Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技视界 科技・探索・争鸣 浅谈断路器机械特性的测试 林明星 庄建煌 黄伟ｚ （１．国网福建省电力有限公司莆田供电公司，福建莆田３５１ １００； ２。国网福建仙游供电公司，福建仙游３５１２００） 【摘要】随着社会的发展，人们对用电的安全可靠性要求越来越高，高压断路器在电力系统中担负着控制和保护的双重任务，其性能的优 劣直接关系到电力系统的安全运行。机械特性参数是判断断路器性能的重要参数之一，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。本文阐述了高压断 路器机械特性的定义．介绍了测试方法、可选用的测量仪器及其改进对策。 【关键词】断路器；机械特性；测量 Ｏ概述 ． １．１３金短时间 在合一分操作中．从所有极各触头都接触瞬间起到随后的分操作 高压断路器是电力系统的重要设备之一．其最大特点是能断开电 时在所有极中弧触头都分离瞬间的时间间隔。 路中负荷电流和短路电流 断路器的机械特性直接影响断路器的开断 性能。对断路器进行机械方面的测试的目的是：第一，保证断路器的技 ２机械特－眭的测量 术参数符合规程要求．以使断路器能可靠地投入运行：第二，在检修过 ２．１动作电压的测试 程中通过测试可以掌握开关的机械性能．以便确定检修重点．有目的 地进行调整．保证检修质量。 １ 定义 １－１分闸时间 指处于合闸位置的断路器从接到分闸指令瞬间起到所有触头分 开瞬间为止的时间间隔 １．２合闸时间 指处于分闸位置的断路器从接到合闸指令瞬间到所有触头接触 瞬间的时间间隔 １．３合分时间 从接到合（分）闸指令瞬间起到所有极触头都接触（分离）瞬间的时 间间隔 １．４三相不同期 指断路器三相分（合）闸时间之间的最大及最小值差值。 １．５弹跳时间 ． ’ 指断路器的动、静触头在合闸过程中发生的所有接触、分离（即弹 跳）的累计时间差值（即第一次接触到完全接触的时间）。 １．６弹跳幅度 开关动触头运动过程中，动触头的最大反弹值。 １．７速度 图１动作电压测量 如图１所示．将可变电阻调到最大阻值．接通电源。减小可变电阻 值．使电磁线圈所加电压为额定电压的３０％．电磁铁不应动作。 断开电源，可变电阻值不变，再接通电源．电磁铁亦不应动作。 继续减小可变电阻至电磁铁吸合．此时．分闸电磁铁应完成脱扣 动作．合闸接触器的接点应可靠地闭合（在液压机构上的电磁铁应能 可靠地完成分、合闸阀的起动动作）。读取电压值，即为最低动作电压， 电压值不应高于额定电压的６５％ ２．２动作时间的测量 ２．２．１电秒表法测分、合闸时间 各制造厂对速度的定义各不相同．因此，《电力设备交接及预防性 试验规程实施细则》规定分闸速度和合闸速度的测试要按照制造厂的 要求进行。一般，断路器的速度是指其在单分、单合动作时的平均速 图２分闸时间接线图 度．而不是行程中的最大速度。 、 １．８刚合ｆ分１速度 测量分闸动作时间，合上电源开关，电秒表与分闸线圈同时带电， 开关合（分）闸过程中，动触头与静触头接触（分离）瞬间的运动速 电秒表开始记录，当分闸过程结束后，电秒表的电源被断路器切断，秒 度。 表停止。秒表上记录的时间即为固有分闸时间。如图２所示，一般应重 １．９平均速度 复测三次，取其平均值。 开关合（分）闸操作中，动触头在整个运动过程中的行程与时间的 比值 １．１０行程 量。 １．１１超行程 ．指断路器动触头由静止到开关动作完成之后动触头的整个位移 指断路器在合闸过程中动、静触头已经接触之后动触头再移动的 位移量 １．１２开距 图３合闸时间接线图 分位置时。开关一极的各触头之间或其连接的任何导电部分之间 的总间隙 测量合闸动作时间．合上电源开关．电秒表与合闸接触器同时带 作者简介：林明星（１９６６一），男，助理工程师、技师，从事运检及相关技术的工作、研究与开发。 庄建煌（１９７４一），男，本科，高级工程师、高级技师，从事变电检修及相关技术的工作、研究与开发。 黄伟（１９８１一），男，本科，高级工程师，从事变电检修及相关技术工作、研究与开发。 ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。 。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ科技视界ｌ ３３９ 科技・探索・争Ｉ乌 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 电，电秒表开始计时。当合闸过程结束后，电秒表的动作线圈被断路器 度定义固化在仪器程序中，便于现场试验人员选用。 的触头短接．秒表停止计时。电秒表记录的时间即为合闸时间 如图２ ２．４行程的测量 所示，同样重复三次．取其平均值 此方法比较简便．但测量误差较大．二 对于１１０ｋＶ及以上电压的断 路器不宜采用．应用示波器法测试 ２．２．２示波器法测量分、合闸时间 一一０ 一一—专 、一 １＿ 『、———— ——一Ｉ。电仁 ］ 一一 上 — ｌ ｛Ａ２ —卡 ０ 。 