10kV配电工程中负荷开关技术指标的质量控制

张永俊

【摘要】110kV来苏站10kV猫山线转接杜阮站10kV子棉线中和支线是国家配电网重要的组成部分，其中有关10kV符合开关设备的启用主要是为了电网系统更具安全性和可靠性，且易于安装、维保考虑，它可以配合限流熔断器来保护变压设备，在我国电力系统中得到了普遍的应用和推广。本文针对本项目10kV配电工程中负荷开关技术指标的质量控制展开讨论与分析，旨在参考。

【关键词】10kV配电工程；负荷开关；技术指标；质量控制

当前，我国有很多电力设备生产厂家可生产各种型号迥异的SF6负荷开关成品，在生产中，无一不是借鉴国外先进的生产技术手段，凭借这些生产经验我们再行改进，保证负荷开关的主要技术指标能够达到国内外于同型号电力产品的计技术要求标准，SF6开关的主要控制术指标由笔者通过下文一一作介绍。

1.10kV配电工程中负荷开关（SF6）的水分控制

按照我国国家标准（GB/11022-1999）规定内容的要求，高压开关设备的要求、5.2分升/t596-1996电力设备预防性试验规程要求通用技术条件。实行SF6负荷开关的微量水分控制。我们首先抓改造，生产环境是两个：系统安全的过程中，三个是监视和测量仪器。专门为SF6负荷开关车间生产线的建立。做无尘，恒定的温度和湿度，技术和工艺纪律是生产合格产品的支持。我们在实施过程中，在同一时间，修改原宫口。经过多次实验，制定开关元件的烘烤时间，烘烤温度和真空度的要求，和干燥剂的使用要求。同时也使焙烧-装配-真空充SF6气体检测链路连接系统。由国家数字精密露点华尔兹计量校准所最终测试。确保符合国家标准的SF6负荷开关的水分含量。

2.10kV配电工程中负荷开关（SF6）的电气寿命控制

为了验证SF6负荷开关的产品工艺质量，委托电力工业电力设备及仪表质量检验中心（即中国电科院开关试验站）依据GB3804-90交流高压负荷开关GB/T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求，做了型式试验，成功的开断有功负载630A，150次。在SF6负荷开关的开断和关合试验中，（按照要求进行了：方式1：“合—分”额定有功负载开断电流630A，100次，方式2“合—分”闭环开断电流630A，10次；方式3：“合—分”5%额定有功负载开断电流31.5A，20次；方式4：“合—分”额定电缆充电电流开断10A，20次；方式5：关合额定短路关合电流50KA峰值，2次，接地开关关合额定短路关合电流50KA、峰值，2次）机械寿命：主回路5000次，接地2000次，转移电流1700A，通过型式试验，说明SF6负荷开关的装配工艺和检验工艺是正确可行的。在成功的型式试验基础上，对试验产品进行了解剖分析，发现灭弧栅的材质耐电孤高温性能不是很理想，20kA、4S短时耐受电流过后，灭孤栅有些变形。经请教有关专家对灭孤栅的原材料进行了更新，选择了可在高温下正常工作的高性能绝缘性材料聚酰亚胺。在同行厂选用的负荷开关，通过负荷开关柜型式试验中，证明聚酰亚胺材料大大提高了灭孤栅的性能，使SF6负荷开关在开断和关合试验时非常顺利的完成，且在20kA＼4S的短时耐受后未发现任何变形。

3.10kV配电工程中负荷开关（SF6）的泄漏率控制

SF6负荷开关的泄漏率一直是厂商和用户关注的焦点。外国商品的通货膨胀压力开关24小时为0.04MPa密封试验荷载，0.05% /年泄漏率，开关的使用寿命30年。SF6负荷开关气体压力的国内企业0.045mpa生产，每年的密封试验泄漏率24小时是比较高的，在1%～5%/年。是因为寿命原因导致国内有关SF6负荷开关的电气泄漏率和国外同型号产品的电气泄漏率的偏差如此之大呢？

我们的分析表明，主要原因在于材料和密封圈的国内生产性能比国外的生产性能，密封圈的问题，我们多次请教专家密封，改变了形状和密封圈的材料。我们使用专利技术，密封技术，将上、下壳之间的动态匹配与壳体的密封圈的“出口”型密封圈，物料进入软木橡胶。为了确保橡胶圈的寿命，老化试验在100℃的热空气24小时，硬度变化为±2度。伸长率变化16%，拉伸强度15%，丛万事通阻力25 #变压器油试验在24小时100℃弯曲2.8%的体积，重量变化0.1%，硬度的变化3度，脆性温度- 45℃。试验结果证明：该密封圈的性能可以满足我们的要求。同时也把通气阀和观查窗所使用三元乙丙的密封圈改为了而油性和耐高低温、性能好的丁晴橡胶。并且把合模线改到了非密封表面部位，从而使密封效果大大提高。我们采用“口”密封圈后对SF6开关的组装工艺进行修改，改变螺栓紧固顺序：将螺栓的锁紧力由原来的30N/m降至22N/m，并把开关进行100次“合-分”后作密封检验。开关充气压力为0.045MPA放到密封罐内24小时，放入前后两次测得基数值相等（差值为零）。这表明检漏设备精度在10-7时不能测出数值，也就是说泄漏率基本为零，特此将24小前后有变化，则认定此产品为不合格，在电力工业电力设备及仪表质量检验中心（即中国电科院开关试验站），做型式试验中测得泄漏气体浓度的增量△c=0.03uL/L，封闭罩从积Vm=2.46M3；试品体积V1=0.72M3；开关内充气体积V=0.029M3；间隔时间△t=86400S；绝对大气压P=0.1MPA；SF6开关充气压力Pr=0.045MPA；F=（△C×（Vm×V1）×P）/△t；Fy=[（F×31.5×106）/（V×（Pr+P）×100。经过计算，相对年漏气率Fy=0.045%/年，达到国外同型号产品的先进水平。

4.10kV配电工程中负荷开关（SF6）的回路电阻控制

国产SF6负荷开关的技术条件，一般要求主回路电阻不大于65uΩ，而国外相同型号的产品则要求不大于42uΩ。为有效降低SF6负荷开关回路电阻值，且能够达到国外同型号产品水平。通过试验分析表明：导致SF6负荷开关回路电阻值偏大的原因主要是动静触头两者之间夹紧力和夹入的动作一致性。为了得到更为准确的结果，我们通过做试验来确定夹紧力为大致在160N～190N之间，并对影响触头夹緊力的碟型弹簧进行了筛选，选择了高质量的碟型弹簧。还特别命令接触夹紧力测试仪、测量精度±1N的夹紧力，在测试的生产过程为每个负载触点开关，确保接触平面张力一致性；原因之二是R13球面接触和联系以确保在85%以上的范围，以确保主回路在42U开关电阻值以下。以上两项措施确保主回路电阻值的变化之前和之后的机械寿命在规定值之内，质量标准，实现主回路电阻≤42UΩ，大幅度的温升试验。只有指定的值的约50%，因此SF6开关可以可靠运行于50℃高温环境下。

5.结束语

本文探讨10kV配电工程中负荷开关技术指标的质量控制，主要是为我国电力配网工程中应用SF6开关如何保证各项技术指标达到国家要求作指导，提高整个配电工程的安全性和可靠性打下理论基础。本文所阐述内容仅为笔者个人意见，如有遗误，请同行朋友多多指正。

参考文献

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