电力系统中高压断路器论文19886

编号 毕 业 论 文 设 计电力系统中高压断路器分 院 名 称： 专 业： 班 级： 学 生 姓 名： 校内指导教师： 企业指导教师： 摘要高压断路器是变电站重要的电力控制设备，系统故障时它和继电器保护装置配合,切除故障电流,防止事故发生或事故范围扩大。因此,该设备被广泛地应用在各发电厂开关站和输变电系统的变电站。六氟化硫断路器是以SF6气体作为电器绝缘和灭弧介质的电气设备,它具有油断路器,压缩空气断路器不可比拟的灭弧能力。由于SF6断路器具有优异的灭弧能力,使其燃弧时间很短,电流开断能力大,触头的烧损腐蚀轻微,触头能在比较高的温度下运行而不劣化。此外,SF6气体优越的绝缘特性,使电气绝缘距离可以大幅度下降,结构更为紧凑,节省空间,而且操作功率小,噪音小。SF6高压断路器以良好的绝缘性能及优越的灭弧介质而被广泛的应用于电力系统的各类电压等级的开断设备中。正是因为SF6断路器具有以上优点,所以其发展速度非常之快,已成为目前最有发展前途的电力控制设备.关键词： 高压 电力控制 六氟化硫 断路器 毕业设计任务书一、设计题目电力系统中高压断路器的电气试验二、设计要求1、掌握六氟化硫断路器原理及应运；2、能够通过多种途径自行收集资料，培养独立思考解决问题的能力；3、针对实习过程中出现的各种问题、进行严密的分析，并根据电气设备的实际状况，进行相关的电气试验。培养自己严密谨慎的工作能力。三、设计任务1. 了解高压断路器关于GB1984的国家标准。2. 了解断路器的分类3了解高压断路器的作用。4掌握高压断路器基本参数、详细结构、工作原理及使用情况；5掌握高压断路器可用的操动机构不同的工作原理；6. 了解断路器的电气试验及操作方法。7.了解高压断路器现场安装情况；8.掌握高压断路器使用前后的实验和维护项目及其方法；9.了解六氟化硫断路器常见的故障及故障分析。目 录摘要 2一 高压断路器1.1断路器的基本概念 51.2断路器的技术参数 51.3 断路器的分类 61.4断路器的作用 7二 六氟化硫断路器72.1 六氟化硫断路器简介72.2六氟化硫断路器的基本结构形式及使用情况 82.3 六氟化硫断路器的主要技术参数 92.4 六氟化硫断路器详细特点、构造及工作原理10三断路器的运行、检修与维护 123.1 断路器的日常巡视、检查12 3.2 断路器的检修及缺陷消除13四 高压断路器的电气试验14 4.1 高压电气试验的目的144.2高压电气实验的分类14 4.3高压电气基本试验项目154.3.1高压断路器的试验项目 15 4.3.2高压断路器试验过程15五 高压断路器常遇到的故障及处理方法 16 5.1.1连杆销脱落，不能合闸 165.1.2分闸弹簧偏长，造成半轴扣接量减小，不能合闸 175.1.3分闸线圈烧毁，不能跳闸 17 5.1.4辅助触点机构连杆螺栓松动不能远动分、合闸 17六 对于高压断路器电气试验不足及认识 186.1 断路器在线检测的意义 186.2检测内容以及实现方法 18总结 18后记19参考文献20一 、断路器1.1断路器的基本概念 断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。 低压断路器又称自动开关，俗称空气开关也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。高压断路器或称（高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；1.2 高压断路器的技术参数 （1）额定电压(标称电压)：它是表征断路器绝缘强度的参数，它是断路器长期工作的标准电压。为了适应电力系统工作的要求，断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。对3220KV各级，其最高工作电压较额定电压约高15%左右；对330KV及以上，最高工作电压较额定电压约高10%。断路器在最高工作电压下，应能长期可靠地工作。（2）额定电流：它是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许连续长期通过的最大电流。