中试控股技术研究院鲁工为您讲解：开关中性点接地检测仪（专家精讲）

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪

测试YN、Y、△型变压器,阻值不用换算直接显示
可带绕组、不带绕组测量

参考标准：DL/T849.6-2004

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪用于测量和分析电力系统中电力变压器及特种变压器有载分接开关电气性能指标的综合测量仪器。它采用计算机控制，通过特殊设计的测量电路，可实现对有载分接开关的过渡时间、过渡波形、过渡电阻、三相同期性、等参数的测量。

用户可根据需要和现场条件，直接由分接开关引线进行测量，也可由变压器三相套管及中性点直接接线测量。

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪产品概述
有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，因此有载分接开关的检测，越来越引起重视。在《电力设备交接和预防性试验规程》中，要求检查有载分接开关的动作顺序，测量切换时间等。该仪器主要用于测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等。
该仪器智能化程度高，全部中文菜单提示，操作简单。仪器体积小，重量轻，抗干扰能力强，大大减轻了现场工作人员的劳动强度，是发供电单位，变压器制造行业保障安全生产，提高产品质量的理想仪器。
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪功能特点
? 仪器输出电流大，重量轻；
? 测试YN、Y、△型变压器,阻值不用换算直接显示；
? 可带绕组、不带绕组测量；
? 波形显示根据采样值自动调整电阻、时间值幅值
? 具有完善的保护电路，可靠性强；
? 7寸的大液晶显示，便于现场操作；
? 内置大容量锂电池，可不接外部电源；
? 内部可以自动保存500组数据。
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪技术参数
输出电流   1.0A、0.5A、0.2A
测量范围   过渡电阻：0.3Ω～20Ω(1.0A)   5Ω～40Ω(0.5A)     
20Ω～100Ω(0.2A)
   过渡时间：0～320ms
    开路电压   24V
测量精度   过渡电阻：±(5%读数±0.1Ω)
   过渡时间：±(0.1%读数±0.2ms)
采样速率   20kHz
存储方式   本机存储
外形尺寸   主机360*290*170（mm）线箱360*290*170（mm）
仪器重量   主机6.4KG  线箱4.55KG
四、使用条件
环境温度   -10℃～50℃
环境湿度   ≤85%RH
工作电源   AC220V±10%
电源频率   50±1Hz
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪面板介绍
图5.1  面板图
1.风  扇：排风口。
2.A、B、C、N 分别对应变压器的A、B、C、N。
3.AC220V：整机电源输入口，带有交流插座，保险仓和开关。
4.接地柱：为整机外壳接地用，属保护地。
5.散热孔。
6.232串口
7.USB口
8.打印机：高速打印机，打印测试结果。
9.显示器：7吋高亮液晶显示屏。
  10.充电孔
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪操作说明
操作时需注意事项：
? 使用前，仪器的接地端子必须接好地线。
? 测试过程中，不允许拆除测试线。
? 带绕组测试时，变压器的非测试端应三相短路接地。
? 对于长时间未动的有载开关，测试前应多次转换开关，磨除触头表面的氧化层及杂质。

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪仪器体积小，重量轻，抗干扰能力强，大大减轻了现场工作人员的劳动强度，是发供电单位，变压器制造行业保障安全生产，提高产品质量的理想仪器。

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪

该仪器具有对所测数据进行分析、存贮、打印等功能。解决了目前电力变压器有载分接开关测量方法落后，没有专用测试手段的问题。可在电力设备预防性试验及变压器大修中及时诊断出有载分接开关的潜在故障，对提高电力系统运行的可靠性具有重要意义。
有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，因此有载分接开关的检测，越来越引起重视。

在《电力设备交接和预防性试验规程》中，要求检查有载分接开关的动作顺序，测量切换时间等。

该仪器主要用于测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等。
该仪器智能化程度高，全部中文菜单提示，操作简单。

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等,自带串口、USB、选配带电池

故障原因分析及采取的措施

 

1. 原因分析

 

