摘要：根据国家相关标准，我国的高低压开关柜电气性能的检验项目，包括了例行检验和全面型检验，在检验过程当中需要对高低压开关柜的设计原件、材料使用状况以及结构布置等是否符合要求进行考察，保证产品的可靠性以及正常的运行，而全面型的检查则是对开关柜的性能和额定值是否达到设计标准和国家标准来进行检查。高低压开关柜的电气性能将会直接影响开关柜的运行，所以必须对电气性能进行有效的改善，才能够保证高低压开关柜的正常运转。
关键词：电力系统；高低压开关柜；检验技术
国家标准 GB/T11022、GB7251.1 等明确规定了高低压开关柜电气性能的检验项目，包括例行检验项目和全面型式检验，其中，例行检验主要是检验开光柜在制造过程中材料、元器件、结构以及工艺等是否符合设计要求，不会对产品的可靠性与性能产生影响；型式检验主要是检验开关柜的性能与额定值是否达到国家标准，是否符合设计要求，但部分型式检验会对产品的可靠性与性能产生影响。高低压开关柜的电气性能直接影响着其正常运行，因此，国家标准不断对电气性能要求进行完善，本文将探讨高低压开关柜的绝缘性能、短路性能以及温升等检验项目。
1. 高低压开关柜的绝缘性能检验
无论高压还是低压开关设备的技术标准，都将介电性能(绝缘水平)作为电气性能要求的首要指标，是产品型式检验和例行检验必做项目。为了验证产品不仅能够长期在规定的正常工作条件下承载额定电压正常工作，还要能够在一定时间内承受在非正常工况下施加在产品上的过电压并保持绝缘水平不被破坏。国家标准规定的工频耐压试验电压值及施加电压时间可以考核验证被试产品相间和相对地间及断口间的绝缘水平，同时还等效考核验证在实际运行时承受例如操作过电压、长期通电发热导致的绝缘下降、绝缘件表面被水汽和尘埃侵蚀导致的绝缘下降等情况下所具备的绝缘性能水平，是型式检验和例行检验必做项目。国家标准中规定的冲击耐压试验主要是考核验证产品处于规定的安装类别条件下应能够承受的由于雷击或操作过电压产生的脉冲型高电压，冲击耐压试验因试验设备、试验条件等因素制约只被列为型式检验项目。从国家标准修订变化的结果可以看出，考核绝缘水平的耐受电压值越来越高，例如在GB/T11022—1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中对于额定电压7.2kV产品绝缘水平的规定，额定短时工频耐受电压为：通用值23kV、隔离断口28kV；额定雷电冲击耐受电压为：通用值40kV或 60kV 可选、隔离断口46kV或 70kV 可选。而GB/T11022—2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》中将额定短时工频耐受电压提高至：通用值30kV、隔离断口34kV；并且删除了额定雷电冲击耐受电压的较低值，不再考虑受快波前和缓波前过电压作用的程度、系统中性点接地的方式和过电压限制装置的型式等因素，统一采用通用值 60kV、隔离断口 70kV 考核。这是因为电力系统中除操作过电压外，谐振过电压的影响日益严重，过电压幅值越来越高，类型也较为复杂，通常有线性谐振过电压、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压等，同时还需考虑中性点接地方式。综合目前常用的各类高低压开关柜在保障绝缘水平方面采取的措施可以看出，无论是哪种型号类型的低压开关柜，都通过结构设计来加大电气间隙、增加爬电距离、提高绝缘水平来满足工频耐压试验和雷电冲击耐压试验的要求。
2. 高低压开关柜的短路性能检验
