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1概述
分接開關(guān)是在負(fù)載條件下進(jìn)行機(jī)械性切換或操 作的一種裝置。因此，同樣的絕緣體系，分接開關(guān)的 絕緣體系就不能沿用變壓器絕緣那樣的絕緣結(jié)構(gòu)方 式。分接開關(guān)的各絕緣間距幾乎是采用純油間距、沿 油與固體絕緣界面的絕緣距離和純固體絕緣間距三 種絕緣介質(zhì)間距的并聯(lián)。 由于分接開關(guān)與變壓器的調(diào)壓繞組相連接，為 了確保分接開關(guān)運行的安全可靠，它與變壓器的絕 緣配合尤其重要。絕緣配合的最終目的是要確定分 接開關(guān)的絕緣水平或者說其試驗電壓，以便把作用 到分接開關(guān)上的各種電壓引起設(shè)備絕緣損壞或影響 其連續(xù)運行的概率降低到經(jīng)濟(jì)上和運行上能接受的 程度。絕緣配合要根椐下述幾個方面的因素來考慮。
1.1 電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電壓或過電壓
電力系統(tǒng)正常運行時，分接開關(guān)絕緣是長期處 在工作電壓作用之下的。由于各種原因，電力系統(tǒng)中的電壓有時會出現(xiàn)短時升高的現(xiàn)象，即產(chǎn)生過電壓。 過電壓可分為兩類：一類是雷電過電壓;另一類是操作過電壓。過電壓的作用時間雖然很短，但過電壓的 數(shù)值卻大大超過正常工作電壓，因而易造成絕緣的破壞。所以，分接開關(guān)絕緣除應(yīng)能耐受工作電壓的持 續(xù)作用外，還必須能耐受過電壓的作用。分接開關(guān)絕緣能否安全可靠地運行，起主要作 用的是其耐受電壓的能力，絕緣耐受電壓能力的大 小稱為絕緣水平。分接開關(guān)的絕緣水平，應(yīng)保證絕緣 在最大工作電壓的持續(xù)作用下和過電壓的短時作用下都能安全運行。在工作電壓的持續(xù)作用下，絕緣會 產(chǎn)生老化(性能逐漸劣化)過程，最終導(dǎo)致絕緣破壞，所以工作電壓常常是決定絕緣使用壽命的主要條件。長期作用在分接開關(guān)上的電壓不得高于其最高 工作電壓。為了檢驗絕緣在長期工頻電壓作用下運 行可靠性，通常采用短時工頻電壓等效地進(jìn)行試驗，判斷其絕緣水平的高低。分接開關(guān) lmin工頻耐受電 壓試驗就是保證分接開關(guān)絕緣水平的一項基本試 驗。為了檢驗絕緣在過電壓作用下能否安全運行，采用雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓來模擬過電壓進(jìn)行 試驗，以判斷分接開關(guān)絕緣的雷電和操作沖擊絕緣水平。分接開關(guān)中沖擊耐壓試驗的電壓數(shù)值是代表 絕緣水平的重要數(shù)據(jù)。綜上所述，分接開關(guān)絕緣能否安全運行是由作用在絕緣上的電壓和絕緣本身耐受電壓的能力所決 定的。作用在絕緣上的電壓的破壞作用小于絕緣耐受電壓的能力時能安全運行;反之，分接開關(guān)絕緣就 會受到破壞。因此，分接開關(guān)的試驗電壓是設(shè)計分接開關(guān)絕緣的主要依據(jù)。
1.3 電力系統(tǒng)的特性
在電力系統(tǒng)某處的一特定的操作，通常會引起 操作過電壓。操作過電壓的倍數(shù)與電力系統(tǒng)的額定電壓等級有關(guān)。對于超高壓系統(tǒng)來說，由于保護(hù)裝置比較完善，遭到雷擊的可能性已大為減少。而早期避雷器對幅值較低 、作用時間較長的操作過電壓不能起到很好的保護(hù)作用，此過電壓必須由變壓器和分接開關(guān)來承受，所以操作過電壓已成為確定變壓器和分接開關(guān)絕緣水平的決定性因素。而新型ZnO避雷器其通流容量有著很大的提高，可以對操作過電壓起著保護(hù)的作用。這樣就將絕緣配合基礎(chǔ)由保護(hù)雷電過電壓的侵襲變?yōu)楸Ｗo(hù)操作過電壓的侵襲，利用此措施有可能使絕緣水平降低2～3級。
1.4 被保護(hù)的分接開關(guān)絕緣的特性
分接開關(guān)絕緣的電壓負(fù)荷取決于變壓器的額定電壓、調(diào)壓范圍、調(diào)壓部位和方式、繞組接法和繞組結(jié)構(gòu)布置方式等。因此，分接開關(guān)所需要的絕緣水平應(yīng)與變壓器繞組上呈現(xiàn)的電壓負(fù)荷是相匹配的。
