断路器试验介绍课件

断路器试验简介,断路器试验简介,断路器试验简介,常用术语,断路器,能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承受和开断异常回路条件（如短路条件）下的电流的机械开关装置。,E1，E2,级,断路器,一种断路器，在其预期的使用寿命期间，主回路中开断用的零件不要维修，其他零件只需很少的维修（具有延长的电寿命的断路器）。,注：很少的维修是指润滑，如果适用时，补充气体及清洁外表面；本定义仅适用于额定电压,3.6kV,及以上、,40.5kV,及以下的配电断路器。,常用术语断路器 E1，E2级断路器,M1，M2,级,用于特殊使用要求的、频繁操作的和设计要求非常有限的维护且通过特定的型式试验（具有延长的机械寿命的断路器，机械型式试验为,10000,次操作）验证的断路器。,C1，C2,级,一种断路器，在规定的型式试验验证容性电流开断过程中具有非常低的重击穿概率。,注：关于电寿命、机械寿命和容性电流开断过程中的重击穿概率，断路器的不同等级的组合是可能的。对于这些断路器的设计，不同等级的标志应按照字母的顺序组合，例如,C1-M2,。,M1，M2级C1，C2级,短路电流,在电气回路中由于故障或误联接引起短路所产生的过电流。,失步条件,电力系统在断路器两侧的两部分之间失去或缺乏同步的不正常回路条件，断路器操作时刻，代表其两侧所产生的电压的旋转矢量间的相角超过了正常值，并且可能达到,180,度（反相）。,内绝缘,设备内部的固体、液体或气体绝缘部分，它不受大气和外界条件的影响。,外绝缘,设备在空气中的距离和固体绝缘与空气接触表面的距离，他们承受电压并受到大气和其他外界条件诸如污秽、潮湿、兽虫等的影响。,短路电流失步条件内绝缘外绝缘,防跳跃装置,在合,分操作后，只要其起动合闸的装置保持在供合闸的位置就能防止重合闸的装置。,触头开距,处于分闸位置的开关装置的一极的触头间或任何与其相连的导电部件间的总的间距。,开断时间,机械开关装置分闸时间起始时刻到燃弧时间终了时刻的时间间隔。,燃弧时间,从第一极电弧起始时刻到所有极电弧熄灭时刻的时间间隔。,防跳跃装置触头开距开断时间燃弧时间,（自动重合闸过程中的）分,-,合时间,所有极弧触头分离时刻到重合闸操作过程中的第一极触头时刻的时间间隔。,（自动重合闸过程中的）无电流时间,分闸操作中所有各极的电弧熄灭时刻到随后的合闸操作中任一极首先重新出现电流时刻的时间间隔。,合,-,分时间,合闸操作中第一极触头时刻到随后的分闸操作中所有极弧触头都分离时刻的时间间隔。,关合,-,开断时间,合闸操作时第一极触头出现电流时刻到随后的分闸操作时燃弧时间终了时刻的时间间隔。,（自动重合闸过程中的）分-合时间（自动重合闸过程中的）无电流,（三相系统中的）首开极系数,开断三相对称电流时，首开极系数是指在其他极电流开断之前，开端极两端的工频电压与三极都开断后一极或所有极两端的工频电压之比。,复燃,开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在,1/4,工频周期以内触头间非剩余电流的电流重现。,重击穿,开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在,1/4,工频周期及以上时间内触头间非剩余电流的电流重现。,（三相系统中的）首开极系数复燃重击穿,电流截断（截流）,电流在自然过零点前突然降至零的现象。,恢复电压,开断电流熄弧后，出现于开关一个极两端子间的电压。,工频恢复电压,瞬态电压现象消失后的恢复电压。,瞬态恢复电压（,TRV,）,具有显著瞬态特性的恢复电压。,电流截断（截流）恢复电压工频恢复电压瞬态恢复电压（TRV）,直接试验（开断和关合能力的）,一种短路试验，其外施电压、电流、瞬态和工频恢复电压均取自一个单电源回路。,短路发电机回路试验（开断和关合能力的）,一种短路试验，其外施电压、电流、瞬态和工频恢复电压全部由短路发电机提供。,网络试验（开断和关合能力的）,一种短路试验，其外施电压、电流、瞬态和工频恢复电压全部由电力系统（网络）提供。