高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電氣動(dòng)態(tài)特性

1、第4期55高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電氣動(dòng)態(tài)特性ELECTRICDYNAMICACTERISTICSOFOPERATINGMECHANISMFHVCIRCUITBREAKER摘要：介紹了操動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣動(dòng)態(tài)特性的專用測試裝置，并對測試實(shí)例進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:窩斥斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣動(dòng)態(tài)特性測試裝中圖分類號(hào)：1M93O.114文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BAbstract:Aspecialequipmentthattestselectricdynamicacteri

2、sticsotoperatingmechanismotHVcircuitbreakerispresentedinthispaper?Sr)rneresultsfmmpracticaltestsareanalyzed.Keywds:HVcircuitbreakeroperatingmechanismelectricdynamicacteristicstestequipment?1引言配電磁機(jī)構(gòu)的鬲壓斷路器，由于二次直流系統(tǒng)操作電源的問題，

3、以往時(shí)常發(fā)生斷路器關(guān)合失敗或關(guān)介爆炸事故。所以，國標(biāo)及歷次修訂的部頒《高壓開關(guān)檢修工藝》及《高壓開關(guān)反事故技術(shù)措施》中，對合閘操作電壓值均保留有具體規(guī)定，國標(biāo)規(guī)定：“當(dāng)合閘機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源的電壓或壓力處于表4規(guī)定的下限時(shí)(表4為85%?110%額定電壓)，應(yīng)能關(guān)介其額定短路關(guān)介電流?！雹牛瑖鴺?biāo)規(guī)定的卜?限電壓值(習(xí)慣稱“剛介電壓◎，由于“剛合電壓”是合閘動(dòng)態(tài)過程屮某一點(diǎn)的瞬時(shí)值，沒有專用測試裝置時(shí)較難確定，所以國標(biāo)至今未對測試方法作出規(guī)處⑵

4、。高壓、超高壓斷路器人多配液壓、彈簧、氣動(dòng)等操動(dòng)機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)的分合閘脫扣電磁飲，在氏期運(yùn)行中常發(fā)牛彎曲變形、銹澀或臟污粘滯使電磁恢動(dòng)作不暢而導(dǎo)致斷路器拒動(dòng)，此類故障每年約占全國開關(guān)拒動(dòng)、課動(dòng)總事故率的26.1%131。而電磁鐵鐵芯的動(dòng)作狀況，可以通過鐵芯運(yùn)動(dòng)與電流特性的收稿日期：2000?10?30修回日期：20010508關(guān)系反映出來，如果能記錄分合閘脫扣電磁鐵的電流波形，便可掌握鐵芯的動(dòng)作狀況，預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題對這類故障起到預(yù)防作用。

5、2測試裝置本文所研制的測試裝直可記錄、打印分、合閘操作電圧、電流動(dòng)態(tài)波形記錄打印剛合、最低操作電壓及空載操作電壓值輸出打卬各動(dòng)態(tài)波形及數(shù)據(jù)另外，還町記錄合閘輔助接點(diǎn)斷開與觸頭剛接觸時(shí)的時(shí)間差值?？蔀楹祥l輔助接點(diǎn)斷開時(shí)刻的調(diào)整提供依據(jù)。3裝置的采點(diǎn)密度高壓開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)分、合閘時(shí)間較短，如合閘時(shí)間一般小于200ms，分閘時(shí)間一般小于60ms，快速開關(guān)甚至要小于2()ms。直流脫扣器的電流特性如圖1所示⑷，當(dāng)鐵芯因卡澀等動(dòng)作不正常時(shí)，圖1波形

6、可能出現(xiàn)尖波其至多個(gè)尖波，所以采點(diǎn)密度要考慮不丟失尖波。在這校短的分、介閘時(shí)間內(nèi)，按快速斷路器的分閘時(shí)間20ms計(jì)算，假設(shè)20ms內(nèi)采點(diǎn)4(X)個(gè)時(shí)，則每毫秒應(yīng)釆點(diǎn)20，每點(diǎn)釆樣時(shí)間5()Uso按2ms記錄一個(gè)尖波計(jì)算，每個(gè)尖波采點(diǎn)40每點(diǎn)采樣時(shí)間為50Us20ms可記錄10次尖波，這樣完全可以真實(shí)地再現(xiàn)電磁鐵的動(dòng)作波形，實(shí)際上，電磁鐵的動(dòng)作波形旦偏離圖1波形時(shí)，就應(yīng)判斷為電磁鐵動(dòng)作不圖1直流脫扣器的電流特性tms37卷第4期57斷路器

