高壓開關溫升試驗方法淺談

趙煥敏 姚永其

（河南平高電氣股份有限公司 河南 平頂山 467001）

1 溫升試驗描述

溫升試驗是高壓開關驗證載流能力的重要試驗，用于考核導電回路通以正常工作電流后的發熱（溫度升高）。當高壓電器產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，使電能轉變為熱能，其中一部分散失到周圍介質中去，一部分加熱載流導體使其溫度升高。溫度升高的多少由發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、機械結構、零部件接觸面的接合質量和產品裝配質量等因素有關。

GB1984《高壓交流斷路器》規定“溫升試驗”為斷路器強制的型式試驗項目，GB7674《72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備》規定“溫升試驗”為氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）強制的型式試驗。GB/T 11022《高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求》規定了溫升試驗的：受試開關設備和控制設備的狀態；設備的布置；溫度和溫升的測量；周圍空氣溫度；溫升試驗的解釋等相關內容。（具體規定詳見標準）。

圖1 單相外殼回流溫升示意圖

需要注意：關于GIS試驗品，標準中規定如下：除了每極獨立封閉在一個金屬外殼內的情況外，試驗應按額定相數進行，額定電流從母線的一端流向出線端。如果允許并進行單相試驗，流過外殼的電流應為額定電流。通俗理解為：對于三相共箱產品，進行三相試驗，電流從三相分別施加，在一段短接（如后面例子所示）。對單相產品進行單相溫升試驗、外殼回流，如下分相252kVGIS：電流一般從主導電回路一端引入，末尾端與外殼相連，電流從流入端的殼體引出形成回路如圖1所示。

2 溫升試驗方法

2.1 溫升試驗法

用一調壓變壓器和大電流變壓器組成試驗回路，給試品供給所需的工作電流。試品的安裝接線方式與在電力系統中工作的情況相同,測量被測點的溫度；試驗環境溫度不得低于+10℃、不高于+40℃，周圍風速不大于0.5m/s。

2.2 銅—康銅熱電偶溫升測試

圖2 熱電偶電路示意圖

溫度的測量一般采用銅—康銅熱電偶法進行。銅—康銅熱電偶以其靈敏度高、穩定可靠、抗震抗摔、互換性好、價格低廉、適用于遠距離測溫和自動控制等優勢,在農業和制冷工程中發揮著重要作用。通過選擇銅—康銅熱電偶的制作方法和標定方式,進行多項式回歸分析,表明熱鍍錫焊測頭非標準分度的銅-康銅熱電偶在-35～100℃范圍內的線性及一致性都較好,適于實驗室、農業和制冷工程測溫應用。熱電偶電路示意圖2如下。

國標GB/T 2903-1998,規定了銅-康銅電偶絲的品種規格、技術要求、試驗方法、供貨方式、包裝及標志，該標準適用于制造工業銅-康銅電偶絲。

2.3 溫升埋線方法及注意事項

采用銅-康銅電偶絲測試溫升點時，測試端要可靠接觸（固定）在被測試點。一般采用將電偶絲粘貼或鉆孔固定到被測試處，粘貼多用于殼體表面等測試部位，相對于粘貼鉆孔固定的方法更牢固，因此大多數埋設所采用鉆孔固定法。

對于測試結果的準確性受多種因素影響，需要注意，首先銅康銅電偶絲纏繞必須符合要求，即每米不小于100匝。其次銅康銅電偶絲測試端必須鉸接或者鉸接后焊接為測試端頭，端頭的裸露金屬長度在2-5mm為最佳。埋設時候，預先鉆孔要大小合適、深度適中，一般采用φ1-φ1.5鉆頭，鉆孔深度使得熱電偶端部埋入后不能有明顯的金屬裸露，因為如果裸露在外，將對溫度的測量值有明顯影響。

表1 溫升埋設點及允許溫升簡表

圖3 測試點示意圖（圖為中間相測試點，邊相測試點同中間相相同）

表2 溫升測試點容許溫升值說明

3 溫升試驗的測試點及允許的溫度值要求

根據 GB/T 11022的4.4 2規定：“在溫升試驗規定的條件下，當周圍空氣溫度不超過40℃時，開關設備和控制設備任何部分的溫升不應該超過表3規定的溫升極限。”對標準中表3進行，根據實際經驗對于常用的進行了整理，得出如下簡明埋設點及允許溫升要求數值表格（表1）：（具體說明見標準）。

4 一個溫升實例

下面以一個126kV GIS母線、套管溫升試驗為例子進行詳細說明。

該結構（如圖3）為三相共相式結構，結構本身相對中心對稱（但是三相不完全對稱）。溫升試驗在三相上進行，由于結構中心對稱，允許測量兩相（中相和一邊相）溫升值即可。

電流從三相套管引入，盆子外一定距離短接。埋線點如下、允許溫升值如表2所示。

5 總結

本文對高壓開關設備溫升試驗進行了描述，通過對標準的分析，試驗操作的注意事項等方面簡要介紹了溫升試驗。文章總結、提煉了一些溫升試驗的要點，希望對于廣大高壓開關設計、試驗人員有所幫助。

文章描述不當或不對地方歡迎批評指正。

［1］徐國政,張節容,錢家驪,黃瑜瓏.高壓斷路器原理和應用[M].清華大學出版社,2000.