电源 ｌＩ ｌＩ ｌ三示波器 Ｉ 分闸位置 刚合位置 合闸位置 Ｉ ！：： Ｉ 图６断路器的行程测量 图４测分、合闸时间接线图 如图６所示．对断路器进行行程测量时，应先切断所有控制电源． 此法测量精度高，但设备、操作都比较复杂。如图４所示，当断路 电机电源．并在断路器灭弧室上、下接线端子之间接一校验灯（或蜂鸣 器分闸或合闸时．示波器分别录出各相动作的时间曲线 根据录波图 器），手动操作断路器到分闸位置，再手动操作断路器合闸，当校验灯 中曲线波形的变化来确定分、合闸命令发出的瞬间和动静触头分开、 刚亮（或蜂鸣器刚响时）时刻，即为断路器的刚合位置。分别测出Ａ１、 接触的瞬间，通过时间的换算即可得各相的分、合闸动作时间。 Ａ２、Ａ３并进行有关计算，即可得触头的行和超行程。为准确测定．可反 各相分、合闸时间差（同期性）以及真空开关的弹跳时间也可以简 复测量。 单地计算出来。 对于ＳＷ６型等型号的断路器．可采用测量杆测量行程．采用测量 管测量超行程。选定基准面，分别量出分、合闸时基准面以上的测量杆 ２．２３断路器三相动作的同期性测量 上面已提到用示波器可以比较精确地测得断路器的同期性（时间） 和测量管的长度．两数之差即为行程和超行程。一般测３次．取其平均 差．也可以用同期灯测得断路器同相各断口和异相各断口的同期性 值。 （行程）差，这是较简单的方法，对调整断路器的同期性很方便。 ２．５高压开关机械特性测试仪 高压开关机械特性测试仪是为适应现场测试高压开关动作特性 ２＿３速度的测量 断路器分、合闸速度可用电磁振荡器或示波器来测量。 的需要，开发研制的专用仪器，以单片机为核心进行采样，处理和输 出，优点是具有智能化、功能多、接线简单，信号数字化处理，数据准确 度高、抗干扰性强．试验结果可长期保存 配以制造厂家根据不同型号 开关设计的辅助支架，可用于各种电压等级的真空、ＳＦ６、少油、多油、 空气负荷等开关的机械特性测量 缺点是断路器采用石墨触头时．不 易准确测定合闸时间．同时参数设置上必须事先知道操作机构运动距 离与触头行程之间的传动比。某些国产测试仪抗干扰能力差 但由于 开关机械特性测试仪的种种优点．它将广泛应用于开关的机械特性的 测试中 ３结束语 开关机械特性是断路器的重要性能指标之一．由于速度的定义没 有统一，因此速度的测量要根据厂家的技术规范进行。高压断路器机 图５用同期灯测量断路器三相动作同期性 械特性试验由于能准确反映运行、动作工况，为状态检修提供可靠依 油断路器的触头可通过测速杆与测量工具相连．因此可直接测得 据，因此得到大力推广。随着测试设备、数据分析系统、判断依据的不 触头的运动速度．而ＳＦ６断路器目前沿无法直接测量触头的机械运动 断完善，其在设备的运行维护中起到越来越重要的作用。ｅ 速度，一般在断路器操动机构上安装测速器．并向绕组两端施加直流 【参考文献】 电压．测量时同断路器机械传动元件带动触点或绕组运动．绕组两端 ［１］王远程．浅谈真空断路器的机械特性参数及调整『Ｊ１．江西煤炭科技，１９９９． 产生一个变化的电压△ｕ．用示波器或其它设备将其记录下来．就可 ［２］姜生，李世民，王继元．真空断路器机械特性的探讨『Ｊ１＿高压电器，２００２（０４）． 以得到一条时间一行程曲线。根据速度定义就可计算出分闸、合闸速 ［３］周水生．高压开关机械特性测试仪的研制ｆＤ１．长安大学，２００８． 度。 『４］ＧＢ１９８４—２００３高压交流断路器『ｓ１ｌ北京：标准出版社，２００３ 现在开关种类千差万别．每种开关给出的速度定义都不一样．当 ［５］叶琦娅，戴文进，韩秀清．高压断路器机械性能的检测ｒＪ１江西电力，２００１，２５（１）： 然，根据速度定义计算出的刚分（合）速度值也不一样，因此在测速前． ９－２６． 我们必须知道开关制造厂的速度定义情况．方能得到正确的速度值 当然．现在有些仪器生产厂家已经收集到一些较常用的开关型号的速 ［责任编辑：汤静］ （上接第３３４页）造工作首先必须面对和解决的问题，这将直接决定改 改造的内容和组织管理，给核电厂仪控从业人员提供了参考。● 造工作能否顺利进行。对核电厂仪控数字化改造工作的组织管理，可 ’■ 以考虑将整个改造工作根据工作主体和工作内容进行阶段划分．确定 【参考文献】 不同阶段的主体责任方，其他参与部门服务于主体责任方。 ［１］王家胜，洪振曼，胡平．核电厂数字化仪控系统改造中的几种控制系统综合应 用分析【Ｊ１．核科学与工程，２００５，２５（３）． ４结语 ［２］李臻．ＡＰ１０００和ＥＰＲ仪控系统简介与对比【Ｊ】电力科学与工程，２００９，２５：４１— 随着三代核电技术成为国内核电发展的主流以及核电厂数字化 ４４． 程度的加深，数字化仪控系统取代基于模拟技术仪控系统已成为必然 ［３］李卓佳，张坚．ＥＰＲ核电仪控总体结构适应新扩展规范的技术改进研究ｌ Ｊｌｌ核 选择。本文描述了数字化仪控系统的主要特点．对比了ＥＰＲ与 科学与工程．２０１１．３１（１１１－１１７）． ＡＰ１０００数字化仪控系统，介绍了当前二代核电机组进行数字化仪控 ［责任编辑：许丽］ ３４。ｌ科技视界 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