断路器机械特性试验报告讲义

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1、断路器机械特性试验(讲义)武汉市大洋新技术有限公司断路器机械特性试验断路器的分合闸时间，分合闸不同期程度，分合闸速度以及线圈的动作电压等，直接影响断路器的切合性能，并且对继电保护，自动重合闸装置以及系统的稳定带来极大的影响。对于油断路器，刚分速度的降低将使触头的燃弧时间延长，特别是在切断短路故障时，可能使触头烧损，喷油，甚至发生爆炸。而刚合速度的降低，若合闸于短路故障时，由于阻碍触头关合电动力的作用，将引起触头振动或使其处于停滞状态，同样容易引起爆炸，特别是在自动重合闸不成功的情况下更是如此。反之，速度过高，将使运动机械受到过度的机械应力

2、，造成个别部件的损坏或缩短使用寿命，这是不允许的。断路器分合闸严重不同期，将造成线路或变压器的非全相接入或切断，从而可能出现危害绝缘的过电压。据国内运行经验，在断路器事故中，属于机械原因造成的占第一位，故现场对此应予以足够的重视。断路器的动作特性试验，应符合制造厂规定，否则须进行检修处理。1、分合闸时间和同期性的测量《中华人民共和国电力行业标准DL/T846.3—2004》对开关的分合闸时间有详细的定义：“合（闸）时间”：指接到合闸指令瞬间起到所有极触头都接触瞬间的时间间隔；“分（闸）时间”从开关分闸操作起始瞬间（即接到分闸指令瞬间）起到

3、所有极的触头分离瞬间的时间间隔。70605040301020图1早期的测量方法，多采用数字式电子毫秒表测量，现在此法已不被采用了。最为传统的方式是16线光线示波器，如图1中所测的结果，直接在光学感光纸上得到各断口的时间跳变波形图，在感光纸的时间坐标分格上进行分析，得到试验结果。此种方式是最传统、可靠的试验方式，但①使用较为烦琐；②操作此设备需要较有经验的人员；③设备较重；④夜晚加班操作极为不便，因为感光纸必须在较强光线下才能显现波形；⑤受环保政策的影响，感光纸较难购买。因此近十年来，将计算机技术应用于断路器机械特性试验的电子仪器渐渐地多起

4、来，为我们的现场试验提供了方便的条件。计算机技术应用于断路器机械特性的基本原理是：计算机同时对多个断口信号进行采样，不停地扫描计时，一旦检测到断口信号状态发生改变，即计时终止。用计算机计时，原理简单，测量准确度高，但是需对仪器有较高的抗干扰设计要求，因为仪器使用现场一般都在电磁场干扰较强的变电站内。现场的干扰源一般有两个，一个是仪器周围的强电磁场，可直接对仪器计算机进行辐射；另一个是试验时，邻近母线带电运行，通过仪器断口线感应过来的感应电压，在500KV环境下，此感应电压往往会达到几千甚至上万伏，此感应电压如不采取措施，直接进入仪器的计算

5、机采样回路，势必对测量结果造成影响，严重者甚至会损坏仪器。因此，这种仪器的抗干扰设计相当重要，目前市面上各种机械特性仪器良莠不齐，在一定程度上体现在抗干扰设计上。周围电磁场辐射干扰一般用金属机箱，对主机进行屏蔽，将机箱外壳接好大地，一般都能解决。对于母线感应过来的感应电压干扰，通常的做法是采用光电隔离法，将现场断口信号（带强干扰）接入仪器的光电隔离的输入端，经过光电隔离，因为感应电压一般能量较弱，通不过光隔器件，而真正的断口信号则通过光隔器件传输到计算机，这样就将干扰电压从有用信号中滤除掉，达到了搞干扰的目的。接现场断口线接仪器计算机（干

6、扰电压）图2当然，这里只是抗干扰设计的基本原理中的一种，真正实现起来，有许多因素和参数要考虑，这里不能一一列举，抗干扰电路设计的好坏，是衡量一台仪器优劣与成败的一个关键因素。关于相间同期测量的一个值得注意的问题：《中华人民共和国电力行业标准DL/T846.3-2004》对开关的同期性定义如下：“开关合（闸）同期性”：开关合时各极间及（或）同一极各断口间的触头接触瞬间的最大时间差异；“开关分（闸）同期性”：开关分时各极间及（或）同一极各断口间的触头分离瞬间的最大时间差异。按以上理解及“相间同期”的顾名思义：可以指A、B、C三相各相中刚合时间

7、的最大值之差，即为合闸相间同期；刚分时间的最小值之差，即为分闸相间同期。但是，一直以来，各开关厂及现场通用的办法是：A、B、C三相总共多个断口间，时间最大与最小之差值，即为相间同期，此种定义基本上为大家所接受，在此特加以说明。2、断路器的分合闸速度的测量按规程要求，应对断路器进行分合闸速度特性测试，其分合闸速度应符合制造厂规定。2．1常用测速方法及开关测速的发展过程①电磁振荡测速法：电磁振荡器测速是一种传统的测速方法，由于结构简单，体积小和使用方便，早期为开关制造厂和运行部门广泛使用。它实际上是一个带铁芯的线圈，当线圈通工频电压时，铁芯上

8、的衔铁以2倍电源频率振荡。如振荡器的线圈通以工频电流，断路器运作时，衔铁上的笔尖以每秒100周的振荡频率划出疏密不同的等幅波曲线，测速板与断路器动触头用机械方法连接在一起。如图3所示为测速板上