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1、高压开关设备的试验与状态诊断第1页，此课件共43页哦第一节第一节第一节第一节 高压开关设备的绝缘预防性试验高压开关设备的绝缘预防性试验高压开关设备的绝缘预防性试验高压开关设备的绝缘预防性试验 绝缘预防性试验指使用较低的试验电压或用不会对被试设备绝缘产生绝缘预防性试验指使用较低的试验电压或用不会对被试设备绝缘产生累积损伤效应的方法，根据绝缘介质中发生的各种物理过程累积损伤效应的方法，根据绝缘介质中发生的各种物理过程(极化、吸收、极化、吸收、电导等电导等)，测量绝缘的各种参数，测量绝缘的各种参数(绝缘电阻和吸收比或极化指数、泄漏电流、介绝缘电阻和吸收比或极化指数、泄漏电流、介质损耗角正切等质损耗角
2、正切等)，以及与极化吸收过程有关的特性，以及与极化吸收过程有关的特性(主要表现为电阻主要表现为电阻时间的变时间的变化规律化规律)和绝缘冷却媒质的一系列其他特性和绝缘冷却媒质的一系列其他特性(化学成分、油中水分及气体含量等化学成分、油中水分及气体含量等)，从，从而判断设备的绝缘能力，及时发现可能的劣化现象，还可以通过历次试验积累而判断设备的绝缘能力，及时发现可能的劣化现象，还可以通过历次试验积累的数据，综合分析绝缘特性随时间的变化趋势，从而能显著提高对被试设备内的数据，综合分析绝缘特性随时间的变化趋势，从而能显著提高对被试设备内部绝缘缺陷的判断。部绝缘缺陷的判断。一、绝缘电阻测量一、绝缘电阻测量
3、一、绝缘电阻测量一、绝缘电阻测量 测量绝缘电阻是所有型式断路器试验中的基本项目，对于不同型式的断路测量绝缘电阻是所有型式断路器试验中的基本项目，对于不同型式的断路器则有不同的要求，应使用不同电压等级的兆欧表。器则有不同的要求，应使用不同电压等级的兆欧表。高压多油断路器的绝缘部件有套管、绝缘拉杆、灭弧室和绝缘油等。测量高压多油断路器的绝缘部件有套管、绝缘拉杆、灭弧室和绝缘油等。测量目的主要是检查杆对地绝缘，故应在断路器合闸状态下进行测试。通过该项目目的主要是检查杆对地绝缘，故应在断路器合闸状态下进行测试。通过该项目能较灵敏地发现拉杆受潮、裂纹、表面沉积污染、弧道灼痕等贯穿性缺陷，对能较灵敏地发现
4、拉杆受潮、裂纹、表面沉积污染、弧道灼痕等贯穿性缺陷，对引出线套管的严重绝缘缺陷也能有所反映。引出线套管的严重绝缘缺陷也能有所反映。第2页，此课件共43页哦 高压少油断路器的绝缘部件有瓷套、绝缘拉杆和绝缘油等。在断路器合闸状态高压少油断路器的绝缘部件有瓷套、绝缘拉杆和绝缘油等。在断路器合闸状态下，主要检查拉杆对地绝缘。对下，主要检查拉杆对地绝缘。对35kV35kV以下包含有绝缘子和绝缘拐臂的绝缘；在断路器分闸状以下包含有绝缘子和绝缘拐臂的绝缘；在断路器分闸状态下，主要检查各断口之间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。态下，主要检查各断口之间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。规程对油断路器整体绝
5、缘电阻值未作规定，而用有机物制成的拉杆的绝缘电阻值不应低规程对油断路器整体绝缘电阻值未作规定，而用有机物制成的拉杆的绝缘电阻值不应低于表于表6 61 1所列数值。所列数值。表表6 61 1 油断路器绝缘电阻的要求油断路器绝缘电阻的要求 （MM）试验类别额定电压（kV）242440.572.5252363交接12003000600010000大修后10002500500010000运行中300100030005000第3页，此课件共43页哦 对于真空断路器、压缩空气断路器和对于真空断路器、压缩空气断路器和SF6SF6断路器，主要测量支持瓷套、拉杆等一次回路断路器，主要测量支持瓷套、拉杆等一次回路
