摘要：高压试验接线对试验结果的影响很大，接线出现问题容易造成测试异常或结果失真。以断路器回路电阻测试和断口并联电容器的电容量/介损测试为例，介绍了接线原因引起测试结果异常的排查过程，分析了测试结果失真的原因。试验异常时的分析和处理过程可供开展类似试验项目时参考。
关键词：断路器；回路电阻；电容量；介损；试验接线
在电力系统中断路器是重要的电气设备，起着切断或关合电流的作用。为了判断运行中断路器的健康状态，需要对断路器定期开展高压试验测试，其试验结果是设备维护决策的重要依据。当测试结果异常时，一般应查明引起异常的原因，在排除由试验方式原因引起后，可怀疑设备存在问题，应对被试设备进一步检查。
在试验结果异常时，试验接线的影响是不可忽视的一个重要因素。根据测试经验，试验接线对高压试验结果的影响较大，失真的试验结果给判断一次设备的真实状态带来障碍甚至是误判。断路器回路电阻测试和断口并联电容器的电容量/介损(Cx/tanδ)测试均是预试规程中规定的试验项目。在断路器回路电阻测试中，试验接线接触不良或断线将会使试验无法正常进行；在断路器断口并联电容器测试中，试验接线的接触不良将会造成测试结果的严重失真，容易造成误判。本文将以断路器回路电阻测试和断口并联电容的电容量/介损(Cx/tanδ)测试项目为例来说明接线的重要性。
1.回路电阻测试
断路器回路电阻测试目的主要是判断动、静触头是否接触良好，避免在运行中断路器异常发热而造成事故。断路器导电回路的测试方法采用直流压降法，要求测试电流不小于100A，目的是消除断路器动、静触头间氧化膜的影响，因氧化膜在大电流下很容易击穿从而可减小测量误差。因断路器回路电阻为μΩ级，为了避免导线电阻和接触电阻对测试结果的影响，在回路电阻测试中采用电流线(图1中C1、C2)与电压线(图1中P1、P2)分开的接线，电压线布置在电流线的内侧方式，即四端法。测试时，对被试品施加恒定的直流电流，测试此时的被试品两端的电压，通过计算即可得到被试品的电阻值，即为回路电阻值。
图1 回路电阻测试
在断路器回路电阻测试中，试验人员接线完毕并检查无误后方可开始测试；在测试中可能会出现线路开路、阻值为零和阻值偏大情况。下面以500kV断路器回路电阻测试为例对测试及分析过程进行介绍。
1.1线路开路情况
在断路器回路电阻测试中，当测试仪器显示线路开路时，试验人员在地面观察500kV断路器上的接线确实已经接好，检查断路器确实在合位，于是怀疑测试仪器有问题。试验人员用回路电阻测试仪自带的校验电阻进行检查，检验发现测试仪器可以正确检测出电阻值，说明测试仪器是完好的。
至此只有导线尚未进行排查。随后，试验人员用万用表对断路器的试验接线进行了检查。检查发现C1与P1、C2与P2是连通的，说明电流线和电压线不存在断线情况；但在测试C1与C2间的电阻值时发现其电阻值约16Ω，判断原因为断路器上试验接线未接触好，分析原因为断路器引流线上的金属氧化膜所致。重新夹接电流钳后，测试结果正常。
通过分析，此次线路开路的原因为被测电阻超过回路电阻测试仪测试量程所致，即仪器的输出容量不能满足大电阻测试要求，电流施加不上去所致。该回路电阻测试仪的量程为0～10mΩ。
1.2阻值异常
在断路器回路电阻测试中，当测试仪器显示被测回路电阻值为0时，对测试线进行检查发现电压测试线回路不通。经分析，对于断路器回路电阻值为0的情况，其原因为断路器测试中电压线未得到电压信号。此情况可分为两种情况，一种情况为由于断路器涂漆等原因使接触不好，改换线夹搭接位置后，测试可恢复正常；另一种情况为导线断线所致，例如，试验人员在检查中用万用表测量发现一侧的电流与电压引线之间不通，动过线夹后，仍不通，可判断是由于电压线断线引起的。经更换测试线后，测试可恢复正常。
1.3理论分析
因断路器回路电阻测试为直流压降法测试，其电阻计算公式为R=U/I。当电流为0时，表示导线断线或电阻过大，此时仪器输出电流施加不上去，而根据计算公式电阻计算值为无限大，仪器将提示线路开路。当电压为0时，则根据计算公式电阻计算值为0，此时则表示电压线未得到电压信号，可能为电压线夹接触不良或电压线断线。当电压线P1、P2间包括过多的断路器外部引线或出线排电阻时，电阻测试值将增大，因此测试时应尽量缩小P1与P2间包含的断路器外部引线电阻的范围。
2.断口并联电容的电容量/介损测试
被测试的500kV瓷柱式断路器为两断口结构，每一断口各有1只断口并联电容，断口并联电容的作用是在断路器操作时均匀断口间的电压分布。按规程要求，预试时需要测试电容量/介损(Cx/tanδ)。电容的电容量主要与电容的结构尺寸和极板间绝缘介质的介电常数有关。绝缘介质的介质损耗由介质在电场作用下的电导、极化和局部放电而产生的损耗组成，通常以介质损耗角正切值(tanδ)的大小作为一个指标来判断介质绝缘性能的好坏。在一定的电压和频率下，tanδ与绝缘介质的形状、大小无关，只与介质的固有特性有关。tanδ可以有效地发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有脏污或劣化等缺陷。
因油漆膜电阻的存在，在电压的作用下必然产生有功损耗，这就意味着有功功率的增加；根据介损值tanδ为介质的有功功率损耗与无功功率损耗的比值，在有功功率增加而无功功率变化不大的情况下，测试得到的介损值必然会增大。
随着电压的增加，油漆膜被击穿程度在逐渐加重，油漆膜的电阻在不断降低，因此所测得介损值会随着电压的增加而逐渐下降。但当电压较高时，由于引线电晕的产生，使介损值有增加的趋势。随着电压的不断下降，油漆膜绝缘在不断恢复，油漆膜形成的阻抗在不断增大，因此所测得的介损值在不断增加，电容值在不断减小。
当清除油漆膜后，加压线与电容器端子间油漆膜引起的阻抗不复存在，因此清除油漆膜后测试得到的电容量/介损值为断口并联电容真实值。
结 语：
在高压试验中，试验接线很重要；试验接线接触的好坏直接关系到试验结果的真实性。在测试断路器回路电阻时，应在保证电流线钳与断路器接触良好情况下，尽量缩小两电压线钳间包含的断路器外部引线电阻的范围。在回路电阻测试异常的排查中，应区分电流线或电压线故障而引起测试异常情况的不同，从而进行有针对性的处理。在断路器断口并联电容的电容量/介损测试中，应使加压线与被试品接触良好，避免因接触不良引起的测试误差；同时，在电容量/介损测试异常时，应注意排查接线不良引起测试结果异常的可能。本文给出的断路器回路电阻测试和断口并联电容器的电容量/介损测试异常的分析处理过程实例，可供开展类似高压试验项目时参考。
参考文献：
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论文作者:薄霖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：断路器论文; 电阻论文; 测试论文; 回路论文; 电压论文; 断口论文; 接线论文; 《基层建设》2019年第16期论文;