Metoden for testing sløyferesistansen til 110kV og 220kV SF6 brytere ved hjelp av sløyferesistanseteststaver

Brytere er blant de mest viktige elektriske enhetene i strømsystemet. De er elektriske enheter som kan avbryte, lukke og føre normal strøm i en driftsline, og kan føre, lukke og avbryte spesifiserte uvanlige strømer (som kortslutningsstrøm) innen et spesifisert tidsrom. God kontakt i ledningskretsen til en bryter er en viktig forutsetning for å sikre dens sikker drift. Dersom kontakten er dårlig, kan det føre til at bryteren overheter eller enda verre brenner ut, noe som kan føre til strømnedsatt i kraftnettverket. Hvorvidt kontakten i ledningskretsen til en bryter er god, kan avgjøres gjennom en kretsresistansetest. Derfor er det nødvendig å måle kretsresistansen i forebyggende tester. Her tas en kretsresistansetest av en 220kV svovelheksafluorid (SF₆) bryter som eksempel for introduksjon.

2. Analyse av nåværende situasjon

I det nåværende driftende strømsystemet bruker de fleste 110kV- og 220kV-systemer SF₆-brytere. Ifølge isolasjonsdesignkravene for bryteren selv og designkravene for strømsystemet, er høyden på en 110kV-bryter generelt 2,5 meter, mens en 220kV-bryter typisk har en høyde på 4 meter. I tillegg er det en rammehøyde på omtrent 2 meter. Den totale høyden på bryteren ligger mellom 4 og 6 meter.

For å utføre en kretsresistansetest på en bryter, er stiger og luftarbeidsplatformer nødvendige. Dessuten er det ikke tillatt å klatre på de nåværende inverterte SF₆-bryterne. Derfor, hvis kretsresistansetesten utføres ved hjelp av den konvensjonelle testmetoden, kan bare en luftarbeidsplatform brukes.

3. Oppsummering av testmetoder
(1) Testprinsipp

For kretsresistansetesten av en bryter blir spenningsfallmetoden benyttet. Prinsippet bak spenningsfallmetoden er at når en likestrøm føres gjennom den testede kretsen, oppstår det et spenningsfall over kontaktresistansen i kretsen. Ved å måle strømmen som går gjennom kretsen og spenningsfallet over den testede kretsen, kan kontaktlikestrømresistansen beregnes ifølge Ohms lov: R = U/I. Skissen over kretsresistansetesten for en bryter er som følger (Figur 1):

Spenningsforskjellen er forskjellen mellom to potensialpunkter. Hvis vi antar at jorden er nullpotensialpunktet, kan vi enkelt forstå at det påførte spenningen er en elektromotorisk kraft. I dette tilfellet trenger vi bare å påføre en elektromotorisk kraft mellom de to testpunktene ved hjelp av testinstrumentet.

(2) Testmetode

Den fysiske koblingsdiagrammet for kretsresistansetesten av svovelheksafluorid (SF₆) bryteren på stedet er som følger (Figur 2):

Som bekjent, når høyspenningstester utføres på brytere, må begge sider av bryteren være pålitelig jordet. Dette er en teknisk tiltak for å sikre sikkerheten og er klart fastsatt i Sikkerhetsreglene. Basert på den grunnleggende egenskapen at strøm kun kan strømme gjennom en spesifikk vei, bruker vi kreativt sikkerhetstiltaket under drift - jordledningen - som strømloopen. Jordledningen har et tverrsnitt på 25 mm², noe som er tilstrekkelig for å motstå en stor strøm på 200 A, og dermed møte testkravene.

Under testingen kobler vi fra jordingspunktet på jordledningen på en side av bryteren, samtidig som arbeidspunktet på den andre siden holdes trygt jordet. Vi kobler de to strømpolene på testinstrumentet til jordledningene på begge sider av bryteren. På denne måten kan strøm anvendes gjennom jordledningene på begge sider, og danner strømloopen for testingen. Siden jordingspunktet på en side av bryteren er koblet fra under testingen, ekskluderes motstandet i jordnettet fra testloopen, noe som sikrer at testloopen kun inkluderer bryteren og garanterer nøyaktigheten av testingen.

Deretter er løsningen for testspenningsloopen. Vi kobler ledningene til testspenningsloopen til metalltoppen av isolatorstokken (metalltoppen er spesielt behandlet med en spiss ende for å sikre god kontakt med terminalblokkene på bryteren). Ettersom kretsresistansen til bryteren selv er ekstremt liten, kan selv en liten overgangsmotstand føre til betydelige feil. Under testingen presses metalltoppen av isolatorstokken mot terminalblokkene på bryteren (to isolatorstokker kreves, som presser seg mot øvre og nedre terminalblokker på bryteren). Siden ledningene til testspenningsloopen er tynne og lette, påvirker de knapt operatørens handlinger med å heve isolatorstokkene for testing.