,直接试验（开断和关合能力的）短路发电机回路试验（开断和关合能,振荡回路试验（开断和关合能力的）,一种单相短路试验，其外施电压、电流、瞬态和工频恢复电压全部取自由电容器和电抗器构成的振荡回路。,合成试验（开断和关合能力的）,一种短路试验，其大部或全部电流取自一个电源（电流回路），外施电压和恢复电压全部或部分取自另一个或几个电源（电压回路）。,振荡回路试验（开断和关合能力的）合成试验（开断和关合能力的）,试验方式,在规定条件下，按规定的操作、操作循环或操作顺序进行的试验。,单元试验（断路器的）,在一个或一组关合或开断单元上进行的试验，其关合电流或开断电流为断路器整极试验的规定值，其外施电压或恢复电压为断路器整极的试验的一部分规定值。,试验系列,由规定的几个试验方式所组成的一系列试验。,单相试验,对开关的一极所进行的试验。,三相试验,用三相电源对开关的三极所进行的试验。,试验方式单元试验（断路器的）试验系列单相试验三相试验,单相,合成试验（开断和关合能力的）,提供电流,提供电流,提供恢复电压,提供恢复电压,单相合成试验（开断和关合能力的）提供电流提供电流提供恢复电压,绝缘试验,无线电干扰试验,主回路电阻测量,温升试验,短时耐受电流和峰值耐受电流试验,密封试验,EMC,试验,常温下的机械操作试验,短路电流关合和开断试验,容性电流开合试验：电缆充电电流开合试验,型式试验项目,绝缘试验型式试验项目,防护等级验证,特殊使用条件下断路器延长的机械寿命试验,低温和高温试验,湿度试验,端子静负荷试验,临界电流试验,近区故障试验,失步关合和开断试验,电寿命试验,严重冰冻条件下的操作验证试验,单相和异相接地故障试验,适用时的型式试验项目,防护等级验证适用时的型式试验项目,绝缘试验数据的确定,额 定 电 压,U,r,kV(,有效值,),额定短时工频耐受电压,U,d,kV(,有效值,),额定雷电冲击耐受电压,U,p,kV(,峰值,),通用值,断口,通用值,断口,3.6,10,18,12,20,20,23,40,46,7.2,20,23,25,28,40,46,60,70,12,28,42*,32,48*,60,70,75,85,24,50/65,60/79,95,110,125,145,40.5,85,，,95*,110,185,215,*为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。,绝缘试验,绝缘试验数据的确定额 定 电 压额定短时工频耐受电压Ud k,试验状况,开关装置,加压部位,接地部位,1,合 闸,A,和,a,BCbcF,2,合 闸,B,和,b,ACacF,3,合 闸,C,和,c,ABabF,4,分 闸,A,BCabcF,5,分 闸,B,ACabcF,6,分 闸,C,ABabcF,7,分 闸,a,ABCbcF,8,分 闸,b,ABCacF,9,分 闸,c,ABCabF,断口和接地耐压水平相同时,试验状况开关装置加压部位接地部位1合 闸A和aBCbcF,试验状况,开关装置,加压部位,接地部位,1,合 闸,A,和,a,BCbcF,2,合 闸,B,和,b,ACacF,3,合 闸,C,和,c,ABabF,4,分 闸,A,a,5,分 闸,B,b,6,分 闸,C,c,7,分 闸,a,A,8,分 闸,b,B,9,分 闸,c,C,断口和接地耐压水平不同时,开关分闸时，外壳需悬空,试验状况开关装置加压部位接地部位1合 闸A和aBCbcF,作为状态检查时的绝缘要求,适用于关合、关合或开合试验后，或机械试验或环境试验后的状态检查。,对于电流路径不对称时，连接线应倒换。应对每一种连接线布置进行一次完整的试验。,额定电压小于等于,72.5kV,的断路器，应进行一分钟工频电压试验，试验电压为试验前数值的,80%,。,作为状态检查时的绝缘要求适用于关合、关合或开合试验后，或机械,试验现场,外壳悬空,加高压,试验现场外壳悬空加高压,无线电干扰（,r.i.v,）试验,这项试验仅适用于额定电压,126kV,及以上的开关设备和控制设备，且当相关的标准有此规定时才进行试验。,试验可在断路器的一极上进行，断路器应分别处在分闸和合闸位置。试验期间，断路器应安装有可能影响无线电干扰性能的所有附件，例如均压电容器、电晕环、高压连接件等。