高壓斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)要點(diǎn)

崔超　白詩(shī)婷　張沛

【摘? 要】高壓斷路器是電力系統(tǒng)最重要的控制和保護(hù)設(shè)備。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制與保護(hù)設(shè)備，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以迅速的切除故障電流，保障系統(tǒng)的安全和高效運(yùn)行，因此對(duì)高壓斷路器進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)解析是非常有必要的。本文就高壓斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)要點(diǎn)展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】斷路器;機(jī)械特性;有點(diǎn)

引言

高壓斷路器是電力系統(tǒng)最重要的控制和保護(hù)設(shè)備。高壓斷路器在正常運(yùn)行中用于接通高壓電路和斷開(kāi)負(fù)載，在發(fā)生事故的情況下用于切斷故障電流，必要時(shí)進(jìn)行重合閘。它的工作狀況如何，直接影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。斷路器機(jī)械操作機(jī)構(gòu)方面的故障是導(dǎo)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(guān)合、承載和開(kāi)斷運(yùn)行狀態(tài)的正常電流和在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載、開(kāi)斷規(guī)定的異常電流如短路電流、過(guò)電荷電流的開(kāi)關(guān)電器統(tǒng)稱為高壓斷路器。高壓斷路器按滅弧介質(zhì)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(lái)說(shuō)它具有以下基本結(jié)構(gòu)：通斷原件、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絕緣支撐元件、基座等。這些結(jié)構(gòu)構(gòu)成的高壓斷路器在電網(wǎng)中有控制和保護(hù)的作用，分別是：（1）根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)要求，將要求的部分電氣設(shè)備及線路從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)化為退出、備用、檢修等狀態(tài)。（2）在電器設(shè)備或電路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)裝置及自動(dòng)裝置的作用將電網(wǎng)中的故障部分切除，保障無(wú)故障部分可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行，保護(hù)相關(guān)的電氣設(shè)備和電路安全。

2高壓斷路器機(jī)械特性參量

高壓斷路器合閘過(guò)程中的機(jī)械特性參量包括合閘行程、合閘時(shí)間、合閘速度和合閘線圈電流峰值等。高壓斷路器分閘過(guò)程中的機(jī)械特性參量包括分閘行程、分閘時(shí)間、分閘速度和分閘線圈電流峰值等。對(duì)于采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的高壓斷路器，合閘完成后，儲(chǔ)能電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，需要對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)的單次運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3試驗(yàn)的作用和意義

高壓斷路器發(fā)生的缺陷故障中，在某些地區(qū)機(jī)械類缺陷故障已超過(guò)絕緣類缺陷，成為造成斷路器功能失靈、影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的最主要因素。如高壓斷路器曾發(fā)生操作機(jī)構(gòu)卡澀、拒動(dòng)、誤動(dòng)，機(jī)構(gòu)彈簧疲勞，傳動(dòng)連桿斷裂、變形，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)二次元件損壞等缺陷或故障;用于投切無(wú)功設(shè)備的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)斷路器發(fā)生拒動(dòng)、分（合）閘速度降低、合閘彈跳或分閘反彈指標(biāo)不合格等缺陷。斷路器停電狀態(tài)下定期開(kāi)展的機(jī)械特性試驗(yàn)，是檢查斷路器操作機(jī)構(gòu)性能是否良好的重要試驗(yàn)項(xiàng)目。特別是斷路器行程特性曲線與分（合）閘速度特性試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷路器操作機(jī)構(gòu)卡澀、彈簧疲軟、傳動(dòng)連桿變形松動(dòng)等機(jī)械類缺陷具有重要意義。國(guó)家電網(wǎng)公司《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》《十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》等標(biāo)準(zhǔn)，均要求斷路器交接、大修后以及必要時(shí)必須開(kāi)展該項(xiàng)試驗(yàn)[2]。通過(guò)開(kāi)展斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)，能夠鑒定斷路器本身的工作狀況，檢驗(yàn)安裝或檢修的質(zhì)量能否滿足系統(tǒng)要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除隱患。

