高压断路器试验方法及注意事项_信息与通信_工程科技_专业资料。高压断路器试验方法 及注意事项 王达宇 断路器设备分类 根据灭弧介质，断路器大致可分： SF6断路器（瓷柱式、落地罐式） 少油断路器 多油断路器 真空断路器 断路器绝缘的分类 内绝缘（SF6气
高压断路器试验方法 及注意事项 王达宇 断路器设备分类 根据灭弧介质，断路器大致可分： SF6断路器（瓷柱式、落地罐式） 少油断路器 多油断路器 真空断路器 断路器绝缘的分类 内绝缘（SF6气体、绝缘油试验、真 空度等） 外绝缘 二次绝缘 常规试验项目 （1）导电回路电阻 （2）绝缘电阻 （3）交流耐压试验 （4）断路器机械特性试验 （5）SF6气体微水含量 （6）分、合闸线圈的直流电阻及绝缘电阻 （7）断口间并联电容器的绝缘电阻、电容量 和tanδ 导电回路电阻 试验目的: 断路器导电回路的电阻主要取决于断路器的动、静触 头间的接触电阻，接触电阻的存在，增加了导体在通电时 的损耗，使接触处的温度升高，其值的大小直接影响正常 工作时的载流能力，在一定程度上影响短路电流的切断能 力，也是反映安装检修质量的重要数据。 接触电阻又由收缩电阻和表面电阻两部分组成。 （1）收缩电阻：由于两个导体接触时，因其表面非绝 对的光滑、平坦，只能在其表面的一些点上接触，使导体 中的电流线在这些接触处剧烈收缩，实际接触面积大大缩 小，而使电阻增加，此原因引起的接触电阻称为收缩电阻。 （2）表面电阻：各导体的接触面因氧化、硫化等各种 原因会存在一层薄膜，该膜使接触过渡区域的电阻增大， 此原因引起的接触电阻称为表面电阻或膜电阻。 返回 导电回路电阻 试验方法： 采用微欧仪法。微欧仪的工作原理是直流电压 降法，通常采用交流220V电压经整流后，通过开 关电路转换为高频电流，最后再整流为100A的低 压直流，用作测量电源。具有自动恒流，并数显 测试电流值和回路电阻值。测量时，微欧仪内的 标准电阻分流器（Rdi）与被测回路电阻（RX） 呈串联关系，有UX/RX=Udi/Rdi=I，即RX= （UX/Rdi）Rdi，所以即使测量通入的电流值稍有 偏离100A，也不影响测量结果。 返回 导电回路电阻 试验标准与同期： 试验标准： （1）GSR-300型断路器：70~105μΩ。 （2）LW23－252型断路器：不大于120μΩ。 （3）OFPTB-200-40LA型断路器：不大于150μΩ。 试验周期： 交接时、大修后、2年、必要时。 返回 导电回路电阻 注意事项： （1）使用微欧仪时，应将电压测量线接内侧，电流引 线）测量时不能用双臂电桥代替微欧仪。断路器触头 的接触电阻是由表面电阻（膜电阻）和收缩电阻组成的。 当使用双臂电桥进行断路器导电回路电阻的测量时，由于 双臂电桥测量回路通过的是微弱的电流，难以消除电阻圈 较大的氧化膜，测量的电阻值偏大，但氧化膜在大电流下 很容易被烧坏，不妨碍正常电流通过。又当触头因调整不 当、运行中发生变化或触头烧损严重等使有效接触面积减 小时，双臂电桥的微弱电流，在其接触处不会产生收缩， 即无法测出收缩电阻，而在大电流或正常工作电流时，就 会使该接触处的电阻增加，引起触头的过度发热和加速氧 化。因此电桥法和直流电压降法的测量结果是有差别的， 而直流压降法更能反映断路器的实际工作状况。 返回 （3）通入电流不得小于100A。 绝缘电阻 试验目的： 主要测量支持瓷套、拉杆等一次回路对 地绝缘电阻。 试验方法 一般使用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 阻试验。 