,无线电干扰（r.i.v）试验这项试验仅适用于额定电压126k,主回路电阻测量,采用直流压降法测量每极端子间的电压降或回路电阻，试验电流采用,100A,。,应该在温升试验前、开关设备和控制设备处在周围空气温度下测量直流电压降或电阻。还应该在温升试验后，断路器冷却到周围空气温度时测量直流电压降或电阻。在两次试验中测得的电阻的差别不应该超过,20%,。,主回路电阻测量采用直流压降法测量每极端子间的电压降或回路电阻,试验应该在三极开关上进行。对于额定电流不超过,630A,的三极开关设备和控制设备，可以把三极串联后进行试验。,接到主回路的临时连接线应使得试验时没有明显的热量从开关设备和控制设备散出或向开关设备和控制设备传入。应该测量主回路端子和离端子,1m,处临时连接线的温升，两者温升的差值不应超过,5K,。临时连接线的类型和尺寸应该记入试验报告。,试验应该持续足够长的时间以使温升达到稳定。如果在,1h,内温升的增加不超过,1K,，就认为达到这一状态。,温升试验,试验应该在三极开关上进行。对于额定电流不超过630A的三极开,周围空气温度是开关设备,外壳,周围空气的平均温度。它应该在试验的最后四分之一的期间，至少使用三只均匀布置在开关设备和控制设备周围、处在载流部件的平均高度上并距开关设备和控制设备,1m,处的温度计、热电偶或其他温度检测器件来测量。应该防止温度计或热电偶受气流以及热的过分影响。,为了避免温度快速变化造成的读数误差，可以把温度计或热电偶放入装有,0.5L,油的小瓶中。,试验时的周围空气温度应该高于,10,，但低于,40,。在周围空气温度的这一范围内，不应该进行温升值的修正。,开关设备和控制设备或其辅助设备各部分的温升,其温升极限已有规定,不应该超过下页表中的规定值。,周围空气温度是开关设备外壳周围空气的平均温度。它应该在试,部件、材料和绝缘介质的类别,最 大 值,温度,周围空气温度不超过,40,时的温升,K,1,触头,裸铜或裸铜合金,在空气中,75,35,在,SF,6,(,六氟化硫,),中,105,65,镀银或镀镍,80,40,在空气中,105,65,在,SF,6,中,105,65,镀锡,90,50,在空气中,90,50,在,SF,6,中,90,50,部件、材料和绝缘介质的类别最 大 值温度周围空气温,部件、材料和绝缘介质的类别,最 大 值,温度,周围空气温度不超过,40,时的温升,K,2,用螺栓的或与其等效的联结,90,50,裸铜、裸铜合金或裸铝合金,90,50,在空气中,90,50,在,SF,6,中,115,75,镀银或镀镍,100,60,在空气中,115,75,在,SF,6,中,115,75,镀锡,100,60,在空气中,105,65,在,SF,6,中,105,65,部件、材料和绝缘介质的类别最 大 值温度周围空气温,部件、材料和绝缘介质的类别,最 大 值,温度,周围空气温度不超过,40,时的温升,K,4,用螺钉或螺栓与外部导体连接的端子,裸的,90,50,镀银、镀镍或镀锡,105,65,9,可触及的部件,100,60,在正常操作中可触及的,70,30,在正常操作中不需触及的,80,40,部件、材料和绝缘介质的类别最 大 值温度周围空气温,说明,由于不存在氧气，把六氟化硫开关设备中各种触头和联接的温度极限加以协调看来是合适的。在六氟化硫环境下，裸铜和裸铜合金零件的允许温度极限可以等于镀银或镀镍零件的值。在镀锡零件的特殊情况下，由于摩擦腐蚀效应，即使在六氧化硫无氧的条件下，提高其允许温度也是不合适的。因此镀锡零件仍取原来的值。,有镀层的触头在接触区应该有连续的镀层，不然触头应该被看作是“裸露”的。,对真空开关装置，温度和温升的极限值不适用于处在真空中的部件。其余部件不应该超过表中给出的温度和温升值。,说明,空气中，裸铜和镀银的要求有明显的区别,SF6,气体中，裸铜和镀银的要求没有的区别,单相试验,三相试验,空气中，裸铜和镀银的要求有明显的区别SF6气体中，裸铜和镀银,试验电流的交流分量原则上应该等于开关设备和控制设备的额定短时耐受电流的交流分量。峰值电流,对于三相回路，在任一边相中的最大值,不应该小于额定峰值耐受电流 ，未经制造厂同意不应该超过该值的,5%,。