短路性能检验主要是检验若电力系统中发生较大过载或短路等非正常状况，高低压开关柜可以接通，在规定时间中承受与断开故障电流的能力，涉及额定短时耐受电流能力与额定短路接通断开能力两项试验。由于接通和断开操作是由内部元件，如断路器等，执行且完成的，因此，本文将着重探析额定短时耐受电流能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆额定短时耐受电流能力指开关柜能够耐受的不超过额定值的短路电流所产生的焦耳热与由此出现的电动应力及热应力。由于出现短路状况时，电流将高达几十千安倍，并且还将持续一段时间，这将会产生很大的焦耳热，进而会致使绝缘材料加速老化，从而极大程度地降低绝缘水平，因为在高达 90 摄氏度的温度下，铜材的机械性能会开始降低，故过度发热还将导致导体连接处的接触面发生变形，从而增大接触电阻。
此外，短路电流还将产生电动力，电动力将损坏开关柜内部的绝缘件，致使其断裂，同时还会使母排和柜体变形，后果非常严重，将改变爬电距离与电气间隙，大大降低绝缘水平。额定短时耐受电流能力能够使高低压开关柜的安全性得到有效保证，试验条件为模拟供电系统短路状态，并且比实际短路状态更加苛刻。额定短时耐受电流能力包括短时耐受电流与峰值耐受电流两个指标，短时耐受电流又称为热稳定电流，而峰值耐受电流又称为动稳定电流，国家标准规定若短路电流不小于50kA，低压开关柜的试验电流持续时间是 1 秒，峰值耐受电流和短时耐受电流的比应为 2.2；而高压开关柜试验电流持续时间是 4 秒，两个电流的比值则更高。额定短时耐受电流性能指标备受电力用户的重视，是短路性能检验极其重要的检验项目，直接影响着高低压供电系统的安全性。短路性能检验目的是检验在发生短路的极端情况下，高低压开关柜可靠、安全运行的能力，短路性能试验会使产品的可靠性与性能受到损害，且对试验条件与实验设备要求非常高，通常普通的生产企业、检验机构的条件无法达到试验要求，因此，短路性能检验是型式检验项目。
3.高低压开关柜的温升检验
在整个高低压开关柜电力系统检查过程当中，卫生检验是必不可少的，主要考察在长期的额定电压的工作状况下，产品规定部位的工作状况以及温升极限，来检验产品的质量，检查产品是否满足规定的升温极限，检验产品的铁磁与载流不减损耗所产生的发热是否降低绝缘体的绝缘水平，检验产品的绝缘水平是否能够满足使用需要。
高低压开关会在长时间的工作过程当中，会出现温升现象，这时高低压开关柜会产生热量，虽然这是一个十分漫长的过程，但是如果温度超过了规定限制，会使得产品的全性能降低，存在很大的安全隐患，高低压开关柜的安全结构和载流部件将会产生很大的变化，将会对产品的性能造成影响，同时在进行检查过程当中，需要对开关柜的整机进行温升试验，实验进行受到实验设备，连接电缆和铜排等因素的影响，因此温升试验只能纳入到型式检验项目当中，而不能作为例行检验项目进行试验。
结语：
高低压开关柜电气性能检验是验证产品的设计和制造最终是否符合相关国家标准所规定的要求必不可少的重要过程，更是保证高低压开关柜在电力系统中安全、可靠运行的重要质量保障措施。还有很多重要检验项目对于高低压开关柜安全可靠运行也是非常重要的，例如考核高压开关柜内部出现电弧时对设备附近人员安全性保障程度的燃弧试验、考核开关柜内部电子元器件的发射是否干扰周围设备以及是否具备抗电磁干扰能力的电磁兼容试验、各种保护性能试验等。只有真正深入理解检验项目与产品实际运行工况对应所验证电气技术性能指标的重要意义，运用科学严谨、合理可行的试验方法，正确选用技术先进、功能完善试验设备，不断提高检验人员基础理论水平和实际操作能力，严格按照国家标准规定的试验方法实施检验，才能完成对产品电气技术性能要求的准确验证，保障高低压开关柜的安全可靠运行。
参考文献：
[1]马宏.高低压开关柜电气检验项目分析[J].电工电气,2015（3）.
[2]赵宇.电力系统中高低压开关柜的检验技术[J].电子技术与软件工程，2017.
[3]邓信波.电力系统中高低压开关柜的检验技术[J].居舍，2018.
论文作者:张晓松
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
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