返回 绝缘电阻 试验标准与同期： 试验标准： 使用2500V兆欧表，其值应大于5000M?。 试验周期： 交接时、大修后、必要时。 注意事项： （1）试验时要求记录环境温度和湿度。 （2）测量前、后应将被试品充分放电。 返回 交流耐压试验 试验目的： 交流耐压试验是鉴定断路器绝缘强度最 有效和最直接的试验方法。 返回 交流耐压试验 试验方法： 因试验电压较高，一般采用串联谐振以降低试验电源 的容量。试验前应根据相关数据计算电抗器、变压器的参 数，以保证谐振回路能够匹配谐振以达到所需的试验电压 和电流。交流耐压试验接线图 交流耐压试验分为两个阶段，第一阶段是“老练净化”， 其目的是清除断路器内部可能存在的导电微粒。这些微粒 可能是由于安装时带入而清理不净，或是多次操作后产生 的金属碎屑，或是紧固件的切削碎屑和电极表面的毛刺， 使其不再对绝缘起危害作用。“老练净化”电压值应低于 耐压值，时间可取数分钟到数十分钟。 第二阶段是耐压试验，即在“老练净化”过程结束后 进行耐压试验，时间为1分钟。 在试验过程中，如果发现绝缘烧焦气味或冒烟或发 生响声等异常现象时，应立即降低电压，断开电源，被试 品进行接地放电后再对其进行检查。 返回 应分别进行断口间和合闸对地进行交流耐压。 交流耐压试验 试验标准与同期： 试验标准： 交流耐压的试验电压为出厂试验电压值 的80%。如果试验中未发生击穿放电现象， 则认为试验通过。对于SF6气体绝缘的设备， 如果试验中发生击穿放电现象，但再次加 压又能承受的，认为试验通过。 试验周期： 交接时、大修后、必要时。 返回 交流耐压试验 注意事项： （1）试验应在其它试验结束，并试验结果 合格情况下进行。 （2）试验在SF6气体额定压力下进行。 （3）电源电压和频率要求稳定，应避免用 电阻器调压。 （4）采用的电抗器与电容器应满足电流和 绝缘强度的要求。 （5）开关内的CT端子应短路接地。 返回 断路器机械特性试验 试验目的： （1）断路器的分合闸速度，分合闸时间，分合闸不同期程 度，以及分合闸线圈的动作电压，直接影响断路器的关合和开 断性能。断路器只有保证适当的分、合闸速度，才能充分发挥 其开断电流的能力，以及减小合闸过程中预击穿造成的触头电 磨损及避免发生触头熔焊。 （2）刚分速度降低将使燃弧时间增加，特别是切断短路故 障时，可能使触头烧损。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，特别是在自动重合闸不成功的情况下更为严 重。反之，速度过高，将使运动机构受到过渡的机械应力，造 成个别部件损坏或使用寿命缩短。同时，由于强烈的机械冲击 和振动，还将使触头弹跳时间加长。 （3） 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。 返回 断路器机械特性试验项目 分合闸低电压动作试验 分、合闸时间及同期 分、合闸速度 返回 分合闸低电压动作试验 试验目的： 对每一种配上操作机构进行分合闸操作的断路器，必 须给电磁铁一个控制电压。由于现场实际使用中供给断路 器操作机构的电源电压不可能稳定在额定值，而是在一定 范围内变化。因此，要求断路器在电压变化范围内也能正 常操作。 （1）当采用直流操作时，操作控制电压为额定电压的 80%~110%时，断路器应可靠合闸 （2）为额定电压的65%~120%时，断路器应可靠分闸。 （3）当操作控制电压在额定电压的30%以下时，断路 器应不能分闸。 