（3）额定开断电流：它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。（4）动稳定电流：它是表征断路器通过短时电流能力的参数，反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。断路器在合闸状态下或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值，称为电动稳定电流，又称为极限通过电流。断路器通过动稳定电流时，不能因电动力作用而损坏（5）关合电流：是表征断路器关合电流能力的参数。因为断路器在接通电路时，电路中可能预伏有短路故障，此时断路器将关合很大的短路电流。这样，一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力，另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧，可能使触头熔焊，从而使断路器造成损伤。断路器能够可靠关合的电流最大峰值，称为额定关合电流。额定关合电流和动稳定电流在数值上是相等的，两者都等于额定开断电流的2.55倍。（6）热稳定电流和热稳定电流的持续时间：执稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数，但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值，此时断路器不应因短时发热而损坏。国家标准规定：断路器的额定热稳定电流等于额定开断电流。额定热稳定电流的持续时间为2S，需要大于2S时，推荐4S。（7）合闸时间与分闸时间：这是表征断路器操作性能的参数。各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同，但都要求动作迅速。合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间，断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。所以，分闸时间也称为全分闸时间。（8）操作循环：这也是表征断路器操作性能的指标。架空线路的短路故障大多是暂时性的，短路电流切断后，故障即迅速消失。因此，为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性，断路器应能承受一次或两次以上的关合、开断、或关合后立即开断的动作能力。此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作称为操作循环。我国规定断路器的额定操作循环如下：自动重合闸操作循环：分t合分t合分非自动重合闸操作循环：分t合分t合分其中，分表示分闸的动作合分表示合闸后立即分闸的动作；t无电流间隔时间，即断路器断开故障电路，从电弧熄灭起到电路重新自动接通的时间，标准时间为 0.3S或0.5S，也即重合闸动作时间。t为运行人员强送电时间，标准时间为180S13断路器的分类按灭弧介质的不同分类 (1)油断路器：指触头在变压器油（断路器油）中开断，利用变压器油（断路器油）作为灭弧介质的断路器。 (2)压缩空气断路器：以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器，弧所用的空气压力一般在10134052kPa (1040atm)的范围内。 (3) SF6断路器：以SF6气体作为灭弧介质，或兼作绝缘介质的断路器。 (4)真空断路器：指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器，真空断路器需求的真空度在10-4 Pa以上。 另外还有磁吹断路器、固体产气断路器等类型。 2按装设地点的不同分类 (1)户外式：是指具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在露天使用的高压开关设备。 (2)户内式：是指不具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在建筑物内使用的高压开关设备。 