高压断路器机械特性测试及注意事项

郭小燕1蒋春悦2朱伯涛3

摘要：保证高压断路器各项机械特性参数在正常范围之内，是保证断路器正常运行的关键所在，文中首先介绍了断路器的各项机械特性参数、测试流程步骤及测试注意事项，并针对不同形式的操动机构，对机械特性试验数据异常情况进行了分析。

关键词：高压断路器；机械特性；操动机构

一、引言

高压断路器机械特性测试分项较多。机械特性测试参数通常包括：合（分）闸顺序；合（分）闸最大时间；三相不同期；）同相不同期；合（分）闸时间；动作时间；弹跳时间；弹跳次数；弹跳幅度；行程；开距；超行程；过行程；刚合（分）速度；最大速度；（16）平均速度；金属短接时间；无电流时间；电流波形曲线（动态）；时间行程速度动态曲线等参数。这些参数对断路器的安全运行起着重要作用。

二、高压断路器机械特性测试

1.测试前的准备工作

（1）熟悉被试品的结构、原理，特别是产品在合闸和分闸操作中本体和操动机构的动作原理。

（2）准备好试验所需要的设备、仪器、登记表、测量工具和导线等，并了解它们的原理、技术特性及使用方法。

（3）将被试断路器安装在专用试验架或者平台上，并放在试验区域的适当位置。

（4）提供试验的被试品必须完全符合图纸要求，断路器内应注满变压器油或者充以额定压力的灭弧和绝缘气体。

（5）用万用表或指示灯检查操动机构的线路是否正确和符合图纸要求。

（6）用兆欧表测量机构中线路及电气元件的绝缘电阻以确认操作线路是否具有良好的绝缘性能。

（7）对操动机构的电气线路及元件进行工频低电压耐受试验。

（8）对于液压操动机构，应当检查贮压器中所充氮气的压力值是否满足要求。调整好各个信号开关的位置。将机构贮能到所规定的极限数值且保持规定时间，以考核高压容器和管路的机构和密封强度。

2.测试流程及步骤

（1）断路器低电压动作特性，将直流电源的输出，经刀闸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拉开直流电源出线刀闸，若断路器不动作，则逐步提高电压值，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。

（2）断路器动作时间测试。

测试接线。测试接线如图38所示，将断路器机械特性测试仪的合、分闸控制线分别接入断路器的二次控制线中，用试验接线将断路器一次各断口的引线接入断路器机械特性测试仪的时间通道。测试步骤如下：

将可调直流电源调至断路器额定操作电压，通过控制断路器机械特性测试仪，在额定操作电压及额定机构压力下对SF6断路器进行分、合闸操作，测得各相合、分闸动作时间。

三相合闸时间中的最大值和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。

如果SF6断路器每相存在多个断口的合、分闸时间，并得出同相各断口合、分闸的不同期。

如果断路器带有合闸电阻，则应同时测量合闸电阻的预先投入时间。

（3）断路器动作速度的测试。可结合断路器动作时间测试同时进行，将测速传感器固定可靠，并将传感器运动部分牢固连接至断路器机构的速度测量运动部件上。利用断路器机械特性测试仪进行断路器合、分闸操作，即得测试结果。

三、机械特性试验数据异常的处理与调整

1.液压操动机构断路器

机械特性参数调整前应先检查操动机构是否存有问题，一般影响同期的因素有：液压油管路中有气体、工作缸启动慢、辅助储压器氮气预压力等；影响速度的因素有：储压器预压力、定径孔的大小、环境温度等。参数的调整应结合上述几方面进行。

2.弹簧操动机构断路器

断路器的分合闸操作由分、合闸弹簧来完成，时间、同期、速度参数的调整主要通过改变分、合闸弹簧的压缩量来实现的。另外，分合闸弹簧是不能无限制的压缩或放松的，制造厂在出厂时都给出了弹簧压缩量的范围，调整时应严格按照要求进行。

3.气动操动机构断路器

断路器的合闸操作由弹簧、分闸操作由压缩空气完成，现场时间、速度参数调整比较困难。一般可尝试通过改变分、合闸电磁铁配合间隙的大小来实现，若测试数值与产品技术要求相差较大，应对操动机构进行检修或更换。

4.三相联动的断路器（包括各种操动机构）

三相联动的断路器，若时间、同期、速度某一参数不符合要求，应重点检查调整异常相的传动部件是否卡涩，若传动部件检查无异常，应结合下述几条对异常相断路器进行检查：绝缘拉杆与动触头的连接轴销是否电腐蚀，动作时轴销有一段空行程，造成合闸时间过长，导致不同期；动、静触头合闸接触偏；引弧触头是否烧损；弹跳时间过长等。

5.合分时间的调整

合分时间的调整分两种情况：一是通过在二次回路中加延时继电器满足国网公司对合分时间要求的断路器，例如：LW13、LW15型断路器（西开），应检查二次回路中辅助开关与延时继电器的线头是否松动，若无异常应更换延时继电器；二是采用操动机构本身延时满足国网公司对合分时间要求的断路器，例如：LW6、LW10B型断路器（平开），合分时间的异常主要由操动机构本身造成的，应重点检查机构的信号缸、分闸电磁铁、二级阀定径孔以及辅助储压器等。

四、机械特性测试注意事项

1.使用绝缘拉杆挂断口测试线时，应多人扶持，防止绝缘拉杆倾倒。

2.接断口线之前，必须先将仪器机壳做好接地，以便接断口线时能够泄掉断口上的感应电压，保护仪器及人身安全。

3.控制回路线应接在分、合闸线圈辅助接点侧，严禁直接接在分、合闸线圈上，以防烧毁线圈。

4.实际运行中所有断路器都是在控制电压为额定电压时动作的，所以当外加控制电压保持为额定电压时测得的断路器的动作时间才是正确的。一般加在分闸回路上的电压越高，断路器的分闸时间越短，反之越长。为防止测试误差，应保证施加在分合闸线圈上的电压为额定工作电压。

5.安装传感器时，应把断路器的分、合闸动作销子插上，防止安装时断路器误动，造成人员机械伤害；尽量把传感器安装在最靠近动触头的运动拐臂侧，以免中间转换部分的间隙或非线性影响测试准确度；传感器安装应牢固，任何在断路器动作过程中的晃动都会影响到测试数据的准确性（对于旋转式传感器，注意避开传感器死区）。

6.断路器机械特性试验应在额定SF6压力、额定操动机构压力的情况下进行。

7.断路器进行分合闸操作时，作业人员应保持互唱，做好监护，严禁断路器的机构箱处有人工作，防止人员受到机械伤害。

8.各种操动机构的断路器，其时间、速度的调整是互相影响的，调整一个参数的同时，会改变其他参数的数值，因此，调整完毕后，应对断路器的其他参数进行测试。

五、小结

高压断路器是电网系统中的重要设备，关系到电网的安全运行，其机械特性参数的正常与否直接关系到断路器的正常与否，加强相关参数的测试工作是保证设备正常运行的关键，电网变电运检部门应加强断路器的检修和测试工作，从而减少设备故障，最大程度的保证人身和设备安全。

参考文献：

［1］河北省电力公司组编.变电检修现场技术问答.中国电力出版社，2013.

［2］陈化钢.电力设备预防性试验技术问答.北京：中国水利水电出版社，2007.

［3］郭贤珊.高压开关设备生产运行实用技术.北京：中国电力出版社，2008.

作者简介：

郭小燕（1979-），男，学历：研究生，单位：国网河北电力培训中心，研究方向：变电设备检修