,对于三相试验，任一相中的电流与三相电流平均值的差别不应该大于,10%,。试验电流交流分量有效值的平均值不应该小于额定值。,试验电流施加的时间应该等于额定短路持续时间，最长不大于额定时间的,10%,。,短时耐受电流和峰值耐受电流试验,试验电流的交流分量原则上应该等于开关设备和控制设备的额定短时,试验现场,提供电流,出线短接,试验现场提供电流出线短接,密封试验的目的是证明绝对漏气率,F,不超过允许漏气率,F,P,的规定值。,装有机械开关装置的开关设备和控制设备的密封试验应该在开关的合、分闸位置上分别进行，除非漏气率与主触头的位置无关。,通常，只允许以累计漏气量的测量来计算漏气率。,密封试验应该与相关标准中要求做的试验一起进行，一般在机械操作试验前和后、或在极端温度下的操作试验过程中进行。,对气体的开关设备的开关设备和控制设备进行密封试验是为了确定密封压力系统的预期工作寿命。,密封试验,密封试验的目的是证明绝对漏气率F不超过允许漏气率FP的规定值,EMC,试验,应进行振荡波抗扰性试验，电快速瞬变脉冲群试验，冲击电压峰值试验。二次系统应该耐受以上规定的各项试验而不发生永久的损坏。各项试验后，它们应该仍是完全可以工作的。在电快速瞬变脉冲群试验和振荡波抗扰性试验时，其评定判据满足相关标准，部分功能的暂时丧失是允许的。,只对二次系统规定了,EMC,的要求和试验。,在正常运行但不进行开合操作时，辐射电平是用无线电干扰电压试验来验证的。,如果断路器的二次系统包括电子设备和元件，二次系统应该经受电磁抗扰性试验。对其他情形，不需要做试验。,EMC试验应进行振荡波抗扰性试验，电快速瞬变脉冲群试验，冲击,常温下的机械试验,试验前，应建立断路器的机械行程特性作参考，以表征断路器的机械性能，应记录下述动作特性：,分闸和合闸操作的机械行程特性,记录测行程时传感器安装的位置,合闸时间,分闸时间,常温下的机械试验试验前，应建立断路器的机械行程特性作参考，以,参考的机械行程特性，应在操动机构及辅助和控制回路的额定电压、操作用的额定功能压力以及为了试验方便，在开断用的最低功能压力下，对断路器进行,O-t-CO,或,CO,操作顺序的空载试验来得到。,参考的机械行程特性，用来确认在机械、关合、开断和开合试验中使用不同样品的机械动作方式相同，且包含在下述包络线内：从分闸时的触头分离时刻和合闸时的触头接触时刻到触头行程终止时刻，划两条包络线，距初始点的距离应在总行程的,5%,范围内，断路器总行程,20mm,时，该距离为,2mm,。,参考的机械行程特性，应在操动机构及辅助和控制回路的额定电压、,案例,参考的行程曲线,特性曲线,案例参考的行程曲线特性曲线,断路器在试验中及试验后应处于这样的状态：能够正常操作，能够承载额定电流，能够关合、开断其额定短路电流及按照其额定绝缘水平承受电压。满足以下条件：,试验中，按指令动作,试验后，特性在额定偏差范围内,试验后，表面的镀层应完整，否则应按裸铜的要求进行温升,试验中及试验后，机械部件变形不影响断路器的操作,试验后，绝缘性能满足要求,断路器在试验中及试验后应处于这样的状态：能够正常操作，能够承,由,2000,次操作循环组成，装有过流装置的断路器，总次数的,10%,由主回路的电流激励下进行，试验中允许进行润滑但不能进行机械调整或其他类型的维修。,通过试验的判据：,额定操作电压或操作的额定压力下,5,次合分操作循环。,最低操作电压或操作的最低压力下,5,次合分操作循环。,最高操作电压或操作的最高压力下,5,次合分操作循环。,运动特性满足要求,寿命试验,由2000次操作循环组成，装有过流装置的断路器，总次数的10,M1,级断路器试验（,2000,次）,M2,级断路器试验：,10000,次或,10000,以上的操作次数,允许按说明进行润滑或机械调整，不允许更换触头,M1级断路器试验（2000次）M2级断路器试验：,短路电流关合和开断试验,断路器应能关合和开断直到包括额定断路开断电流在内的所有的对称的和非对称的短路电流，如果断路器在额定电压下关合和开断,10%,和,100%,之间额定短路开断电流所规定的所有三相对称和非对称电流，则可以认为断路器的开断和关合性能已被验证。