3按断路器的总体结构和其对地的绝缘方式不同分类 (1)绝缘子支持型（又称绝缘子支柱式、支柱式）。这一类型断路器的结构特点是安置触头和灭弧室的容器（可以是金属筒也可以是绝缘筒）处于高电位，靠支持绝缘子对地绝缘，它可以用串联若干个开断元件和加高对地绝缘的方法组成更高电压等级的断路器。 (2)接地金属箱型（又称落地罐式、罐式）。其特点是触头和灭弧空装在接地金属箱中，导电回路由绝缘套管引入，对地绝缘由SF6气体承担。 4按断路器在电力系统中工作位置的不同分类 (1)发电机断路器。它主要用来切断发电机母线的短路故障。发电机断路器主要有3种类型：少油型、压缩空气型和SF。型。少油型用于短路电流较小的回路，另两种断路器的开断能力很强。 (2)输电断路器。工作于35kV及以上的输电系统中的断路器，这类断路器要求能进行自动重合闸，而且由于系统稳窟的需要应有较短的开断时间和自动重合闸的无电流间隔时间(O2s)。此外输电断路器还要求有切断近区故障和空载长线的能力，如果是作为联络用断路器则还需要考虑失步开断能力。 (3) 配电断路器。工作于35kV以下的配电系统中，其额定电压为6lOkV，额定电流为2001250A，额定开断电流小，从保证供电的可靠性出发。这类断路器仍有自动重合闸要求，又因它对系统稳定的影响较小，自动重合闸的无电流间隔时间可以取得大些(05s)，对开断时间的要求也可适当放宽。 5按SF6高压断路器的灭弧室结构特点分类单压式SF6断路器 (1)定开距型。定开距灭弧室的构造是两个固定的金属喷嘴保持不变的开距，动触桥与绝缘材料制成的压气室一起运动，当动触桥金属离开喷嘴时，压气室内的高压力气体经电弧、喷嘴向外排出。 (2)变开距型。 GA1621变开距就是灭弧室内的触头开距，随压气室向下运动而逐渐加长，绝缘喷嘴通常采用聚四氟乙烯材料， 6按照断路器所用操作能源能量形式的不同分类操动机构 (1)手动机构：指用人力合闸的机构。 (2)直流电磁机构：指靠直流螺管电磁铁合闸的机构。 (3)弹簧机构：指用事先由人力或电动机储能的弹簧合闸的机构。 (4)液匪机构：指以高压油推动活塞实现合闸与分闸的机构。 (5)液压弹簧机构：指用碟簧作为贮能介质、液压油作为传动介质。 (6)气动机构：指以压缩空气推动活塞使断路器分、合闸的机构。(7)电动操动机构：用电子器件控制的电动机1.4断路器的作用高压断路器是发电厂、变电所及电力系统中最重要的控制和保护设备， 它的作用是：(1)控制作用。根据电力系统运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投人或退出运行。(2)保护作用。当电力系统某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电范围，防止事故扩大，保护为了满足电网发展和电力用户对高质量、高可靠供电的需求， 高压断路器正向着智能化的方向发展。智能高压断路器具有在线监测功能，微处理机控制功能，采用新型的电流及电压传感器。二 、六 氟 化 硫 断 路 器2.1 六氟化硫断路器简介六氟化硫断路器是利用六氟化硫 (SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。简称SF6断路器。六氟化硫用作断路器中灭弧介质始于20世纪50年代初。由于这种气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。在6070年代,SF6断路器已广泛用于超高压大容量电力系统中。80年代初已研制成功363千伏单断口、550千伏双断口和额定开断达80、100 千安的SF6断路器。六氟化硫断路器介质的无油化开关设备，其绝缘性能和灭弧特性都大大高于油断路器，由于其价格较高，且对SF6气体的应用、管理、运行都有较高要求，故在中压（35、10KV）应用还不够广。 2.2六氟化硫的基本结构形式瓷柱式结构：取积木式，系列性强，可用多个相同的单元灭弧室和支柱瓷套组成不同电压等级的断路器。中国FA4550型SF6断路器为瓷柱式结构,其额定电压为500千伏，最高工作电压为550千伏。断路器由三个独立的单相和一个液压、电气控制柜组成。每相由两个支柱瓷套的四个灭弧室（断口）串联而成。