改造中更换调压控制器后，因为新控制器内置有补偿电容，所以将外置电容拆除，而内置电容接在控制器内部的升、降输出端子间，在未拆除外置电容C时，机构可以反向操作，电机能够启动，但在外置电容拆除后，到达极限位时，由于相应的电气限位开关处于打开位置，无法将控制器内部的电容接入电机绕组，进行移相补偿，所以电机缺相不会启动，无法正常操作，只有拨动机构使其反向转动一个角度，让限位开关闭合方能操作。在现场有时会出现机构到极限位后依旧能操作的现象，这是因为机构切换动作后，未能完全到位所致，属于有载开关吊芯后调整装配误差，大多数再往返操作就无法正常操作了。

 

2. 改进的措施

 

鉴于新的调压控制器已具备完整可靠的逐级顺序操作程序，内置有电气限位控制回路，到达极限档位会自动终止操作，同时调压机构内部也有机械限位挡块，所以完全可取消机构内部的电气限位接点，现场采取将电容C1，C2短接，经操作一切正常。

若局部放电长期存在，则在一定条件下可能造成绝缘介质电气强度的降低。因此局部放电对开关柜的破坏是一个缓慢的发展过程，对于开关柜来说是一种隐患。产生局部放电的条件取决于绝缘介质中的电场分布和绝缘的电气物理性能，通常局部放电是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低的部位发生的。

高压开关柜中引起放电故障的缺陷主要包括如下几个方面：导体、外壳内表面上的金属突起，通常是在制造不良和安装损坏擦划时造成，导致毛刺且较尖；绝缘的缺陷和老化可以使绝缘内部出现局部放电，绝缘故障是高压开关柜故障率最高的一类故障；支持绝缘子表面污秽；高压母线连接处、高压开关主电路触头接触不良以及断路器触头触不良；开关元件内部放电缺陷；在高压柜体内，比如SF6罐式断路器内，可以移动的自由金属微粒，金属微粒是最普遍的微粒，在制造、装配和运行中均有可能产生，它有积累电荷的能力，在交流电压场的影响下能够移动，在很大程度上运动与放电的可能性是随机的，当靠近高压导体且并未接触时，放电最可能发生，且放电可能比同样微粒但为导体上固定物时高10倍。由于局部放电源在开关柜内出现的随机性，且开关柜内部空间狭小、结构紧凑，内部分布有高压断路器、负荷开关、接触器、高压熔断器、隔离开关、接地开关、互感器等多种电气设备，这些设备对局部放电辐射产生的电磁波具有折反射、散射、以及衍射等作用，从而导致接收到的PD信号失真，存在UHF信号幅值的衰减、波形的畸变、时延等现象，这些影响跟电磁波的传播距离和传播路径有直接的关系。电磁波传播过程造成的信号失真使得根据检测到的PD信号对故障进行定位发生困难，所以欲对开关柜中的局放源实现准确定位以及传感器的合理布局，就必须深入了解电磁波在开关柜中的传播特性。

10kV开关柜是直接面向用户的而且数量最多的设备，广泛应用于各个变电所和带有直配供电的电厂，它安全可靠运行关系到整个电网的安全和供电的质量，在电力系统中占有举足轻重的地位。随着电网的不断发展扩大和对供电可靠性要求的不断提高，10kV开关柜安全可靠运行的问题越来越受到重视。从完整概念角度来说，开关柜由高压断路器、互感器、接地开关、隔离开关、负荷开关、高压熔断器、接触器及控制、保护、测量、调整装置，内部连接件、附件、外壳和支持件组成的成套配电装置。因此，开关柜是一种综合性的成套设备，型式多样种类繁多，其中的各个环节都可能引起缺陷和故障。

1989-1997年开关柜故障统计结果

图1为中国电科院统计1989-1997年间开关柜故障情况，可见绝缘故障和载流故障约占开光柜总故障的44%。

1992-2002年广东电网开关柜故障统计

图2为1992-2002年间广东电网开关柜故障统计结果，可见绝缘故障和载流故障约占开光柜总故障的66%。

  

因此说明开关柜故障的主要形式是绝缘故障和载流故障，而绝缘故障和载流故障都与放电存在密切的关系。实践表明，局部放电是导致开关柜绝缘老化和绝缘故障的主要原因，在绝缘故障的潜伏期都是通过局部放电表现出来的。