Grunnen til at strømloopen dannes ved hjelp av jordledningene på begge sider av bryteren er tofold. For det første er strømledningene tykke og tunge. For det andre, på grunn av den store teststrømmen, må god kontakt være sikret; ellers vil kontaktene bli erodert. Hvis isolatorstokker ble brukt for å danne strømloopen, ville den økte vekten av isolatorstokkene gjort dem vanskelige for operatørene å håndtere, og god kontakt kunne ikke garanteres.

Testingen utføres som følger: Først klipper vi -I og +I-ledningene til jordledningene på begge sider av bryteren. Dette kan fullføres av personale som står på bakken, og dermed etableres strømloopen. Deretter står testerne på rammeverket eller mekanismeboksen til bryteren, og presser metalltoppene av isolatorstokkene koblet til spenningsloopen mot øvre og nedre terminalblokker på bryteren. Det er viktig å sikre at -U svarer til -I og +U svarer til +I. På denne måten er testloopen fullført.

4 Analyse av testresultater

For testerne skal alt bevises med data. Ved hjelp av spesielt forberedte isolatorstokker for testing av kretsresistansen til brytere, utførte vi kretsresistanstester på 220kV- og 110kV-brytere på 220kV Haigeng-stasjonen og 220kV Songming-stasjonen under vår jurisdiksjon.

220kV Haigeng-stasjon 110kV-bryter

220kV Songming-stasjon 220kV-bryter

220kV Songming-stasjon 220kV-bryter

Testresultatene som ble oppnådd med den tradisjonelle metoden og kretsresistansteststokken, er nesten like, med en feilmargin på 1 til 2 μΩ. Denne feilen er akseptabel, noe som indikerer at denne metoden er gjennomførbart og nøyaktig.

Sammenligning mellom kretsresistanstesten av brytere ved hjelp av kretsresistansteststokken og den tradisjonelle metoden
(1) Tradisjonell testmetode

• Den tradisjonelle metoden krever at arbeiderne klatrer bryteren eller bruker en luftarbeidsplatform. Uten å klatre eller bruke en luftarbeidsplatform, kan testledningene ikke kobles til øvre og nedre terminalblokker på bryteren.

• Arbeid i høyden innebærer visse risikoer. For det første kan bryteren brytes (slike hendelser har skjedd i Kina). For det andre er det en risiko for at personell kan falle. For tiden er det strengt forbudt å klatre brytere, noe som kan forhindre at brytertesten blir fullført.

• Når en luftarbeidsplatform brukes, er det begrenset av området. I noen understasjoner er rommet veldig trangt, og i noen elektriske sektioner er det ikke nok plass for en luftarbeidsplatform å komme inn, noe som hindrer at testingen blir fullført og truer den sikre drift av bryteren. I tillegg krever drift av luftarbeidsplatformen spesiell forsiktighet, da omkringliggende utstyr ofte er under spenning. Det må alltid opprettholdes tilstrekkelig sikkerhetsavstand. I tillegg må det også opprettholdes tilstrekkelig avstand fra utstyr som er uten strøm, for å unngå skade. Drift av luftarbeidsplatform krever dedikert overvåking, noe som øker antallet av nødvendig personell.

(2) Test ved hjelp av kretsresistansteststokken

• Arbeiderne trenger bare å stå på rammeverket eller mekanismeboksen til bryteren, og bruke isolatorstokken med testledninger for å fullføre testen. Det er ikke nødvendig for personell å klatre bryteren, noe som reduserer driftsrisikoer betydelig og øker sikkerheten.

• Det er ikke nødvendig å bruke en luftarbeidsplatform, noe som også reduserer risikoer forbundet med arbeid i høyden, som risiko for elektrisk stød og risiko for uheldig berøring av utstyr. Samtidig sparer det på arbeidskraft og materielle ressurser.

• Hvis en luftarbeidsplatform brukes, kreves profesjonelle for å kjøre og sette den opp på arbeidsplassen. Etter oppsett og drift tar det definitivt lengre tid enn å bruke kretsresistansteststokken for testing. Bruk av kretsresistansteststokken forkorter arbeidstiden, forbedrer arbeidseffektiviteten og sparer arbeidskraft.

5 Konklusjon

Gjennom sammenligningen mellom den konvensjonelle metoden og metoden med bruk av kretsresistansteststokken for kretsresistanstesten av brytere, er fortrinnene med bruk av kretsresistansteststokken fullt demonstrert. For det første reduseres driftsrisikoer, og sikkerheten økes. For det andre, forbedres arbeidseffektiviteten, og arbeidskraft og materielle ressurser spares, noe som reduserer kostnadene for den sikre drift av kraftnettet.