2絕緣故障的產(chǎn)生原因
產(chǎn)生分接開關(guān)絕緣故障主要有下述的原因。
2.1 過電壓
過電壓包括暫態(tài)過電壓(工頻電壓升高)、雷電 過電壓和操作過電壓三類：
(1)暫態(tài)過電壓。三相變壓器正常運行產(chǎn)生的 相、地間電壓是相間電壓的58%，但發(fā)生單相故障 時主絕緣的電壓對中性點接地系統(tǒng)將增加 30%，對 中性點不接地系統(tǒng)將增加 73%，因而，暫態(tài)過電壓 可能損傷絕緣。
(2)雷電過電壓。雷電過電壓由于波頭陡，引起縱絕緣(匝問、層問絕緣)上電壓分布很不均勻，可能 在絕緣上留下放電痕跡，從而使固體絕緣受到破壞。
(3)操作過電壓。操作過電壓的波頭相當(dāng)平緩，所以電壓分布近似線性，操作過電壓波由一個繞組轉(zhuǎn)移到另一個繞組上時，與這兩個繞組間的匝數(shù)成正比，從而容易造成主絕緣或相間絕緣的劣化和損壞。
2_2 油質(zhì)劣化
變壓器油是油浸式分接開關(guān)最基本的絕緣介質(zhì)。對于埋入型分接開關(guān)，分接選擇器或無勵磁分 接開關(guān)是直接埋入在變壓器的油箱內(nèi)，它的絕緣介 質(zhì)是變壓器本體內(nèi)清潔的油。在變壓器長期運行中， 油的品質(zhì)會變壞，按油質(zhì)變壞輕重程度可分為污染 和劣化兩個階段。污染是油中混入雜質(zhì)和水分 ，這些 雜質(zhì)可引起油中電場畸變，使局部場強(qiáng)升高，引起局 部放電擊穿，使電場強(qiáng)度降低，介損增大 在比較純 凈的變壓器油中(NAS6級以下1含水量是影響變壓 器油擊穿電壓的主要原因 劣化是油氧化后的結(jié)果。 當(dāng)變壓器油氧化時，作為催化劑的水分及分接選擇 器金屬磨屑的加速氧化作用，使變壓器油生成油泥， 導(dǎo)致絕緣電阻降低和絕緣水平下降。 切換開關(guān)或選擇開關(guān)的絕緣介質(zhì)是其分接開關(guān) 單獨油室內(nèi)的油，由于觸頭轉(zhuǎn)換負(fù)載電流時產(chǎn)生電 弧，因而油室內(nèi)的油是被劣化的，油的絕緣強(qiáng)度不斷 地下降，影響切換開關(guān)或選擇開關(guān)的絕緣性能和觸 頭的熄弧。 變壓器油凈化不純，真空處理不好，真空注油時 真空度和真空時問不夠，或靜放時間不夠，可造成油 中含有少量的氣泡(氣隙)。
2.3 固體介質(zhì)缺陷
絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計或制造不合理，從而造成絕緣內(nèi) 部電場分布不均勻。若某些部位的電場強(qiáng)度低于絕 緣介質(zhì)的起始放電電壓水平，則這些部位就容易發(fā) 生局部放電。 固體絕緣表面不光滑，內(nèi)部有雜質(zhì)，嚴(yán)重的含有 金屬粉塵等容易引起局部放電。絕緣件的制造和產(chǎn) 品制造工藝不完善，從而造成模塑件、層壓固體絕 緣、環(huán)氧樹脂玻璃絲絕緣纏繞或擠拉絕緣中殘存一 些氣泡(氣隙)，可能會引發(fā)絕緣樹枝狀放電，并逐步 發(fā)展導(dǎo)致絕緣擊穿 。分接開關(guān)金屬構(gòu)件、均壓件或?qū)щ娂砻娌还?滑、有毛刺或清潔度達(dá)不到要求等某些其他局部缺陷等，會造成電場集中處的局部放電。 分接開關(guān)絕緣受潮也是一種內(nèi)部潛伏性故障。分接開關(guān)的固體絕緣件多為纖維性材料構(gòu)成。此類 材料與水的親和力極強(qiáng)，易吸水。固體絕緣件受潮，其絕緣電阻下降，絕緣擊穿電壓明顯降低。固體絕緣 受潮按形態(tài)分為顯性受潮和隱性受潮兩類。顯性受 潮是指通常所說的“分接開關(guān)受潮”。即看到分接開 關(guān)油室底部或器身上有積水，并且能發(fā)現(xiàn)水分入侵的原因或途徑。顯性受潮時若部分絕緣被浸泡透，則 必然導(dǎo)致絕緣擊穿。隱性受潮是指事故前并未發(fā)生 水分入侵，只是原有水分悄悄地在絕緣上局部集積。水分集積到足以產(chǎn)生局部放電時，開始局部放電。沿固體絕緣表面的樹枝狀放電是這種放電形態(tài)的典 型。
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