局部放电既是征兆，也是造成绝缘劣化的重要原因。电力设备在出厂之前都会进行一系列常规的试验，但常规的非耐压和耐压试验难以发现局部放电这类绝缘缺陷。设备发生局部放电时，开始只分散地发生在微小的局部范围，并不对设备耐压水平构成威胁，

几乎不会引起绝缘的贯穿性击穿。但是，在放电过程中会产生具有导电性和化学活性的物质，这些物质会使绝缘物氧化、腐蚀，继而扩大缺陷，进一步加剧局部放电。同时局部放电还会引起放电点附近或绝缘物的异常温升，使绝缘老化、破坏。如果在正常工作电压下已发生小范围的放电，久而久之，缺陷随着时间越来越大，直至绝缘物被击穿。因此，局部放的电将导致电力设备绝缘的劣化和缺陷的恶性循坏，严重时甚至会导致绝缘事故。

检测开关柜局部放电可以避免电力设备在运行中发生突发性绝缘损坏事故。从局部放电机理出发，根本原因的介质内部或表面电场强度过高。开关柜绝缘故障主要表现为表面污秽爬电、绝缘缺陷对地或相间闪络击穿、雷电过电压闪络击穿、套管闪络、、瓷瓶断裂等。导致这些故障的因素可能来自设备本身，也可能是受运行状态和环境条件的影响，主要原因是空间间隙小、绝缘水平低、柜内潮湿等恶劣环境条件，具体原因分析如下：

1）爬距太短、空间太小，导致绝缘强度不足。绝缘强度不足是导致开关柜绝缘损坏的根本原因。开关柜内设备众多，生产厂家又为了追求开关柜的尺寸，使得开关柜内设备越来越紧凑，导致爬距及空间间隙不够，绝缘裕度减小，并大幅度地减小相间距离、对地距离，这就容易引起相间、对地绝缘的闪络击穿。

2）设备本身质量差，装配工艺不良。由于制造厂家技术粗糙，生产的电力设备可能绝缘材料不均匀、内部存在空洞和杂质、导体表面存在凸出部等，都可能使设备发生局部放电，这在设备出厂的例行常规耐压试验中可能不会发现。并且开关柜内各器件、母线、支撑绝缘子等设备都是到现场后才安装到柜内组成一个整体，单独器件出厂时例行试验不存在问题，但安装成整体后，加之可能装配过程中存在瑕疵，使其绝缘强度以及耐压水平下降，可能造成开关柜运行一段时间后就出现绝缘方面的故障。如在安装过程中出现尖端毛刺或刮伤，螺杆不规则紧固螺母后长出过多，这样不仅造成电场的局部集中，而且降低了绝缘性能。再如，装配疏忽，造成绝缘板与导电体之间固定不牢固，开关多次操作后发生松动，在操作振动冲击后，引发间歇性放电。

3）开关接触不良或容量不足，导致发热甚至起火。当开关接触不良或容量不足时，会导致该处局部温升，严重时烧断该处载流部，引起对地或相间闪弧，造成绝缘闪络。

4）环境条件的影响。开关柜运行的环境条件差是导致开关柜发生绝缘闪络的主要原因。大气受到污染后，空气中含有各种酸、碱、盐、氨、重金属微粒、灰尘等污染物，这些污染物降落到裸露在空气中的绝缘子、套管及母线表面，日积月累形成一件“灰衣”。在干燥情况下，绝缘子表面污层电阻仍然很大，对闪络电压没多大影响，不会发生污闪。清洁水的电阻也很高，如果绝缘子没被污染，就算空气湿度很高，它的绝缘强度依然很高，此时也不发生污闪。因此，造成污闪事故的原因应综合污秽和潮湿两个因素。一般情况下，绝缘子或母线在持续较长干旱气候下积污较多，随着空气湿度增高，或在雨、雾、露、雪等不利气候条件下，污秽被充分湿润，其表面电导剧增，使绝缘子泄漏电流急剧增加，绝缘子闪络电压大大降低，甚至可能在工作电压下发生闪络。