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高壓斷路器預防性試驗方法

知識百科

為正確的通過預防性試驗數據分析判斷高壓斷路器狀態 ， 通過簡便、安全、有效的測試方法為斷路器的狀態檢修提供依據 。 下面就介紹幾種常用的預防性試驗分析方法 ， 以便于對斷路器的絕緣特性、機械特性和觸頭的磨損情況做出判斷 。
1、導電回路電阻的測量
導電回路電阻試驗是斷路器判斷觸頭接觸是否良好的一種常見試驗 ， 也是斷路器預防性試驗的主要項目 。 測量方法是在斷路器合閘狀態下加入一個大于100A的電流 ， 通過測量兩端的電壓得出電阻 。 隨著封閉母線及GIS的使用 ， 使得試驗人員很難在斷路器就近測量 ， 常常要帶上很長的母線或通過接地刀閘 。 加之不同試驗人員可能采用不同的地方測量電壓 ， 這就使得試驗數據常常無法反映設備狀態 。 試驗人員在做導電回路電阻試驗前要先期了解上次試驗測量電壓的位置 ， 通過接地刀閘測量的要確保接地刀閘接觸良好 。 在得出試驗數據時 ， 要記錄好測量時的溫度 ， 將試驗數據換算到75度下的標準電阻 。 只有這樣所測量的數據才能與以前的數據進行比較 ， 更加有效的判斷觸頭接觸是否良好 。 當數值相差超過規定值是就應該分析原因或安排檢修消除設備隱患 。
2、斷路器分合閘時間參數的測量
斷路器分合閘時間參量是斷路器操作性能的首要指標 。 不同廠家型號的斷路器 ， 其分、合閘時間都不盡相同 ， 但都要求動作迅速 。 時間參數包括合閘時間、分閘試驗和不同期時間組成 ， 其中斷路器的分閘時間包括固有分閘時間和熄弧時間兩部分 ， 故也稱為全分閘時間 。 為了保證取得的數據能夠可靠地用于分析判斷 ， 應確保試驗所加電壓為標準電源 ， 動作回路與上次試驗相同 ， 試驗時儲能機構處于同一水平 。 數據分析時要結合前幾次試驗數據判斷時間參數的變化趨勢 。 通過試驗數據的分析可以有效判斷出斷路器機械結構有無松動、變形和磨損 ， 儲能機構是否正常 ， 儲能彈簧是否發生應力變形等缺陷 。
特別指出的是在現場進行三相聯動高壓斷路器的分合閘時間測量時 ， 試驗接線應接至繼電保護分合閘操作的連接端子處 ， 避免直接在斷路器的分合閘線圈處接線進行測試 ， 否則難以發現分合閘時間超標問題 ， 從而導致現場應用中對電網安全穩定運行產生影響 。 當用于同期裝置的導前時間測量時 ， 合閘電壓也應加于監控系統合閘繼電器端子處 ， 這樣才能保證測量時間準確可靠 。
3、斷路器分、合閘電磁鐵的動作電壓的測量
【高壓斷路器預防性試驗方法】斷路器操動機構動作動作電壓的測量作為斷路器特性測試的一個重要的內容 ， 除了驗證斷路器線圈是否靈敏和可靠 ， 還可以測試整個操作機構在非額定動作電壓下的性能 。 按照規程要求操當操動機構的電壓應該保持在80%～110%的額定電壓范圍之內時 ， 斷路器應能可靠的合閘 。 當操動機構的電壓應該保持在65%～120%的額定電壓范圍之內時 ， 斷路器應能可靠的分閘 。 當線圈電壓低于30%的額定電壓時斷路器應可靠拒動 。
斷路器的動作主要依靠分合閘線圈的動作完成 。 當二次直流系統絕緣不良 ， 高阻接地時 ， 斷路器分合閘線圈兩端會產生感應的低壓直流電壓 ， 且斷路器在強電的環境下工作 ， 很容易造成強電磁的干擾 ， 如果線圈動作電壓過低 ， 斷路器就會發生誤分閘 ， 所以規程規定在低于30%的額定電壓時斷路器不得動作 。 而在電力系統發生事故時 ， 為了保證斷路器可以可靠動作 ， 不至于因為斷路器失靈而使電力系統失去保護 ， 故規定當操動機構的電壓應該保持在65%～120%的額定電壓范圍之內時 ， 斷路器應能可靠的分閘 。
通過斷路器動作電壓測試 ， 我們可以發現直流電磁鐵鐵心卡澀、直流電磁鐵工作間隙太大、線圈匝間短路等問題 。 特別注意的是目前很多斷路器在直接測量分、合閘電磁鐵的動作電壓時的數值常常比規定的電壓值低很多 ， 這是因為設備廠家在配置電磁鐵時在回路上采用了分壓電阻 ， 所以這種情況時不能直接測量分、合閘電磁鐵的動作電壓 ， 而應該將分壓電阻一并測量 ， 這樣才能保證試驗數據的準確 。
4、動態電阻試驗
斷路器觸頭由主觸頭和弧觸頭組成 。 合閘時 ， 弧觸頭先閉合消弧后主觸頭再閉合;分閘時主觸頭首先分開觸頭消弧后再分開 。 斷路器分、合閘過程中 ， 主回路電阻是變化的 ， 弧觸頭主要保護主觸頭不被電弧燒蝕和磨損 。 為了檢查弧觸頭的磨損程度我們通過動態電阻測試分閘過程中的電阻變化 ， 因為合閘時電阻從無窮到弧觸頭電阻的突變很難測量 ， 且弧觸頭剛合時的瞬間直流會產生有害噪聲 ， 不利用測量 。
斷路器分閘時 ， 主觸頭分開后主觸頭上電流轉移到弧觸頭上 ， 以此時間為節點 ， 到弧觸頭分開的這段時間定義為“弧觸頭接觸時間” 。 弧觸頭接觸時間與弧觸頭的燒蝕和磨損程度是對應的 ， 隨著磨損程度的加劇 ， 弧觸頭越來越短 ， 弧觸頭接觸時間也就響應縮短 。 如果弧觸頭磨損過大 ， 主觸頭分開后 ， 電流無法有效轉移到弧觸頭上 ， 產生的電弧將直接燒蝕主觸頭 ， 導致主觸頭損壞故障甚至事故 。 由此看出 ， 動態電阻測試即是通過測量導電回路電阻的變化來獲得弧觸頭接觸時間 ， 評估弧觸頭的燒蝕和磨損程度 。 <BR>對于經常切斷大電流回路的斷路器 ， 特別是抽水蓄能機組出口斷路器 ， 弧觸頭的燒蝕和磨損程度是主要的狀態檢修判斷依據 ， 建議對其測量每年進行一次 。
5、合閘電阻試驗
合閘電阻是為力抑制高電壓等級斷路器重合閘時產生的操作過電壓而設計安裝的 。 斷路器接到合閘令時 ， 合閘電阻先期投入 ， 回路導通 。 約10ms ， 斷路器主觸頭閉合 ， 合閘電阻分開退出使用 ， 斷路器合閘完畢 。 如果合閘電阻損壞 ， 將使斷路器主觸頭直接閉合 ， 這將在斷路器重合閘時產生的操作過電壓 ， 對設備運行安全照成損害 。
目前常用的測量方法是在斷路器兩端加一個電壓源和電阻 ， 通過錄波器記錄合閘過程中的測量電壓變化情況 ， 經過數據分析軟件直接計算得出合閘電阻的阻值 ， 以此來判斷短路器合閘電阻的運行狀態 ， 檢測合閘電阻阻值及投入時間是否符合設計要求 。