6、对地绝缘电阻，一般使用对地绝缘电阻，一般使用2500V2500V的兆欧表，其值应大于的兆欧表，其值应大于5000 M5000 M。辅助回路和控制回路的绝缘电阻测量时，首先要做好必要的安全措施，然后使用辅助回路和控制回路的绝缘电阻测量时，首先要做好必要的安全措施，然后使用500V500V（或（或1000V1000V）兆欧表进行测试，其值应大于）兆欧表进行测试，其值应大于2M2M。对于。对于500kV500kV断路器，应用断路器，应用1000V1000V兆兆欧表测量，其值应大于欧表测量，其值应大于2M2M。根据兆欧表测量的读数结合绝缘材料的种类，可以初步判别其吸潮、清洁度、绝根据兆欧表测量的读数结
7、合绝缘材料的种类，可以初步判别其吸潮、清洁度、绝缘性能，从而可初步决定设备缺陷的程度。兆欧表测试合格后才允许选择（根据设缘性能，从而可初步决定设备缺陷的程度。兆欧表测试合格后才允许选择（根据设备种类、电压高低）后面所述其他高级方法作真实性考核。备种类、电压高低）后面所述其他高级方法作真实性考核。二、介质损耗角正切测量二、介质损耗角正切测量二、介质损耗角正切测量二、介质损耗角正切测量 1.1.多油断路器多油断路器 测量测量4040。5kV5kV及以上非纯瓷套管和多油断路器的及以上非纯瓷套管和多油断路器的 ，其主要目的是检查，其主要目的是检查套管及其它绝缘部件如灭弧室、绝缘提升杆、油箱绝缘围屏、绝
8、缘油等的绝套管及其它绝缘部件如灭弧室、绝缘提升杆、油箱绝缘围屏、绝缘油等的绝缘状态。缘状态。试验时，首先进行分闸状态下的试验，即将被试断路器与外界引线脱离，试验时，首先进行分闸状态下的试验，即将被试断路器与外界引线脱离，并在分闸状态下对每支套管进行测量。若测量结果超出规定限值或与以前有并在分闸状态下对每支套管进行测量。若测量结果超出规定限值或与以前有显著增大时，必须落下油箱，进行分解试验，逐次缩小缺陷的可疑范围，直显著增大时，必须落下油箱，进行分解试验，逐次缩小缺陷的可疑范围，直到找出缺陷部位。到找出缺陷部位。第4页，此课件共43页哦 对于断路器整体的对于断路器整体的 是建立在套管标准基础上的
9、，故非纯瓷套管是建立在套管标准基础上的，故非纯瓷套管断路器的断路器的 可比同型号套管单独的可比同型号套管单独的 增大些，其增加值见表增大些，其增加值见表6 62 2。表表6 62 2 非纯瓷套管断路器的增加值非纯瓷套管断路器的增加值注：带有并联电阻断路器的整体注：带有并联电阻断路器的整体 （）可相应增加（）可相应增加1 1。*对对DW1-35(D)DW1-35(D)型断路器，其型断路器，其 （）值的增加数为（）值的增加数为3 3。2.2.少油断路器和其它断路器少油断路器和其它断路器 少油断路器一般不做此项试验，因其绝缘结构主要是瓷绝缘和环氧玻璃少油断路器一般不做此项试验，因其绝缘结构主要是瓷绝
10、缘和环氧玻璃丝布类绝缘，不存在套管受潮问题。在少油断路器的瓷套中虽然充有绝缘油，丝布类绝缘，不存在套管受潮问题。在少油断路器的瓷套中虽然充有绝缘油，但由于断路器本身电容量很小（仅十到几十皮法），再加上接线、仪表、温但由于断路器本身电容量很小（仅十到几十皮法），再加上接线、仪表、温度和周围电场等因素的影响，测量数据往往分散性很大，难以判断其规律性。度和周围电场等因素的影响，测量数据往往分散性很大，难以判断其规律性。因此，因此，难于有效地发现绝缘缺陷。难于有效地发现绝缘缺陷。额定电压（kV）126126*（）值的增加数12第5页，此课件共43页哦 但对于有并联电容器的，则应测量并联电容器的电容值和
11、但对于有并联电容器的，则应测量并联电容器的电容值和 。测得的电容。测得的电容值与出厂值比较应无明显变化，电容值偏差在值与出厂值比较应无明显变化，电容值偏差在55范围内，范围内，10kV10kV下的下的 值不大值不大于下列数值于下列数值 油纸绝缘油纸绝缘 0.0050.005 膜纸复合绝缘膜纸复合绝缘 0.00250.0025 三、泄漏电流测量三、泄漏电流测量三、泄漏电流测量三、泄漏电流测量 测量泄漏电流是测量泄漏电流是35kV35kV及以上少油断路器和压缩空气断路器的重要试验项目之及以上少油断路器和压缩空气断路器的重要试验项目之一，它能较灵敏地发现断路器瓷套外表危及绝缘的严重污秽；绝缘拉杆和绝
