高压断路器机械特性试验要点

【摘  要】高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。高压断路器是电力系统中最重要的控制与保护设备，在系统发生故障时可以迅速的切除故障电流，保障系统的安全和高效运行，因此对高压断路器进行相关试验的关键点解析是非常有必要的。本文就高压断路器机械特性试验要点展开探讨。

【关键词】断路器;机械特性;有点

引言

高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。高压断路器在正常运行中用于接通高压电路和断开负载，在发生事故的情况下用于切断故障电流，必要时进行重合闸。它的工作状况如何，直接影响电力系统的安全可靠运行。断路器机械操作机构方面的故障是导致断路器故障失灵的主要因素之一。

1高压断路器概述

额定电压在3KV以上，能够关合、承载和开断运行状态的正常电流和在规定时间内关合、承载、开断规定的异常电流如短路电流、过电荷电流的开关电器统称为高压断路器。高压断路器按灭弧介质的不同可分为：少油断路器、多油断路器、SF6断路器、压缩空气断路器等。一般来说它具有以下基本结构：通断原件、操动机构、传动机构、绝缘支撑元件、基座等。这些结构构成的高压断路器在电网中有控制和保护的作用，分别是：（1）根据电网运行的相关要求，将要求的部分电气设备及线路从运行状态转化为退出、备用、检修等状态。（2）在电器设备或电路发生故障时，通过继电保护装置及自动装置的作用将电网中的故障部分切除，保障无故障部分可以安全稳定的运行，保护相关的电气设备和电路安全。

2高压断路器机械特性参量

高压断路器合闸过程中的机械特性参量包括合闸行程、合闸时间、合闸速度和合闸线圈电流峰值等。高压断路器分闸过程中的机械特性参量包括分闸行程、分闸时间、分闸速度和分闸线圈电流峰值等。对于采用弹簧操作机构的高压断路器，合闸完成后，储能电机开始运行，需要对储能电机的单次运行时间进行监测。

3试验的作用和意义

高压断路器发生的缺陷故障中，在某些地区机械类缺陷故障已超过绝缘类缺陷，成为造成断路器功能失灵、影响电网安全运行的最主要因素。如高压断路器曾发生操作机构卡涩、拒动、误动，机构弹簧疲劳，传动连杆断裂、变形，机构箱内二次元件损坏等缺陷或故障;用于投切无功设备的开关柜内断路器发生拒动、分（合）闸速度降低、合闸弹跳或分闸反弹指标不合格等缺陷。断路器停电状态下定期开展的机械特性试验，是检查断路器操作机构性能是否良好的重要试验项目。特别是断路器行程特性曲线与分（合）闸速度特性试验项目，对于及时发现断路器操作机构卡涩、弹簧疲软、传动连杆变形松动等机械类缺陷具有重要意义。国家电网公司《输变电设备状态检修试验规程》《十八项电网重大反事故措施》等标准，均要求断路器交接、大修后以及必要时必须开展该项试验[2]。通过开展断路器机械特性试验，能够鉴定断路器本身的工作状况，检验安装或检修的质量能否满足系统要求，及时发现和消除隐患。

4断路器试验综述及关键点分析

4.1测量绝缘电阻项目

高压断路器实验中最基本的一个试验项目是测量绝缘电阻项目。该试验采用2500V兆欧表，分别测量断路器合闸时整体对地及分闸时断口间的绝缘电阻。在此实验中，要注意环境的温度和湿度;测量前后被测产品都应充分放电;对于不同类型的断路器应采用不同等级的绝缘电阻，例如在测量高压少油的断路器时应主要检查合闸状态下拉杆对地绝缘电阻以及分闸状态下断口间绝缘电阻和内部灭弧室的特征（受潮、烧伤状态）;其次在测量绝缘电阻时要做好相应的保護措施。

