高壓斷路器機械特性試驗要點

崔超　白詩婷　張沛

【摘? 要】高壓斷路器是電力系統最重要的控制和保護設備。高壓斷路器是電力系統中最重要的控制與保護設備，在系統發生故障時可以迅速的切除故障電流，保障系統的安全和高效運行，因此對高壓斷路器進行相關試驗的關鍵點解析是非常有必要的。本文就高壓斷路器機械特性試驗要點展開探討。

【關鍵詞】斷路器;機械特性;有點

引言

高壓斷路器是電力系統最重要的控制和保護設備。高壓斷路器在正常運行中用于接通高壓電路和斷開負載，在發生事故的情況下用于切斷故障電流，必要時進行重合閘。它的工作狀況如何，直接影響電力系統的安全可靠運行。斷路器機械操作機構方面的故障是導致斷路器故障失靈的主要因素之一。

1高壓斷路器概述

額定電壓在3KV以上，能夠關合、承載和開斷運行狀態的正常電流和在規定時間內關合、承載、開斷規定的異常電流如短路電流、過電荷電流的開關電器統稱為高壓斷路器。高壓斷路器按滅弧介質的不同可分為：少油斷路器、多油斷路器、SF6斷路器、壓縮空氣斷路器等。一般來說它具有以下基本結構：通斷原件、操動機構、傳動機構、絕緣支撐元件、基座等。這些結構構成的高壓斷路器在電網中有控制和保護的作用，分別是：（1）根據電網運行的相關要求，將要求的部分電氣設備及線路從運行狀態轉化為退出、備用、檢修等狀態。（2）在電器設備或電路發生故障時，通過繼電保護裝置及自動裝置的作用將電網中的故障部分切除，保障無故障部分可以安全穩定的運行，保護相關的電氣設備和電路安全。

2高壓斷路器機械特性參量

高壓斷路器合閘過程中的機械特性參量包括合閘行程、合閘時間、合閘速度和合閘線圈電流峰值等。高壓斷路器分閘過程中的機械特性參量包括分閘行程、分閘時間、分閘速度和分閘線圈電流峰值等。對于采用彈簧操作機構的高壓斷路器，合閘完成后，儲能電機開始運行，需要對儲能電機的單次運行時間進行監測。

3試驗的作用和意義

高壓斷路器發生的缺陷故障中，在某些地區機械類缺陷故障已超過絕緣類缺陷，成為造成斷路器功能失靈、影響電網安全運行的最主要因素。如高壓斷路器曾發生操作機構卡澀、拒動、誤動，機構彈簧疲勞，傳動連桿斷裂、變形，機構箱內二次元件損壞等缺陷或故障;用于投切無功設備的開關柜內斷路器發生拒動、分（合）閘速度降低、合閘彈跳或分閘反彈指標不合格等缺陷。斷路器停電狀態下定期開展的機械特性試驗，是檢查斷路器操作機構性能是否良好的重要試驗項目。特別是斷路器行程特性曲線與分（合）閘速度特性試驗項目，對于及時發現斷路器操作機構卡澀、彈簧疲軟、傳動連桿變形松動等機械類缺陷具有重要意義。國家電網公司《輸變電設備狀態檢修試驗規程》《十八項電網重大反事故措施》等標準，均要求斷路器交接、大修后以及必要時必須開展該項試驗[2]。通過開展斷路器機械特性試驗，能夠鑒定斷路器本身的工作狀況，檢驗安裝或檢修的質量能否滿足系統要求，及時發現和消除隱患。

4斷路器試驗綜述及關鍵點分析

4.1測量絕緣電阻項目

高壓斷路器實驗中最基本的一個試驗項目是測量絕緣電阻項目。該試驗采用2500V兆歐表，分別測量斷路器合閘時整體對地及分閘時斷口間的絕緣電阻。在此實驗中，要注意環境的溫度和濕度;測量前后被測產品都應充分放電;對于不同類型的斷路器應采用不同等級的絕緣電阻，例如在測量高壓少油的斷路器時應主要檢查合閘狀態下拉桿對地絕緣電阻以及分閘狀態下斷口間絕緣電阻和內部滅弧室的特征（受潮、燒傷狀態）;其次在測量絕緣電阻時要做好相應的保護措施。