12、缘受潮；一，它能较灵敏地发现断路器瓷套外表危及绝缘的严重污秽；绝缘拉杆和绝缘受潮；少油断路器灭弧室受潮、劣化和碳化物过多等缺陷；压缩空气断路器因压缩空气相少油断路器灭弧室受潮、劣化和碳化物过多等缺陷；压缩空气断路器因压缩空气相对湿度增高而带进潮气，使管内壁和导气管凝露等缺陷。多油断路器解体时，其拉对湿度增高而带进潮气，使管内壁和导气管凝露等缺陷。多油断路器解体时，其拉杆可进行该项试验。杆可进行该项试验。对少油断路器和压缩空气断路器，在分闸位置按图对少油断路器和压缩空气断路器，在分闸位置按图6 61 1的接线方式进行加的接线方式进行加压试验，即进出线端接地，试验电压加在中间三角箱处。若泄漏电流超
13、标时，则分压试验，即进出线端接地，试验电压加在中间三角箱处。若泄漏电流超标时，则分别对每一部件进行分解试验，检查绝缘是否符合要求，从而确定缺陷部件，直流试别对每一部件进行分解试验，检查绝缘是否符合要求，从而确定缺陷部件，直流试验电压见表验电压见表6 63 3。表表6 63 3 直流试验电压直流试验电压第6页，此课件共43页哦额定电压（kV）40.572.5252363直流试验电压（kV）204060第7页，此课件共43页哦 泄漏电流一般不大于泄漏电流一般不大于10A10A，但对于，但对于252kV252kV及以上少油断路器提升杆（含支持及以上少油断路器提升杆（含支持瓷套）的泄漏电流大于瓷套）的
14、泄漏电流大于5A5A时，就应引起注意。另外为使测量准确可靠，各次试时，就应引起注意。另外为使测量准确可靠，各次试验有较好的可比性和规律性，在试验中应注意以下几点：验有较好的可比性和规律性，在试验中应注意以下几点：（1 1）适当采用较大线径的多股绝缘软线或屏蔽线作引线，且尽量短，）适当采用较大线径的多股绝缘软线或屏蔽线作引线，且尽量短，以减小杂散电流的影响；以减小杂散电流的影响；（2 2）引线连接处，选用光滑无棱角的导体（如小铜球）进行连接，以）引线连接处，选用光滑无棱角的导体（如小铜球）进行连接，以减小电晕损失带来的影响；减小电晕损失带来的影响；（3 3）保持一定的升压速度。对稳定电容要充分放
15、电，并使每次放电的时间大致相）保持一定的升压速度。对稳定电容要充分放电，并使每次放电的时间大致相等，以减小因电容充电电流的不同，引起的泄漏电流读数的偏差；等，以减小因电容充电电流的不同，引起的泄漏电流读数的偏差；（4 4）高压直流输出端并联不小于）高压直流输出端并联不小于0.01F0.01F的稳压电容，否则会引起测量值的稳压电容，否则会引起测量值偏低。偏低。四、交流耐压试验四、交流耐压试验四、交流耐压试验四、交流耐压试验 断断路路器器的的交交流流耐耐压压试试验验是是鉴鉴定定断断路路器器绝绝缘缘强强度度最最有有效效和和最最直直接接的的试试验验项项目目。交交流流耐耐压压试试验验应应在在分分、合合闸
16、闸状状态态下下分分别别进进行行，合合闸闸状状态态下下主主要要鉴鉴定定相相对对地地以以及及相相间间地地绝绝缘缘状况；分闸状态下主要鉴定断口间的绝缘状况。状况；分闸状态下主要鉴定断口间的绝缘状况。第8页，此课件共43页哦 126kV126kV及以上的油断路器若因试验设备的限制可不做整体交及以上的油断路器若因试验设备的限制可不做整体交流耐压试验。流耐压试验。40.5kV40.5kV及以下的油断路器在新安装和大修后应做交流及以下的油断路器在新安装和大修后应做交流耐压试验，必要时在预防性试验中也应进行交流耐压试验。对于耐压试验，必要时在预防性试验中也应进行交流耐压试验。对于121240.5kV40.5k
17、V电压等级的和三相共箱式的断路器还应做相间耐压试验，电压等级的和三相共箱式的断路器还应做相间耐压试验，其试验电压值与对地耐压时相同。耐压试验过程中，试品未发其试验电压值与对地耐压时相同。耐压试验过程中，试品未发生闪络、击穿，耐压后不发热，认为耐压试验通过。交流耐压生闪络、击穿，耐压后不发热，认为耐压试验通过。交流耐压试验电压见表试验电压见表6 64 4。表表6 64 4 交流耐压试验电压交流耐压试验电压 额定电压（kV）1240.5126（123）252（245）试验电压（kV）相间及对地42（28）95160/180288/316隔离断口49（35）128180/212332/368注：1.
