1、淺談斷路器機械特性的測試- 機電論文淺談斷路器機械特性的測試林明星 1 莊建煌 1黃偉 2（ 1.國網福建省電力有限公司莆田供電公司，福建莆田 351100 ；2. 國網福建仙游供電公司，福建 仙游 351200 ）【摘要】隨著社會的發展，人們對用電的安全可靠性要求越來越高，高壓斷路器在電力系統中擔負著控制和保護的雙重任務，其性能的優劣直接關系到電力系統的安全運行。 機械特性參數是判斷斷路器性能的重要參數之一，斷路器的分合閘時間，分合閘不同期程度， 分合閘速度以及線圈的動作電壓等，直接影響斷路器的切合性能， 并且對繼電保護， 自動重合閘裝置以及系統的穩定帶來極大的影響。本文闡述了高壓斷路器機械

2、特性的定義，介紹了測試方法、 可選用的測量儀器及其改進對策。關鍵詞 斷路器；機械特性；測量作者簡介：林明星（ 1966 ），男，助理工程師、技師，從事運檢及相關技術的工作、研究與開發。莊建煌（ 1974 ），男，本科，高級工程師、高級技師，從事變電檢修及相關技術的工作、研究與開發。黃偉（ 1981 ），男，本科，高級工程師，從事變電檢修及相關技術工作、研究與開發。0 概述高壓斷路器是電力系統的重要設備之一，其最大特點是能斷開電路中負荷電流和短路電流。 斷路器的機械特性直接影響斷路器的開斷性能。對斷路器進行機械方面的測試的目的是： 第一，保證斷路器的技術參數符合規程要求，以使斷路器能可靠地投入運

3、行；第二，在檢修過程中通過測試可以掌握開關的機械性能，以便確定檢修重點，有目的地進行調整，保證檢修質量。1 定義1.1 分閘時間指處于合閘位置的斷路器從接到分閘指令瞬間起到所有觸頭分開瞬間為止的時間間隔。1.2 合閘時間指處于分閘位置的斷路器從接到合閘指令瞬間到所有觸頭接觸瞬間的時間間隔。1.3 合分時間從接到合 (分)閘指令瞬間起到所有極觸頭都接觸(分離 )瞬間的時間間隔。1.4 三相不同期指斷路器三相分（合）閘時間之間的最大及最小值差值。1.5 彈跳時間指斷路器的動、靜觸頭在合閘過程中發生的所有接觸、分離（即彈跳）的累計時間差值（即第一次接觸到完全接觸的時間）。1.6 彈跳幅度開關動觸頭運

4、動過程中,動觸頭的最大反彈值。1.7 速度各制造廠對速度的定義各不相同，因此，電力設備交接及預防性試驗規程實施細則規定分閘速度和合閘速度的測試要按照制造廠的要求進行。一般，斷路器的速度是指其在單分、單合動作時的平均速度，而不是行程中的最大速度。1.8 剛合(分)速度開關合 (分)閘過程中 ,動觸頭與靜觸頭接觸 (分離 )瞬間的運動速度。1.9 平均速度開關合 (分)閘操作中 ,動觸頭在整個運動過程中的行程與時間的比值。1.10 行程指斷路器動觸頭由靜止到開關動作完成之后動觸頭的整個位移量。1.11 超行程指斷路器在合閘過程中動、靜觸頭已經接觸之后動觸頭再移動的位移量。1.12 開距分位置時 ,

5、開關一極的各觸頭之間或其連接的任何導電部分之間的總間隙。1.13 金短時間在合 - 分操作中，從所有極各觸頭都接觸瞬間起到隨后的分操作時在所有極中弧觸頭都分離瞬間的時間間隔。2 機械特性的測量2.1 動作電壓的測試如圖 1 所示，將可變電阻調到最大阻值，接通電源，減小可變電阻值，使電磁線圈所加電壓為額定電壓的30% ，電磁鐵不應動作。斷開電源，可變電阻值不變，再接通電源，電磁鐵亦不應動作。繼續減小可變電阻至電磁鐵吸合，此時，分閘電磁鐵應完成脫扣動作，合閘接觸器的接點應可靠地閉合 （在液壓機構上的電磁鐵應能可靠地完成分、合閘閥的起動動作）。讀取電壓值，即為最低動作電壓，電壓值不應高于額定電壓的6

