了该型号的断路器外绝缘采用真空绝缘脂，此绝缘脂属于液体绝缘介质，设备在运行及安装过程中，会增加液体介质水分含量，易导致绝缘击穿引起设备故障 。通过分析交流耐压试验数据，找到了绝缘击穿故障部位 。介绍了绝缘击穿事故处理的查找方法，提出了避免断路器击穿的防范措施 。关键词：真空断路器；绝缘电阻；交流耐压试验；真空绝缘脂Abstract： In order tofind out the reason ofinsulation breakdown fault of35 kVoutdoor vacuumbreaker， the AC with
3、stand voltage testand the insulation resistance of porcelain bushing test were done for the ZW7-40.5 type vacuum breaker. It is analyzed that the outsideinsulation of such type breaker is vacuum insulation grease which belongs to liquid insulation medium， and the process of operation andinstallation
4、 will increase the water content of the liquid medium which will easily lead to the breakdown of insulation and the fault of thebreaker. The position of insulation breakdown was found based on the data of AC withstand voltage test. The find method in the insulationbreakdown fault treatment process i
5、s introduced and measures toprevent the insulation breakdown ofthe breaker are proposed.Key words: vacuumbreaker， insulation resistance， ACwithstand voltage test， vacuuminsulation grease中图分类号： TM561.2； TM85 文献标志码： B 文章编号： 1671-8380（ 2012） 02-0043-02收稿日期： 2011- 11- 12；修回日期： 2012- 01- 251 设备情况ZW7- 40.
6、5 型户外高压真空断路器是以真空作为灭弧介质的户外安装 、三相 、交流 50 Hz的高压电器设备，主要用于 40.5 kV 级高压输配电系统分合额定电流和故障电流1，尤其适用于频繁操作的场所 。本产品总体结构为瓷套支柱式，见图 1。上瓷套为灭弧室瓷套，内装真空灭弧室，下瓷套为支柱瓷套 。灭弧室瓷套及支柱瓷套内均充有绝缘性能优良的真空绝缘脂 。三相瓷套共装于一个构架上，三相电流互感器安装于此构架内，并分别在三相支柱瓷套内与断路器主回路相连 。该构架四周及底部均装有封板，以适用户外环境 。灭弧室动端通过拐臂 、绝缘拉杆与操动机构的输出轴相连 。断路器分合闸操作及控制保护接线均由机构箱内的元件及端子
7、引出，通过操动结构及传动结构实现三相联动操作 。图 1 真空断路器结构图1- 上接线板； 2- 上瓷套； 3- 拐臂； 4- 绝缘拉杆； 5- 操作机构； 6- 下瓷套； 7- 吊环； 8- 观察孔； 9- 支架； 10- 真空绝缘脂432012 年 4 月Vol.35 No.2广 西 电 力GUANGXI ELECTRIC POWER2 故障原因分析2010 年 3 月 18 日，试验人员在对某变电站设备进行例行状态检修中，发现 3515 真空断路器（型号： ZW7- 40.5/T1250- 25）在做交流耐压试验时发生A相绝缘击穿现象 。试验人员就 3515 断路器发生的A相绝缘击穿现象，
8、进行相关分析试验，具体数据如表 1 所示：试验项目ABC耐压前主回路绝缘电阻 /M100 000100 000100 000主回路交流耐压 /（ kVmin-1）367676耐压后主回路绝缘电阻 /M180 0100 000100 000上瓷套绝缘电阻 /M10 000100 00010 0000下瓷套绝缘电阻 /M1 800绝缘拉杆绝缘电阻/M10 000支柱瓷瓶绝缘电阻 /M10 000表 1 真空断路器交流耐压试验数据表根据国家电网公司例行试验规程， 35 kV 及以上真空断路器绝缘电阻不低于 3 000 M，交流耐压试验电压为出厂值的 80 %2，即 76 kV/min。在试验人员对
9、3515 真空断路器做耐压试验前，主回路绝缘电阻未发现三相不符合规程规定 。随后试验人员分别对三相做主回路交流耐压试验，发现 A 相主回路在电压升至 35 kV时电流瞬间增大，并发生击穿现象 。在发生这一现象后，试验人员根据该型断路器结构进行了如下试验：1）将该真空断路器分闸，对断路器上瓷套做绝缘电阻试验，数据符合规程规定，确定缺陷部位在下瓷套；2）对下瓷套做绝缘电阻试验，数据不满足规程规定，确定缺陷部位在下瓷套；3）下瓷套包括下瓷套本体 、绝缘拉杆和支柱瓷瓶，为此试验人员将绝缘拉杆和支柱瓷瓶之间拐臂断开，分别对绝缘拉杆及支柱瓷瓶进行绝缘电阻测试，支柱瓷瓶绝缘电阻和绝缘拉杆绝缘电阻均符合规程规
10、定，确定缺陷部位在下瓷套本体；4） 下瓷套本体包括真空绝缘脂和电流互感器 。绝缘电阻下降原因可能是由于真空绝缘脂受潮和电流互感器破裂引起的绝缘电阻下降 。3 故障处理2010 年 10 月底，厂家对 A相断路器进行解体检查，试验步骤及结果如下：1）将该真空断路器上瓷套及支架拆除，直接对支柱瓷瓶内部进行绝缘电阻测试，实验结果印证了上述分析是准确的；2）将真空断路器的真空绝缘脂和电流互感器分离，分别对其进行绝缘电阻测试，真空绝缘脂的绝缘电阻在 50 M左右，而电流互感器绝缘电阻符合规程规定，确定绝缘击穿由真空绝缘脂引起；3）更换真空绝缘脂后，对真空断路器 A 相进行绝缘电阻和交流耐压试验，数据均符
11、合规程规定 。4 防范措施ZW7- 40.5 型真空断路器的外绝缘采用的是真空绝缘脂，此绝缘脂属于液体绝缘介质，设备在运行及安装过程中，都会增加液体介质水分含量 。水分在电气设备绝缘脂中呈悬浮状态，这样在电场力的作用下，水会逐渐沿电力线排列成 “小桥 ”3，此 “小桥 ”贯穿于两极之间易使击穿电压明显下降 。这也就解释了遥测绝缘电阻时， 5 kV 电压下绝缘电阻相当低，在运行电压下这种隐患未暴露出来 。通过以上分析，为避免真空断路器真空绝缘脂受潮导致绝缘击穿的故障，提出以下防范措施：1）严格按照装配工艺进行安装，避免杂质混入，避免介质与大气接触；2）加强巡视力度，通过紫外线测试仪进行局部放电测试；3）严格按照电气试验规程做试验，对其进行密封度检测 、真空度检测 、绝缘检测等 。参考文献1 湖南开关有限责任公司 .ZW7-40.5 户外交流高压真空断路器安装使用说明书 R.湖南：湖南开关有限责任公司，2004.2 GB501502006，电气装置安装工程电气设备交接试验标准 S.3 严璋，朱德恒 .高电压绝缘技术 M.北京：中国电力出版社， 2002.作者简介 ： 刘景军（ 1982），男，助理工程师，从事火力发电厂运行管理工作 。44