18、当12kV系统中性点为有效接地时，取括号中数据。2.分母数为根据IEC补充的较高耐压水平值。第9页，此课件共43页哦 对对126kV126kV及以上油断路器提升杆的交流耐压试验的电压值，可参考上表及以上油断路器提升杆的交流耐压试验的电压值，可参考上表6 64 4。也可进行。也可进行分段加压试验，但应进行分段系数的修正。分段加压试验，但应进行分段系数的修正。对于断路器的辅助回路和控制回路的交流耐压试验，试验电压为对于断路器的辅助回路和控制回路的交流耐压试验，试验电压为2kV2kV。对。对72.5kV72.5kV及及以上的油断路器，其试验电压按以上的油断路器，其试验电压按DL/T593DL/T59
19、319661966规定值的规定值的8080进行。过滤和新加油的断进行。过滤和新加油的断路器一般需静止路器一般需静止3h3h左右，等油中气泡全部逸出后才能进行。气体断路器应在最低允许左右，等油中气泡全部逸出后才能进行。气体断路器应在最低允许气压下进行试验，才容易发现内部绝缘缺陷。气压下进行试验，才容易发现内部绝缘缺陷。交流耐压试验电压测量的要求不是很严格的，可以直接从低压侧读数后换算。交流耐交流耐压试验电压测量的要求不是很严格的，可以直接从低压侧读数后换算。交流耐压试验前后的绝缘电阻不下降压试验前后的绝缘电阻不下降3030为合格。试验时油箱出现时断时续的轻微放电声，为合格。试验时油箱出现时断时续
20、的轻微放电声，应放下油箱进行检查，必要时应将油重新处理，若出沉重击穿声或冒烟，则为不应放下油箱进行检查，必要时应将油重新处理，若出沉重击穿声或冒烟，则为不合格，务必重新处理。如有机绝缘材料烧坏应当更换，并查明原因，原因未查明合格，务必重新处理。如有机绝缘材料烧坏应当更换，并查明原因，原因未查明时，不得轻易重试，以免造成损失。时，不得轻易重试，以免造成损失。交流耐压的试验电压一般由试验变压器或串联谐振回路产生。为使试验电压不受交流耐压的试验电压一般由试验变压器或串联谐振回路产生。为使试验电压不受泄漏电流变化的影响，变压器输送的试品短路电流应不小于泄漏电流变化的影响，变压器输送的试品短路电流应不小
21、于0.1Arms0.1Arms。当试品放电时，使。当试品放电时，使试验电压产生较大波动，可能会造成试品和试验变压器损坏，应在试验回路中串联一些阻尼元试验电压产生较大波动，可能会造成试品和试验变压器损坏，应在试验回路中串联一些阻尼元件。串联谐振回路主要由容性试品或容性负载和与之串联的电感以及中压电源组成，也可由电件。串联谐振回路主要由容性试品或容性负载和与之串联的电感以及中压电源组成，也可由电容器与感性试品串联而成。改变回路参数或电源频率使回路谐振，产生远大于中压电源电压的容器与感性试品串联而成。改变回路参数或电源频率使回路谐振，产生远大于中压电源电压的幅值加在试品上。在试品放电时，由于电源输出
22、的电流较小，从而限制了对试品绝缘的损坏。幅值加在试品上。在试品放电时，由于电源输出的电流较小，从而限制了对试品绝缘的损坏。第10页，此课件共43页哦 五、测量导电回路电阻五、测量导电回路电阻五、测量导电回路电阻五、测量导电回路电阻 断断路路器器导导电电回回路路的的电电阻阻主主要要取取决决于于断断路路器器的的动动、静静触触头头间间的的接接触触电电阻阻，接接触触电电阻阻又又由由收收缩缩电电阻阻和和表表面面电电阻阻两两部部分分组组成成。由由于于两两个个导导体体接接触触时时，因因其其表表面面非非绝绝对对的的光光滑滑、平平坦坦，只只能能在在其其表表面面的的一一些些点点上上接接触触，使使导导体体中中的的电
23、电流流线线在在这这些些接接触触处处剧剧烈烈收收缩缩，实实际际接接触触面面积积大大大大缩缩小小，而而使使电电阻阻增增加加，此此原原因因引引起起的的接接触触电电阻阻称称为为收收缩缩电电阻阻。另另由由于于各各导导体体的的接接触触面面因因氧氧化化、硫硫化化等等各各种种原原因因会会存存在在一一层层薄薄膜膜，该该膜膜使使接接触触过过渡渡区区域域的的电电阻阻增增大大，此此原原因因引引起起的的接接触触电电阻阻称称为为表表面面电电阻阻（或或膜膜电电阻阻）。接接触触电电阻阻的的存存在在，增增加加了了导导体体在在通通电电时时的的损损耗耗，使使接接触触处处的的温温度度升升高高，其其值值的的大大小小直直接接影影响响正正
24、常常工工作作时时的的载载流流能能力力，在在一一定定程程度度上上影影响响短短路路电电流流的的切切断断能能力力，也是反映安装检修质量的重要数据。也是反映安装检修质量的重要数据。由由于于导导电电回回路路接接触触的的好好坏坏是是保保证证断断路路器器安安全全运运行行的的一一个个重重要要条条件件，所所以以在在标标准准和和规规程程中中均均要要求求测测量量导导电电回回路路电电阻阻。断断路路器器导导电电回回路路电电阻阻的的测测量量是是在在断断路路器器处处于于合合闸闸状状态态下下进进行行的的，其其测测量量接接线线如如图图6 62 2所所示示。它它是是采采用用直直流流电电压压降降法法进进行行测测量量。常常用用的的测