4斷路器試驗(yàn)綜述及關(guān)鍵點(diǎn)分析

4.1測(cè)量絕緣電阻項(xiàng)目

高壓斷路器實(shí)驗(yàn)中最基本的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目是測(cè)量絕緣電阻項(xiàng)目。該試驗(yàn)采用2500V兆歐表，分別測(cè)量斷路器合閘時(shí)整體對(duì)地及分閘時(shí)斷口間的絕緣電阻。在此實(shí)驗(yàn)中，要注意環(huán)境的溫度和濕度;測(cè)量前后被測(cè)產(chǎn)品都應(yīng)充分放電;對(duì)于不同類型的斷路器應(yīng)采用不同等級(jí)的絕緣電阻，例如在測(cè)量高壓少油的斷路器時(shí)應(yīng)主要檢查合閘狀態(tài)下拉桿對(duì)地絕緣電阻以及分閘狀態(tài)下斷口間絕緣電阻和內(nèi)部滅弧室的特征（受潮、燒傷狀態(tài)）;其次在測(cè)量絕緣電阻時(shí)要做好相應(yīng)的保護(hù)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(chǔ)能電機(jī)電流傳感器，分別用于對(duì)合閘線圈、分閘線圈、儲(chǔ)能電機(jī)的電流波形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。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(lián)安裝在斷路器合閘回路、分閘回路和儲(chǔ)能電機(jī)回路上。穿心式電流傳感器可以在不破壞原來(lái)電氣回路和增加原來(lái)電氣回路復(fù)雜性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電流采樣，可將被測(cè)電流轉(zhuǎn)換為0～5V信號(hào)供機(jī)械特性監(jiān)測(cè)IED使用。

4.2交流耐壓試驗(yàn)

交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)斷路器絕緣強(qiáng)度最有效直接的方式，一般對(duì)35KV以下的開(kāi)關(guān)設(shè)備分別在合閘狀態(tài)下檢測(cè)相間及相對(duì)地絕緣，分閘狀態(tài)檢測(cè)斷口絕緣。試驗(yàn)過(guò)程如下：按照試驗(yàn)接線圖接線，采用交流耐壓方法。因試驗(yàn)電壓較高，一般采用串聯(lián)諧振以降低試驗(yàn)電壓的容量。實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段，第一階段是分別測(cè)量合閘時(shí)相間及相對(duì)地的耐壓，此時(shí)電壓應(yīng)該緩慢升至試驗(yàn)電壓，并且要仔細(xì)觀察表計(jì)變化和仔細(xì)傾聽(tīng)放點(diǎn)聲音，數(shù)據(jù)無(wú)異常時(shí)進(jìn)行第二階段;第二階段分別進(jìn)行斷口間電壓，讀取1min的耐壓值，記錄在相關(guān)表格中，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如果有絕緣燒焦氣味或冒煙等異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即降低電壓，斷開(kāi)電源且被測(cè)量的產(chǎn)品應(yīng)在放電后再對(duì)其進(jìn)行檢查。在此次試驗(yàn)中，其中需要注意的是試驗(yàn)應(yīng)該其他絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目通過(guò)后在溫度15-35°C、濕度不大于75%條件下進(jìn)行;而且在試驗(yàn)中升壓應(yīng)均勻、不停頓直至擊穿;對(duì)于不同類型的斷路器應(yīng)該選擇正確的試驗(yàn)電壓和耐壓時(shí)間，以此能夠有效的保障設(shè)備安全運(yùn)行。

5安全注意事項(xiàng)

在進(jìn)行機(jī)械特性試驗(yàn)時(shí)，注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：（1）正確使用設(shè)備、儀器、儀表中途離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)必須斷開(kāi)操作電源、氣源，試驗(yàn)完畢要關(guān)閉全部設(shè)備電源和氣源。（2）不同型號(hào)測(cè)試儀的使用方法不同，使用前一定看清說(shuō)明書。使用前一定將測(cè)試儀接地，防止漏電，測(cè)試儀盡可能使用外接電源。（3）不要隨便觸摸操作桌和機(jī)構(gòu)上的分合閘按鈕及其操作線路中的控制電器元件，謹(jǐn)防發(fā)生誤操作，不要將手伸進(jìn)電磁機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、斷路器本體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)裝置中去，防止機(jī)構(gòu)砸傷事故的發(fā)生。試品在中途檢修時(shí)，必須切斷電源，將油壓或氣壓降至零，此時(shí)嚴(yán)格禁止操作。（4）盡量少在壓縮空氣、六氟化硫斷路器和氣動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)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(duì)新設(shè)計(jì)的試品，必要時(shí)應(yīng)加防護(hù)罩。（5）傳感器安裝時(shí)應(yīng)選擇合適的位置，防止由于傳感器安裝不當(dāng)，造成斷路器動(dòng)作時(shí)損壞儀器及斷路器。高壓斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照《國(guó)家電網(wǎng)公司變電檢測(cè)通用管理規(guī)定》的要求進(jìn)行，只有掌握了試驗(yàn)的要點(diǎn)，才能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確的分析和處理。

結(jié)語(yǔ)

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備之一，無(wú)論系統(tǒng)處于什么狀態(tài)，都應(yīng)按照相應(yīng)的要求做出可靠的動(dòng)作，而高壓斷路器性能試驗(yàn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝是否合理，能否有效的保障設(shè)備的安全運(yùn)行，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)分析有很大的意義。

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