4.2電流傳感器

電流傳感器包括合閘線圈電流傳感器、分閘線圈電流傳感器和儲能電機電流傳感器，分別用于對合閘線圈、分閘線圈、儲能電機的電流波形進行監測。目前，常用的電流傳感器為采用霍爾原理的穿心式電流傳感器，串聯安裝在斷路器合閘回路、分閘回路和儲能電機回路上。穿心式電流傳感器可以在不破壞原來電氣回路和增加原來電氣回路復雜性的基礎上實現電流采樣，可將被測電流轉換為0～5V信號供機械特性監測IED使用。

4.2交流耐壓試驗

交流耐壓試驗是檢驗斷路器絕緣強度最有效直接的方式，一般對35KV以下的開關設備分別在合閘狀態下檢測相間及相對地絕緣，分閘狀態檢測斷口絕緣。試驗過程如下：按照試驗接線圖接線，采用交流耐壓方法。因試驗電壓較高，一般采用串聯諧振以降低試驗電壓的容量。實驗分為兩個階段，第一階段是分別測量合閘時相間及相對地的耐壓，此時電壓應該緩慢升至試驗電壓，并且要仔細觀察表計變化和仔細傾聽放點聲音，數據無異常時進行第二階段;第二階段分別進行斷口間電壓，讀取1min的耐壓值，記錄在相關表格中，實驗過程中如果有絕緣燒焦氣味或冒煙等異常現象時，應立即降低電壓，斷開電源且被測量的產品應在放電后再對其進行檢查。在此次試驗中，其中需要注意的是試驗應該其他絕緣試驗項目通過后在溫度15-35°C、濕度不大于75%條件下進行;而且在試驗中升壓應均勻、不停頓直至擊穿;對于不同類型的斷路器應該選擇正確的試驗電壓和耐壓時間，以此能夠有效的保障設備安全運行。

5安全注意事項

在進行機械特性試驗時，注意事項有以下幾點：（1）正確使用設備、儀器、儀表中途離開現場必須斷開操作電源、氣源，試驗完畢要關閉全部設備電源和氣源。（2）不同型號測試儀的使用方法不同，使用前一定看清說明書。使用前一定將測試儀接地，防止漏電，測試儀盡可能使用外接電源。（3）不要隨便觸摸操作桌和機構上的分合閘按鈕及其操作線路中的控制電器元件，謹防發生誤操作，不要將手伸進電磁機構、彈簧機構、斷路器本體的傳動機構等機構裝置中去，防止機構砸傷事故的發生。試品在中途檢修時，必須切斷電源，將油壓或氣壓降至零，此時嚴格禁止操作。（4）盡量少在壓縮空氣、六氟化硫斷路器和氣動、液壓機構等試品旁逗留，以減少因試品高氣壓和高液壓的匯漏和爆炸事故而受害的幾率，對新設計的試品，必要時應加防護罩。（5）傳感器安裝時應選擇合適的位置，防止由于傳感器安裝不當，造成斷路器動作時損壞儀器及斷路器。高壓斷路器機械特性試驗應嚴格按照《國家電網公司變電檢測通用管理規定》的要求進行，只有掌握了試驗的要點，才能對試驗結果進行正確的分析和處理。

結語

高壓斷路器是電力系統中最重要的控制和保護設備之一，無論系統處于什么狀態，都應按照相應的要求做出可靠的動作，而高壓斷路器性能試驗的目的就是為了考核、研究斷路器的各種性能，檢查它的材料選擇、結構設計、生產工藝是否合理，能否有效的保障設備的安全運行，所以對實驗中的關鍵點分析有很大的意義。

參考文獻：

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