25、测量量方方式式有有电电压压降降法法（电电流流电电压压表表法法）和和微微欧仪法。欧仪法。第11页，此课件共43页哦图图6 62 2 断路器导电回路电阻的测量断路器导电回路电阻的测量第12页，此课件共43页哦 1 1、电压降法、电压降法 直流压降法的原理是，当在被测回路中通以直流电流时，则在回路接触电直流压降法的原理是，当在被测回路中通以直流电流时，则在回路接触电阻上将产生电压降，测量出通过回路的电流及被测回路上的电压降，即可根据阻上将产生电压降，测量出通过回路的电流及被测回路上的电压降，即可根据欧姆定律计算出接触的直流电阻值。欧姆定律计算出接触的直流电阻值。测量时，图测量时，图6 62 2的回路
26、通以的回路通以100A100A直流电流，电流用分流器及毫伏表直流电流，电流用分流器及毫伏表1 1进行测量，进行测量，回路接触电阻的电压降用毫伏表回路接触电阻的电压降用毫伏表2 2进行测量，毫伏表进行测量，毫伏表2 2应接在电流接线端里侧，以防止电流应接在电流接线端里侧，以防止电流端头的电压降引起测量误差。表计的精度应不低于端头的电压降引起测量误差。表计的精度应不低于0.50.5级，流过电流的导线截面应足够大，级，流过电流的导线截面应足够大，一般可用截面为一般可用截面为16mm216mm2的铜线。的铜线。2 2、微欧仪法、微欧仪法 微欧仪的工作原理仍是直流电压降法，通常采用交流微欧仪的工作原理仍
27、是直流电压降法，通常采用交流220V220V电压经整流后，通电压经整流后，通过开关电路转换为高频电流，最后再整流为过开关电路转换为高频电流，最后再整流为100A100A的低压直流，用作测量电源。具有的低压直流，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（流器（RdiRdi）与被测回路电阻（）与被测回路电阻（RxRx）呈串联关系，有，）呈串联关系，有，即，即，所以即使测量通入的电流值稍有偏离所以即使测量通入的电流值稍有偏离100A100A，也不影响测量结果。，也不影响测量结果。第1
28、3页，此课件共43页哦 使用微欧仪时，也应将电压测量线（细线）接内侧，电流引线（粗线）接外使用微欧仪时，也应将电压测量线（细线）接内侧，电流引线（粗线）接外侧。侧。由前述可知，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。当由前述可知，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，难以消除电阻较大的氧化膜，测出的电阻示值偏大，但氧化膜在大电流下很容的电流，难以消除电阻较大的氧化膜，测出的电阻示值偏大，但氧化
29、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（如触头压力变化）、运行中发易被烧坏，不妨碍正常电流通过。又当触头因调整不当（如触头压力变化）、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通过时，就会使该接触会产生收缩，即无法测出收缩电阻，而在大电流或正常工作电流通过时，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。对此，处的电阻增加，引起触头的过度发热和加速氧化。对此，GB763GB7639090
30、交流高压电器交流高压电器在长期工作时的发热在长期工作时的发热、DL405DL4059191进口进口220220500kV500kV高压断路器和隔离开关技术高压断路器和隔离开关技术规范规范等标准均已明确规定：测试采用直流电压降法，通入的电流不得小于等标准均已明确规定：测试采用直流电压降法，通入的电流不得小于100A100A。所以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。所以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。反映断路器的实际工作状况。第14页，此课件共43页哦第二节第二节 高压开关设备的动作特性试验高压开关设备的动作特性试验 断路
31、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，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烧损、喷油，甚至发生爆炸。而刚合速度的降低，若合闸于短路故障时，由于发生触头烧损、喷油，甚至发生爆炸。而刚合速度的降低，若合闸于短路故障时，由于阻碍