,基本短路开断系列由,T10,，,T30,，,T60,，,T100s,和,T100a,组成，对应额定开断电流的,10%,，,30%,，,60%,，,100%,（对称电流），,100%,（非对称电流）。相当于传统叫法方式,1,，方式,2,，方式,3,，方式,4,和方式,5,。,短路电流关合和开断试验断路器应能关合和开断直到包括额定断路开,操动机构应按规定的方式进行操作，对电动和弹簧操作机构，分合闸脱扣器应分别在最低电源压力保证成功地操作，合闸线圈为额定操作电压的,85%,，分闸脱扣器的电源电压，交流为额定电压的,85%,，直流为额定电压的,65%,。,在进行,T100a,试验，容性电流开合试验，单相和异相接地故障试验时，应按最高操作电压。,试验中对操动电压的规定,操动机构应按规定的方式进行操作，对电动和弹簧操作机构，分合闸,开断试验,E2,级断路器的开断次数组合（标准）,试验方式,操作顺序,次数,T10,O,O-0.3s-CO,O-0.3s-CO-t-CO,84,14,6,T30,O,O-0.3s-CO,O-0.3s-CO-t-CO,84,14,6,T60,O,O-0.3s-CO-t-CO,2,2,T100S,O-0.3s-CO-t-CO,2,开断试验E2级断路器的开断次数组合（标准）试验方式操作顺序次,E2,级断路器的开断次数组合（简化）,试验方式,操作顺序,次数,要求,T10,O-0.3s-CO-t-CO,1,T30,O-0.3s-CO-t-CO,1,T60,O-0.3s-CO-t-CO,1,T100S,O-0.3s-CO-t-CO,O,CO,20,以标准循环开始，并以标准循环结束,E2级断路器的开断次数组合（简化）试验方式操作顺序次数要求T,说明：,以上两种组合只适用于具有自动重合闸方式的,E2,级断路器,不具有自动重合闸方式的,E2,级断路器的试验由基本短路方式组成， 但试验中不允许检修,开断试验均要求进行,T100a,的试验，试验操作方式为,3O,不满足以上要求的断路器为,E1,级断路器,额定短路电流开断次数,8,，,12,，,16,，,20,，,30,，,50,，,75,，,100,说明：,T100a,直流分量的确定,方法：理论计算和查表，计算最精确，查表最直接。以最短分闸时间（通常在高电压操作时出现）,+10ms,查表，对,50Hz,系统，时间常数取,45,T100a直流分量的确定方法：理论计算和查表，计算最精确，查,试验现场,提供电流、电压（直接试验）,试验现场提供电流、电压（直接试验）,电缆充电电流开合试验,分为两级：,C1,级，,C2,级,C1,级：具有低的重击穿概率（允许,2,次）,C2,级：具有非常低的重击穿概率（允许,1,次）,对,40.5,电压以下的容性开断，电缆充电电流开合试验是强制性的,可以更换样机，但在试验前应先进行,T60,试验一个标准循环,电缆充电电流开合试验分为两级：C1级，C2级,试验次数,试验方式,操作方式,试验次数,要求,CC1,O,24,每次步长相差,30,CC2,CO,24,每次步长相差,30,CC1,，,CC2,级为线路方式,试验次数试验方式操作方式试验次数 要求CC1O24每次步长相,试验电流,试验电流,试验现场,开断后的触头,试验现场开断后的触头,试验现场,老炼后的触头,试验现场老炼后的触头,异相接地故障试验,试验参数：,操作顺序：一个标准循环,异相接地故障试验试验参数：操作顺序：一个标准循环,失步关合和开断试验,只在单相回路中进行,试验电压：中性点固定接地系统 额定电压,中性点非固定接地系统 额定电压,试验方式：,失步关合和开断试验只在单相回路中进行试验方式：,出厂试验的项目,主回路的绝缘试验（只进行工频耐压试验）,辅助和控制回路的绝缘试验,主回路电阻的测量,密封试验（适用于气体或液体）,设计检查和外观检查,机械操作和机械测量试验（高低电压均有要求）,电气、气动和液压辅助装置的试验,充气室的压力试验和气体状态测量（适用于气体或液体）,局部放电测量（适用于气体或液体）,现场安装后的试验,现场充流体后的流体状态检查（适用于气体或液体）,出厂试验的项目主回路的绝缘试验（只进行工频耐压试验）,谢 谢,谢 谢,