在每个支柱瓷套顶部装着两个单元灭弧室，为120夹角V形布置, 两个均压并联电容器为水平布置。这种结构布置既考虑到结构的机械应力状态，又照顾到绝缘的要求。灭弧室和支柱瓷套内均充有额定压力的 SF6气体。瓷柱式断路器使用液压操作机构。液压机构的控制和操作元件以及线路均设于控制柜内。每相断路器的下部装有一套液压机构的动力元件，如液压工作缸等。灭弧室由液压工作缸直接操动。支柱瓷套内装有绝缘操作杆，操作杆与液压工作缸相连接。 罐式结构：采用了箱式多油断路器的优点，将断路器与互感器装在一起，结构紧凑，抗地震和防污能力强,但系列性较差。中国LW-220型罐式SF6断路器单相结构如图。此种断路器为三相分装式。单相由基座、绝缘瓷套管、电流互感器和装有单断口灭弧室的壳体组成。每相配有液压机构和一台控制柜，可以单独操作，并能通过构，带动气缸及动触头运动。灭弧室充有额定电气控制进行三相操作。断路器采用双向纵吹式灭弧室,分闸时,通过拐臂箱传动机气压为6表压(20)的SF6气体。2.3 六氟化硫断路器的主要技术参数 1）额定电压：断路器正常工作时的工作电压（线电压）。 2）最高工作电压：断路器应能在最高工作电压下长期运行。 3）额定频率：50Hz 4）额定电流：指断路器可以长期通过的电流。5）额定短路开断电流：指在额定电压下断路器能开断而不妨碍其继续正常工作的最大短路电流。6）热稳定电流：指在某一规定的短时间t内断路器能承载的电流有效值。7）动稳定电流：是指断路器在合闸位置时所能耐受的最大的峰值电流。8）额定短路关合电流：是指断路器在额定电压下能正常接通的最大短路电流（峰值）。9）开断时间：是指从断路器的操动结构接到开断指令起，到三相电弧完全熄灭为止的一段时间。10）合闸时间：是指自断路器的结构接到合闸指令起，到各相触头均接触时为止的一段时间。11）分闸相间同步：是用来反映三相触头分开时间差异的。12）合闸相间同步：是指断路器接到合闸指令，首先接触相的触头刚接触起到最后相触头刚接触为止的一段时间。13）合闸电阻触头动作时间：在合闸时，要求合闸电阻触头提前合上。过程中，断路器跳闸各相电弧熄灭起到断路器重合触头预击穿为止的一段时间。15）金短接时间：是指断路器自动重合闸过程中，断路器重合闸触头全部接通起到断路器再次跳闸触头刚分为止的一段时间。16）额定操作顺序：断路器的额定操作顺序为：0-t-co-t-co。17）开断容性电流能力：是指断路器能开断空载线路或电缆的充电电流的能力。18）开断感性电流能力：是指断路器能开断空载变压器或电动机等小电感负载的能力。19）灭弧室开断能力：在100额定短路电流下开断次数；在50额定短路电流下开断次数；在额定电流下开断次数。）合闸线圈、分闸线圈额定电源电压。24 六氟化硫断路器主要特点（1）开断和绝缘性能优良SF6断路器的断口电压可以做的很高，在电压等级相同、开断电流和其它性能相同或接近的情况下，SF6断路器的串联断口比较少。（2）触头烧伤轻微，电寿命长 SF6断路器即使开断大电流时，电弧电压也不高，约为空气的1/10左右。同时，SF6气体的散热能力比空气大得多，对触头的烧损轻微，从而大大地延长了触头的电寿命。（3）体积小，重量轻，结构简单。（4）噪声小，SF6断路器中气体的压力以及开断时气流吹弧速度较小，所以开断声音很小，对周围环境不发生干扰。（5）维护、检修周期长，由于SF6断路器的触头寿命长，在SF6气体中金属和绝缘件很少发生劣化现象，所以检修周期长。SF6断路器的构造及工作原理1） 基本组成：三个开关相安装在同一个开关基架上。其基架作为底架或支架组成底座构造，见图，在基架上安装有带凸缘的转向移动滑轮，以便纵向和横向移动。三个开关相充入SF6气体作为灭弧和绝缘介质，并且三个开关相经由管道与一个气室相连，SF6气体密度由一只密度计监控，压力由一只压力表显示。2） 液压操作机构固定在开关基架上，若为分相操作（线路与母联及分段断路器），则每相一个液压机构，若为三相操作（主变高压侧断路器）则只有一个液压机构，其液压压力由压力监控器监控并通过一只压力表显示。操作能量将通过液压储能筒中压缩氮气储存。3） 在开关基架上还安装有控制箱，箱中装有开关控制和监测的设备以及接线所需要的端子。2）极柱一台开关的三个极柱是一样的，下图展示了一个极柱的剖面图。