32、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，同样容易引起爆炸，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，同样容易引起爆炸，特别是在自动重合闸不成功情况下更是如此。反之，速度过高，将使运动机构受到过度特别是在自动重合闸不成功情况下更是如此。反之，速度过高，将使运动机构受到过度的机械应力，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，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。真空和还将使触头弹跳时间加长。真空和SF6SF6断路器的情况相似。断路器的情况相似。断路器分、合闸严重不同期，将造成线路
33、或变压器的非全相接入或切断，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。从而可能出现危害绝缘的过电压。断路器机械特性的某些方面是用触头动作时间和运动速度作为特征参数来表示的，断路器机械特性的某些方面是用触头动作时间和运动速度作为特征参数来表示的，在机械特性试验中一般最主要的是刚分速度、刚合速度、最大分闸速度、分闸时间、合在机械特性试验中一般最主要的是刚分速度、刚合速度、最大分闸速度、分闸时间、合闸时间、合分时间、分合时间以及分、合闸同期性等。闸时间、合分时间、分合时间以及分、合闸同期性等。第15页，此课件共43页哦 一、部分时间参量的定义一、部
34、分时间参量的定义一、部分时间参量的定义一、部分时间参量的定义 1 1、分闸时间、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）起到所有极的触是指从断路器分闸操作起始瞬间（接到分闸指令瞬间）起到所有极的触头分离瞬间为止的时间间隔。应具有很短的合闸时间，减少合闸时的电弧的头分离瞬间为止的时间间隔。应具有很短的合闸时间，减少合闸时的电弧的能量，防止电弧使触头熔焊。能量，防止电弧使触头熔焊。2 2、合闸时间、合闸时间 是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔。分闸时间必须在规定的时间范围内。分
35、闸时间太短，则系为止的时间间隔。分闸时间必须在规定的时间范围内。分闸时间太短，则系统短路时直流分量过大，可能会引起分闸困难；分闸时间太长，则影响系统统短路时直流分量过大，可能会引起分闸困难；分闸时间太长，则影响系统的稳定性。的稳定性。3 3、分合时间、分合时间 是断路器在自动重合闸时，从所有极触头分离瞬间起至首先接触极接触瞬间是断路器在自动重合闸时，从所有极触头分离瞬间起至首先接触极接触瞬间为止的时间间隔。为止的时间间隔。4 4、合分时间、合分时间 是断路器在不成功重合闸的合分过程中或单独合分操作时，从首先接触极的触头是断路器在不成功重合闸的合分过程中或单独合分操作时，从首先接触极的触头接触瞬
36、间起到随后的分操作时所有极触头均分离瞬间为止的时间间隔。接触瞬间起到随后的分操作时所有极触头均分离瞬间为止的时间间隔。第16页，此课件共43页哦 5 5、分闸与合闸操作同期性、分闸与合闸操作同期性 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，以及同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，以及同相各灭弧单元触头分断和接触瞬间的时间差，前者称为相间同期性，后者称为相各灭弧单元触头分断和接触瞬间的时间差，前者称为相间同期性，后者称为同相各断口间同期性。同相各断口间同期性。二、测量断路器时间参量的方法二、测量断路器时间参量的方法二、测量断路器时间参量的方法二、测量断路器
37、时间参量的方法 在断路器的现场试验中，一般应进行分闸时间、合闸时间、分合闸同期性在断路器的现场试验中，一般应进行分闸时间、合闸时间、分合闸同期性的测量，对于具有重合闸操作的断路器，还需测量分合时间和合分时间。的测量，对于具有重合闸操作的断路器，还需测量分合时间和合分时间。1 1、用电秒表测量时间、用电秒表测量时间 电秒表具有测量简单、使用方便等优点。但是，电秒表难以准确测量相电秒表具有测量简单、使用方便等优点。但是，电秒表难以准确测量相间或断口间不同期性，所以已逐渐被取代。间或断口间不同期性，所以已逐渐被取代。2 2、光线示波器测量时间、光线示波器测量时间 使用光线示波器可以测量断路器分、合闸