4.2电流传感器

电流传感器包括合闸线圈电流传感器、分闸线圈电流传感器和储能电机电流传感器，分别用于对合闸线圈、分闸线圈、储能电机的电流波形进行监测。目前，常用的电流传感器为采用霍尔原理的穿心式电流传感器，串联安装在断路器合闸回路、分闸回路和储能电机回路上。穿心式电流传感器可以在不破坏原来电气回路和增加原来电气回路复杂性的基础上实现电流采样，可将被测电流转换为0～5V信号供机械特性监测IED使用。

4.2交流耐压试验

交流耐压试验是检验断路器绝缘强度最有效直接的方式，一般对35KV以下的开关设备分别在合闸状态下检测相间及相对地绝缘，分闸状态检测断口绝缘。试验过程如下：按照试验接线图接线，采用交流耐压方法。因试验电压较高，一般采用串联谐振以降低试验电压的容量。实验分为两个阶段，第一阶段是分别测量合闸时相间及相对地的耐压，此时电压应该缓慢升至试验电压，并且要仔细观察表计变化和仔细倾听放点声音，数据无异常时进行第二阶段;第二阶段分别进行断口间电压，读取1min的耐压值，记录在相关表格中，实验过程中如果有绝缘烧焦气味或冒烟等异常现象时，应立即降低电压，断开电源且被测量的产品应在放电后再对其进行检查。在此次试验中，其中需要注意的是试验应该其他绝缘试验项目通过后在温度15-35°C、湿度不大于75%条件下进行;而且在试验中升压应均匀、不停顿直至击穿;对于不同类型的断路器应该选择正确的试验电压和耐压时间，以此能够有效的保障设备安全运行。

5安全注意事项

在进行机械特性试验时，注意事项有以下几点：（1）正确使用设备、仪器、仪表中途离开现场必须断开操作电源、气源，试验完毕要关闭全部设备电源和气源。（2）不同型号测试仪的使用方法不同，使用前一定看清说明书。使用前一定将测试仪接地，防止漏电，测试仪尽可能使用外接电源。（3）不要随便触摸操作桌和机构上的分合闸按钮及其操作线路中的控制电器元件，谨防发生误操作，不要将手伸进电磁机构、弹簧机构、断路器本体的传动机构等机构装置中去，防止机构砸伤事故的发生。试品在中途检修时，必须切断电源，将油压或气压降至零，此时严格禁止操作。（4）尽量少在压缩空气、六氟化硫断路器和气动、液压机构等试品旁逗留，以减少因试品高气压和高液压的汇漏和爆炸事故而受害的几率，对新设计的试品，必要时应加防护罩。（5）传感器安装时应选择合适的位置，防止由于传感器安装不当，造成断路器动作时损坏仪器及断路器。高压断路器机械特性试验应严格按照《国家电网公司变电检测通用管理规定》的要求进行，只有掌握了试验的要点，才能对试验结果进行正确的分析和处理。

结语

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备之一，无论系统处于什么状态，都应按照相应的要求做出可靠的动作，而高压断路器性能试验的目的就是为了考核、研究断路器的各种性能，检查它的材料选择、结构设计、生产工艺是否合理，能否有效的保障设备的安全运行，所以对实验中的关键点分析有很大的意义。

参考文献：

[1]付荣荣，赵莉华，荣强，等.高压断路器操作机构机械特性研究[J].高压电器，2017，5：56-62.

[2]赵靖波.高压断路器型式试验机械行程特性曲线的监测[J].电气时代，2015，1：93-95.

[3] 周庆清，宁茂亮，苏伟民，等. 断路器机械特性测试方法和选择[J]. 电工电气，2016，6：51 -55.

[4] 辛晓虎，王建慧，吴胜志，等. 开关柜机械特性试验接线装置[J].电气设备，2015，11：54 -55.

[5] 冉洺川，刘同杰，等. 一起断路器接卸特性不合格原因分析[J]. 电气开关，2017，11：54 -55

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