7、合閘動(dòng)作止常。圖3合閘動(dòng)態(tài)波形的意義在于，當(dāng)剛合速度出現(xiàn)問題時(shí)根據(jù)圖3町將斷路器本身的問題與操作電源問題區(qū)分開。眾所周知造成高壓斷路器的剛合速度不合格的原因有斷路器本身的因素」可時(shí)也有操作電源的因素如操作電源容量不足、蓄電池老化或?qū)Ь€截面小等。當(dāng)配電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器剛合速度不合格時(shí)，若圖3接觸器切斷時(shí)電壓氐于80%(85%)的額定操作電壓時(shí)，應(yīng)首先檢查和排除操作電源問題若圖3在80%(85%)的額定操作電壓以上時(shí)，應(yīng)垂點(diǎn)檢查斷路器木身

8、存在的問題。這樣，對準(zhǔn)確判斷問題所在提供了有力的依據(jù)這不僅可提高檢修調(diào)試效率，更可避免對斷路器的誤調(diào)整而帶來的其它隱患。本裝置在斷路器斷口間加一?對測試線，當(dāng)動(dòng)、靜觸頭接觸時(shí)計(jì)算機(jī)中斷，此時(shí)記錄的電壓值即為“剛合電壓”實(shí)際上從合閘線圈通電到合閘接觸器斷開操作回路，如果任何一點(diǎn)的電壓值不低于80%(85%)，也能表明剛合電壓”不低于80%(85%)o4.3故障波形分析圖4是在實(shí)驗(yàn)室測到的CD10I型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘線圈電特性波形圖，由于實(shí)

9、驗(yàn)室交流電源容最小，加上電源線截回較小，實(shí)驗(yàn)斷路器勉強(qiáng)能合閘，所以這種波形類似于故障波形。直流操作電源交流整流濾波后獲得，直流操作電壓調(diào)整通過調(diào)壓器調(diào)整交流側(cè)電壓。斷路器型號(hào)為SN10?10I型?？梢钥闯?，由于斷路器合不上閘，只得將交流側(cè)電壓調(diào)到最大，所以電源空載合閘操作電壓為248.0V，但此時(shí)“剛合電壓”Spa也僅為120.5V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于8()%額定介閘操作電壓。合閘電流約94A合閘線圈帶電時(shí)間將近200mso杳部頒檢修工藝該型斷路

10、器介閘時(shí)間W200ms80%額定操作電壓下的剛合速度53.0ms。合閘線圈電流200V時(shí)為98Ao對該斷路器進(jìn)行測速和測量動(dòng)作時(shí)間的結(jié)果為合閘動(dòng)作時(shí)間215.3ms剛合速度2.7ms均不合格。應(yīng)用本裝置可立即判明該斷路器剛合速度和動(dòng)作時(shí)間不合格的原因是操作電源所致應(yīng)首先處理操作電源問題，無需對斷路器進(jìn)行調(diào)整，這就人大提高了檢修調(diào)試的效率也防止了對斷路器的誤調(diào)整。5結(jié)論(1)記錄分、合閘脫扣電磁鐵的電特性動(dòng)態(tài)波形可分析判斷鐵芯的運(yùn)動(dòng)狀況，

11、減少因鐵芯卡澀、變形等造成的拒分拒合故障。當(dāng)配電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器的速度特性111現(xiàn)問題時(shí)，測量和記錄合閘線圈的電壓特性，對判明問題所在和保證電磁機(jī)構(gòu)的合閘功。(2)在切斷分、合閘線圈時(shí)，瞬間將在線圈兩端產(chǎn)生一個(gè)陡度很人的反向過電壓，當(dāng)這個(gè)反向過電壓幅值過高時(shí)，將對線圈的絕緣產(chǎn)牛較大的危害而本裝置的應(yīng)用可直觀地反映出過電圧的程度，從而對分析分、合閘線圈絕緣擊穿或燒毀原因，及制定防止對策提供了有力的分析依據(jù)。參考文獻(xiàn)：HICB110228

12、9.高壓開關(guān)設(shè)備通用技術(shù)條件[S].[21王晉根.斷路器分、合閘操作電(氣)壓限值范圍的規(guī)定依據(jù)及分析[JI.高壓開關(guān)行業(yè)通迅，1993No.9:28.[3|袁大陸，杜彥明.1989?1997年全國高壓開關(guān)設(shè)備事故分析[R].北京：電力科學(xué)研究院1998.|4|電機(jī)工程手冊(第24篇高壓開關(guān)設(shè)備)|M|.北京:機(jī)械工業(yè)出版社1979.[5]能源部電力司.SN1010少油斷路器檢修工藝[M].北京冰利電力出版社1992.[6]國家電力公司