38、时间，同期差及分、合闸电磁使用光线示波器可以测量断路器分、合闸时间，同期差及分、合闸电磁铁的动作情况。这种方法具有测量准确、直观，且能同时测量多个时间参量铁的动作情况。这种方法具有测量准确、直观，且能同时测量多个时间参量等优点。等优点。第17页，此课件共43页哦 (1)(1)测量基本原理。接线原理如图测量基本原理。接线原理如图6 63 3所示，光线示波器的测试回路由电源所示，光线示波器的测试回路由电源E E、开、开关关S S、可调电阻、可调电阻R R、光线示波器振子、光线示波器振子g g回路串联组成。回路串联组成。(2)(2)单相单断口断路器的时间测量，其测量接线如图单相单断口断路器的时间测量
39、，其测量接线如图6464所示。所示。图图6 63 3 光线示波器振子回路接线原理图光线示波器振子回路接线原理图 图图6 64 4 用光线示波器进行断口测量接线原理图用光线示波器进行断口测量接线原理图第18页，此课件共43页哦 测量前，事先将电阻箱中的电阻测量前，事先将电阻箱中的电阻r1r1、r2r2调节到适当值，当电路接通时，电路中的调节到适当值，当电路接通时，电路中的电流值应在示波器振子允许的范围之内。电流值应在示波器振子允许的范围之内。(3)(3)电流信号。在断路器的机械试验中，通常将分闸和合闸电磁铁在操作断电流信号。在断路器的机械试验中，通常将分闸和合闸电磁铁在操作断路器分、合闸时的电流
40、波形，称为电流信号。它是断路器接受分闸和合闸操作指路器分、合闸时的电流波形，称为电流信号。它是断路器接受分闸和合闸操作指令的标志，这个标志是断路器时间测量中不可缺少的信号，其测量原理接线如图令的标志，这个标志是断路器时间测量中不可缺少的信号，其测量原理接线如图6565所示。所示。(4)(4)断路器的三相时间测量。一台断路器一般由三相组成，所以在机械试验中必须测断路器的三相时间测量。一台断路器一般由三相组成，所以在机械试验中必须测量三相的时间参数。图量三相的时间参数。图6-66-6示出了用光线示波器进行三相时间测量的接线图。示出了用光线示波器进行三相时间测量的接线图。图图6 65 5 抽取分、合
41、闸线圈电流信号原理图抽取分、合闸线圈电流信号原理图 图图6 66 6 用光线示波器进行三相时间测量接线图用光线示波器进行三相时间测量接线图 XQXQ线圈线圈第19页，此课件共43页哦 由于光线示波器时标范围宽、精度高，且能直观反映出断路器在动作过由于光线示波器时标范围宽、精度高，且能直观反映出断路器在动作过程中有关参量的变化情况，因此，过去一直是测量断路器机械特性的主要方程中有关参量的变化情况，因此，过去一直是测量断路器机械特性的主要方法。随着电子技术的发展，出现了应用计算机技术测量断路器机械动作各参法。随着电子技术的发展，出现了应用计算机技术测量断路器机械动作各参数的仪器，已逐步取代了光线示
42、波器的使用。数的仪器，已逐步取代了光线示波器的使用。三、速度参量的定义三、速度参量的定义三、速度参量的定义三、速度参量的定义 1 1、触头刚分速度、触头刚分速度 指开关分闸过程中，动触头与静触头分离瞬间的运动速度。技术条件无规定时，指开关分闸过程中，动触头与静触头分离瞬间的运动速度。技术条件无规定时，国家标准推荐取刚分后国家标准推荐取刚分后0.01s0.01s内平均速度作为刚分点的瞬时速度，并以名义超程的计算内平均速度作为刚分点的瞬时速度，并以名义超程的计算点作为刚分计算点。点作为刚分计算点。2 2、触头刚合速度、触头刚合速度 指开关在合闸过程中，动触头与静触头接触瞬间的运动速度。技术条件无规
43、定时，指开关在合闸过程中，动触头与静触头接触瞬间的运动速度。技术条件无规定时，国家标准一般推荐取刚合前国家标准一般推荐取刚合前0.01s0.01s内平均速度作为刚合点的瞬时速度，并以名义超程的计内平均速度作为刚合点的瞬时速度，并以名义超程的计算点作为刚合计算点。算点作为刚合计算点。3 3、最大分闸速度、最大分闸速度 指开关分闸过程中区段平均速度的最大值，但区段长短应按技术条件规定，如指开关分闸过程中区段平均速度的最大值，但区段长短应按技术条件规定，如无规定，按无规定，按0.01s0.01s计算。计算。第20页，此课件共43页哦 四、测量断路器速度参量的方法四、测量断路器速度参量的方法四、测量断
44、路器速度参量的方法四、测量断路器速度参量的方法 断路器的速度参量以其分、合闸速度来表示。由于断路器在运动过程中每一时刻的断路器的速度参量以其分、合闸速度来表示。由于断路器在运动过程中每一时刻的速度是不同的，一般所关心的是刚分、刚合速度和最大速度。根据以上定义要求，下面速度是不同的，一般所关心的是刚分、刚合速度和最大速度。根据以上定义要求，下面介绍几种测量断路器运动特性的方法。介绍几种测量断路器运动特性的方法。1 1、电磁振荡器测速法、电磁振荡器测速法 电磁振荡器测速原理如图电磁振荡器测速原理如图6767所示。所示。图图6 67 7 电磁振荡器测速原理示意图电磁振荡器测速原理示意图 1 1运动纸