返回 分合闸低电压动作试验 试验方法： 将直流可调电源的输出分别接入断路器二次 控制线的合闸或分闸回路中，在一个较低电压下 迅速合上并断开直流电源，查看断路器是否动作， 逐步提高此电压值，重复以上步骤，当断路器正 确动作时，记录此前的电压值。则分别为合、分 闸电磁铁的最低动作电压值。 如果存在第二分闸回路，则应同时测量第二 分闸电磁铁的最低动作电压。 分合闸低电压试验接线图 返回 分合闸低电压动作试验 试验标准与同期： 试验标准： （1）合闸电磁铁的最低动作电压不应大于额定 电压的80%，在额定电压的80%-110%范围内可靠 动作。 （2）分闸电磁铁的最低动作电压应在额定电压 的30%-65%的范围内，在额定电压的65%-120%范 围内可靠动作。当电压低至额定电压的30%或更 低时不应脱扣动作。 试验周期： 交接时、2年、机构大修后、必要时。 返回 分合闸低电压动作试验 注意事项： （1）试验应测出最低动作电压值 （2）试验不应采用取系统直流，以滑线）瞬间加压 、不能长时间加压 （4）加压应包括整个合、分闸回路不能 仅加到线圈两端 返回 分、合闸时间及同期 分、合闸时间及同期： （1）分闸时间：是指从断路器分闸操作起 始瞬间（接到分闸指令瞬间）起到触头分离瞬间 为止的时间间隔。 （2）合闸时间：是指处于分闸位置的断路 器，从合闸回路通电起到触头接触瞬间为止的时 间间隔。 （3）分合闸同期：是指断路器在分闸和合 闸操作时，三相分断和接触瞬间的时间差，称为 相间同期性。 返回 分、合闸时间及同期 试验方法： 将断路器特性测试仪的合、分闸控制线分别 接入断路器二次控制线中，用试验接线将断路器 一次各断口的引线接入测试仪的时间通道。 将可调直流电源调至额定操作电压，通过控 制断路器特性测试仪，在额定操作电压及额定机 构压力下对SF6断路器进行分、合操作，得出是各 相合、分闸时间。三相合闸时间中的最大值与最 小值之差即为合闸不同期；三相分闸时间中的最 大值与最小值之差即为分闸不同期。 返回 分、合闸时间及同期 试验标准与同期： 试验标准： （1）GSR-300型断路器：合闸时间50~70 ms；分闸时间17~22 ms。 （2）LW23－252型断路器：合闸时间小于100ms；分闸时间小于25 ms。 （3）OFPTB-200-40LA型断路器：合闸时间小于120ms；分闸时间小 于30ms。 （4）OFPTB-200-50LA型断路器：合闸时间小于110ms；分闸时间小 于20ms。 （5）相间合闸不同期不大于5ms； （6）相间分闸不同期不大于3ms； 试验周期： 交接时、4年、机构大修后、必要时。 返回 分、合闸速度 试验方法： 使用电位器式侧速仪。其工作原理是以连接 在动触头系统上的滑动触点在电阻杆上的不同位 置所反映的电压值来测量断路器的动作状况。 这种测量方法能直观判断断路器触头在整个 运动过程中有无卡涩和缓冲不良等异常现象，速 度测量精度较高。 返回 分、合闸速度 试验标准与同期： 试验标准： （1）GSR-300型断路器：合闸速度3.2~4.0m/s；分闸速 度10.2~11.2m/s。 （2）LW23－252型断路器：合闸速度 2.9~3.4m/s；分闸 速度7.7~8.7m/s。 试验周期： 交接时、4年、机构大修后、必要时。 返回 断路器机械特性试验 注意事项： （1）试验中应断开断路器控制回路直流，以防止试验电源 对系统直流产生影响。 （2）使用自带直流电源，禁止使用开关操作电源进行试验。 （3）进行分合闸操作时应使用分合闸线圈的额定电压操作。 （4）SF6气体压力为额定压力。 （5）操作用的油压或气体压力应为额定压力。 （6）三相断路器分闸时间与分闸同期合格时并不表示每相 的分闸速度也合格。因为断路器触头采用插入式结构，断 路器断口距离为170mm，动触头行程约200mm如图所示。 返回 SF6气体微水含量 试验目的： SF6气体中含有过量的水分会引起严重不良 后果，其危害主要体现在两方面： （1）大量水分可能在设备内绝缘件表面 产生凝结水，附在绝缘件表面，从而造成沿面 闪络，大大降低设备的绝缘水平。 （2）水分存在会加速SF6在电弧作用下的 分解反应，并生成多种具有强烈腐蚀性的毒性 的杂质，引起设备的化学腐蚀，并危及工作人 员的人身安全。因此对于SF6气体中的水分含 量必须严格控制。 返回 通常设备内的SF6气体中都含有微量水分，它的多少直 接影响SF6气体的使用性能。设备中的水分由下列原因产 生 （1）设备内本身含有或吸附的水分，这此水分在充 气前的抽真空干燥过程中不能完全排除，在运行中缓慢向 气相中释放； （2）SF6新气中含有微量水分，这些水分随新气一起 充入到设备中去； （3）充气过程中由于管道、接头等密封不严或干燥不 彻底而带进的水分； （4）由于设备密封不严，存在微小漏点，大气中的水 蒸气向设备内渗透而进入的水分。 SF6气体微水含量 试验方法： 测试方法采用露点法，工作原理为使被测气 体在恒定压力下，以一定的流量流经露点仪测量 室中的抛光金属镜面，该镜面的温度可人为地降 低并可精确地测量。当气体中的水蒸气随着镜面 温度的逐渐降低而达到饱和时，镜面上开始出现 露或霜，此时所测得的镜面温度即为露点。 返回 SF6气体微水含量 试验标准与同期： 试验标准： 大修后不大于150μL/L，运行中不大于 300 μL/L 。 试验周期： 交接时、1~3年、大修后、必要时。 返回 SF6气体微水含量 注意事项： 由于通常SF6气体的的湿度很低，而测量环境大气的湿度非常高， 从而给测试测试造成很大的困难，测量结果往往分散性比较大。为使 测量数据准确可靠，除了保证仪器具有良好的性能外，还必须注意取 样系统的密封和干燥，以及环境条件对测量结果的影响。 （1）在设备上取样应使用专用接头，要求密封良好。取样时，应 先将设备取样口附近的灰尘、油污等擦干净。 （2）取样管必须选用憎水性强的材料，并经适当干燥处理。取样 管道长度一般在2m左右，内径2~3mm。 （3）测试系统所有接头、阀门处应无泄漏，否则会由于空气中水 分的渗入而使测量结果偏高。 （4）测量时环境温度不宜过低，且相对湿度应不大于85%。 （5）虽然纯净的SF6气体是基本无毒的，但实际使用的气体，尤 其是运行中经过电弧作用的气体，多少包含一些毒性物质，因此测量 试要采取防护措施。 返回 谢谢 交流耐压试验接线图 返回 分合闸低电压试验接线图 返回 断路器触头结构 返回 分闸时间 返回 三相分闸同期 返回 分闸时弧触头与主触头断开的时间 差 返回 分析 从所测曲线上可以看出，分闸时间是指 从分闸 线圈通电开始到弧触头断开为止的时间，三相分 闸同期是指三相弧触头断开的时间差。这两相数 据都是以弧触头断开瞬间为结束时间，此时断路 器动触头的行程只占全部行程的很小一部分。如 果断路器的分闸速度因某种原因降低时，对分闸 时间与分闸同期的影响并不大。因此不能用分闸 时间与分闸同期合格作为判断分闸速度合格的依 据。 断路器触头结构 返回 落地罐式断路器 返回 瓷柱式断路器 返回