6、5% 。2.2 動作時間的測量電秒表法測分、合閘時間測量分閘動作時間，合上電源開關，電秒表與分閘線圈同時帶電，電秒表開始記錄，當分閘過程結束后，電秒表的電源被斷路器切斷，秒表停止。秒表上記錄的時間即為固有分閘時間。如圖2 所示，一般應重復測三次，取其平均值。測量合閘動作時間，合上電源開關，電秒表與合閘接觸器同時帶電，電秒表開始計時。當合閘過程結束后， 電秒表的動作線圈被斷路器的觸頭短接，秒表停止計時。電秒表記錄的時間即為合閘時間。如圖2 所示，同樣重復三次，取其平均值。此方法比較簡便，但測量誤差較大，對于110kV及以上電壓的斷路器不宜采用，應用示波器法測試。示波器法測量分、合閘時間此法測量精

7、度高，但設備、操作都比較復雜。如圖4 所示，當斷路器分閘或合閘時，示波器分別錄出各相動作的時間曲線。根據錄波圖中曲線波形的變化來確定分、合閘命令發出的瞬間和動靜觸頭分開、接觸的瞬間， 通過時間的換算即可得各相的分、合閘動作時間。各相分、合閘時間差（同期性）以及真空開關的彈跳時間也可以簡單地計算出來。斷路器三相動作的同期性測量上面已提到用示波器可以比較精確地測得斷路器的同期性（時間）差，也可以用同期燈測得斷路器同相各斷口和異相各斷口的同期性（行程）差，這是較簡單的方法，對調整斷路器的同期性很方便。2.3 速度的測量斷路器分、合閘速度可用電磁振蕩器或示波器來測量。油斷路器的觸頭可通過測速桿與測量工

8、具相連，因此可直接測得觸頭的運動速度，而SF6 斷路器目前沿無法直接測量觸頭的機械運動速度，一般在斷路器操動機構上安裝測速器， 并向繞組兩端施加直流電壓， 測量時同斷路器機械傳動元件帶動觸點或繞組運動，繞組兩端產生一個變化的電壓U，用示波器或其它設備將其記錄下來，就可以得到一條時間- 行程曲線。根據速度定義就可計算出分閘、合閘速度。現在開關種類千差萬別，每種開關給出的速度定義都不一樣，當然，根據速度定義計算出的剛分 (合)速度值也不一樣，因此在測速前，我們必須知道開關制造廠的速度定義情況， 方能得到正確的速度值。 當然，現在有些儀器生產廠家已經收集到一些較常用的開關型號的速度定義固化在儀器程序

9、中，便于現場試驗人員選用。2.4 行程的測量如圖 6 所示，對斷路器進行行程測量時， 應先切斷所有控制電源， 電機電源，并在斷路器滅弧室上、下接線端子之間接一校驗燈（或蜂鳴器），手動操作斷路器到分閘位置， 再手動操作斷路器合閘， 當校驗燈剛亮（或蜂鳴器剛響時） 時刻，即為斷路器的剛合位置。分別測出A1 、A2 、A3 并進行有關計算，即可得觸頭的行和超行程。為準確測定，可反復測量。對于 SW6 型等型號的斷路器，可采用測量桿測量行程，采用測量管測量超行程。選定基準面，分別量出分、合閘時基準面以上的測量桿和測量管的長度，兩數之差即為行程和超行程。一般測3 次，取其平均值。2.5 高壓開關機械特性

10、測試儀高壓開關機械特性測試儀是為適應現場測試高壓開關動作特性的需要，開發研制的專用儀器，以單片機為核心進行采樣，處理和輸出，優點是具有智能化、功能多、接線簡單，信號數字化處理，數據準確度高、抗干擾性強，試驗結果可長期保存。配以制造廠家根據不同型號開關設計的輔助支架，可用于各種電壓等級的真空、 SF6、少油、多油、空氣負荷等開關的機械特性測量。缺點是斷路器采用石墨觸頭時， 不易準確測定合閘時間， 同時參數設置上必須事先知道操作機構運動距離與觸頭行程之間的傳動比。某些國產測試儀抗干擾能力差。但由于開關機械特性測試儀的種種優點，它將廣泛應用于開關的機械特性的測試中。3 結束語開關機械特性是斷路器的重要性能指標之一，由于速度的定義沒有統一，因此速度的測量要根據廠家的技術規范進行。高壓斷路器機械特性試驗由于能準確反映運行、動作工況，為狀態檢修提供可靠依據，因此得到大力推廣。隨著測試設備、數據分析系統、 判斷依據的不斷完善， 其在設備的運行維護中起到越來越重要的作用。參考文獻王遠程 .淺談真空斷路器的機械特性參數及調整J. 江西煤炭科技 ,1999.姜生 ,李世民 ,王繼元 .