45、板；运动纸板；2 2振动笔；振动笔；3 3衔铁；衔铁；4 4振动簧片；振动簧片；5 5线圈；线圈；A A刚分、刚合点刚分、刚合点第21页，此课件共43页哦 运动纸板通过测速杆与动触头连接。当振荡电磁铁线圈中通入运动纸板通过测速杆与动触头连接。当振荡电磁铁线圈中通入50Hz50Hz交流电时，交流电时，振动笔以振动笔以100100次次s s的频率振动，在运动的纸板上绘出周期为的频率振动，在运动的纸板上绘出周期为0.01s0.01s的振荡波形。的振荡波形。纸板上波形长度就是触头总行程，行程间对应的周波数，就是触头总运纸板上波形长度就是触头总行程，行程间对应的周波数，就是触头总运动时间。在触头运动过程
46、中，由于每相邻波峰间时间间隔为动时间。在触头运动过程中，由于每相邻波峰间时间间隔为0.01s0.01s，振动，振动曲线最大波峰间的厘米数就是触头的最大速度值曲线最大波峰间的厘米数就是触头的最大速度值vmaxvmax。刚分。刚分(合合)点位置的确定如图点位置的确定如图6 68 8所示。所示。图图6 68 8 振荡器测速波形图振荡器测速波形图（a a）分闸速度曲线；（）分闸速度曲线；（b b）合闸速度曲线）合闸速度曲线第22页，此课件共43页哦 在振荡波形图上，首先要分清楚分在振荡波形图上，首先要分清楚分(合合)闸曲线的两个端头中哪一端是分闸曲线的两个端头中哪一端是分闸位置闸位置S1S1，哪一端是
47、合闸位置，哪一端是合闸位置S2S2，然后以合闸位置，然后以合闸位置S2S2为起始点，向分闸方向量为起始点，向分闸方向量取一段等于断路器超行程值的长度取一段等于断路器超行程值的长度S0S0，以这一线段终点位置为动静触头刚分，以这一线段终点位置为动静触头刚分(合合)时刻。按国家标准规定，取触头分离后时刻。按国家标准规定，取触头分离后(接触前接触前)10ms)10ms内的速度为刚分内的速度为刚分(合合)速度，速度，所以视超行程终点落在曲线的什么相位，再取同相位的一个波长，即为所所以视超行程终点落在曲线的什么相位，再取同相位的一个波长，即为所求刚分速度求刚分速度vFvF或刚合速度或刚合速度vHvH。2
48、 2、转鼓式、电位器式测速仪、转鼓式、电位器式测速仪 转鼓式测速仪是以连接在动触头系统上的记录笔，沿以恒定角速度转转鼓式测速仪是以连接在动触头系统上的记录笔，沿以恒定角速度转动的转筒上所画的曲线来反映其运动情况的。而电位器式测速仪则是以其动的转筒上所画的曲线来反映其运动情况的。而电位器式测速仪则是以其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。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。这两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这两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，能够粗略测出断路器的固
49、有分、合闸时间，速度测量精不良等异常现象，能够粗略测出断路器的固有分、合闸时间，速度测量精度较高。这两种方法较为简单，缺点是较为笨重，功能单一，已很少使用。度较高。这两种方法较为简单，缺点是较为笨重，功能单一，已很少使用。第23页，此课件共43页哦 五、高压开关综合测试仪五、高压开关综合测试仪五、高压开关综合测试仪五、高压开关综合测试仪 随着计算机技术的广泛应用，出现了高压开关综合测试仪。它能够在测试过程随着计算机技术的广泛应用，出现了高压开关综合测试仪。它能够在测试过程中，将开关的时间、速度等多项特性参数同时进行测量，提高了工作效率，这是开中，将开关的时间、速度等多项特性参数同时进行测量，提
50、高了工作效率，这是开关测试的方向。关测试的方向。1 1、光电测速原理、光电测速原理 由于光电测速方式结构简单、可靠，大多数开关测试仪都采用光电由于光电测速方式结构简单、可靠，大多数开关测试仪都采用光电传感器进行开关的测速。光电测试是利用对检测到的光信号进行计数传感器进行开关的测速。光电测试是利用对检测到的光信号进行计数(或计时或计时)来实现对触头行程和速度的测量的。图来实现对触头行程和速度的测量的。图6 69 9中示出了光电测速结中示出了光电测速结构示意图。构示意图。图图6 69 9 光电测速结构示意图光电测速结构示意图 1 1传感头；传感头；2 2光栅尺；光栅尺；3 3测速杆；测速杆；4 4