灭弧室安装在绝缘子上，这些绝缘子形成了对地的绝缘。开关的分合闸运行是从液压操作机构经换向装置以及绝缘操作杆传输到灭弧室。在滤缸中所装的过滤材料，是用来吸收SF6的分解产物并保持气体干燥。（3）灭弧单元下图为灭弧室的剖面图。一个气密的陶瓷外套中装有触头系统以及吹弧气缸和压气活塞。其电流通路为：上接线板、触头支架、接触管、可移动的接触管、环形分布的滑动触头、导向管、下接线板。（4）灭弧原理（过程）在分闸的过程中，可移动的接触管和吹弧气缸一起相对于固定着的压力活塞运行，从而压缩吹弧气缸中的SF6气体。触头一旦分离，也就是说，断口打开之后，被压缩的SF6气体通过吹弧栅流入灭弧喷嘴，熄灭电弧并建立断口的绝缘，见下图。在开断容量大时，SF6气体的压力通过电弧的作用进一步提高，从而有效地支持了灭弧过程。 三 、 断路器的操作、运行、检修与维护3.1 断路器的日常巡视、检查1）在一般情况下，断路器不允许带电手动合闸这是因为手动合闸慢，易产生电弧，但特殊需要时例外。2）遥控操作断路器时，不得用力过猛，以防止损坏控制开关，也不得返回太快，以防止断路器合闸后又分闸。3）在断路器操作后，应检查有关信号及测量仪表的指示，以判断断路器动作的正确性。但不能从信号灯及测量仪表的指示来判断断路器的实际开、合位置，应到现场检查断路器的机械位置指示，来判断断路器的实际开、合位置，以防止在操作隔离开关时，发生带负荷拉、合隔离开关事故。（）运行中的巡视检查a）检查断路器的外绝缘部分（瓷套）应完好，无损坏、脏污及闪络放电现象；b）对照温度压力曲线，观察压力表（或带指示密度控制器）指示应在规定的范围内，并定期记录压力、温度值 c）分、合闸位置指示器应指示正确，并分、合闸应到位；d）整体紧固件应无松动、脱落；f）储能电机及断路器内部应无异常声响；g）断路器的分、合闸线圈应无焦味、冒烟及烧伤现象；h）断路器接地外壳或支架接地应良好；i）断路器外壳或操动机构箱应完整、无锈蚀；j）断路器各件应无破损、变形、锈蚀严重等现象。3.2、断路器的检修及缺陷消除多年来对于其他种类断路器的运行经验表明，本体出现故障及缺陷的情况比较少见，出现问题后处理也比较简单，相对来说其配用的液压机构出现问题几率较多。由于缺乏新型断路器的运行与检修经验，自行处理还有一定的难度，出现问题后一般是请厂家协助，所以今后的工作重点应该向液压机构的检修和故障排除方面转移。针对常规检修，我们查阅了有限的资料，精心编制了春检标准化作业指导书，同时制作了断路器检修常用技术参数表，结合液压机构原理图，粘贴在液压机构箱内部，为检修人员的检修作业提供参考。下一步设想是将少油断路器液压机构的检修经验运用到此断路器中，因为CY3、CY5液压机构的运行、检修经验已十分丰富，经多年运行已经总结出一整套的运行、检修及缺陷处理方法，而且我们已经将其零部件绘制成图，将各部位所使用的钢球、密封胶圈及其他零部件的规格、型号、图号直接画在结构图上，制作成小册子发到每一名检修人员手中，并经过多年的培训、技术竞赛，使技术精英们已经达到熟悉每一个胶垫的规格及使用部位的程度。对于此机构我们也可以借鉴上述做法，积极与厂家进行沟通、不断学习，逐步掌握其工作原理、结构，运用已成熟的经验尽快熟悉设备，为今后的自主检修奠定基础。该断路器在我所投运后曾出现过油泵频繁打压的现象，经厂家技术人员现场检查，多数都是因为压力开关下部的尼龙垫与阀口间有异物，长时间在高压力作用下将尼龙垫密封面损坏造成的。因为对此机构不熟悉，解体检修是在厂家技术人员指导下进行的，处理时用一块白布铺在工作台上，依次拆开的零部件按顺序摆放好，并用清洁的液压油清洗，安装时按相反顺序进行，防止装错而耽误时间；尼龙垫的密封面可用细砂纸打磨继续使用，有备件也可更换，但也要检查密封面是否完好。液压油的品质对于液压机构的正常运行尤为重要，关键是油的洁净程度，所含杂质、颗粒物越少，对机构零部件的损害越小，所以过滤液压油时应使用干净的油桶，上面盖一块干净的绸布进行过滤，而且应在断路器合闸位置泄压、放油，这样能放出机构内部更多的油，尽量减少杂质、颗粒的存在。因直接关系到断路器本身及电网的安全运行，所以应将液压机构油压闭锁与SF6气体报警、闭锁功能的检查作为检修时的重点项目。按照说明书给出的压力参数，逐个核对油泵启动、油泵停止、重合闸闭锁、合闸闭锁、分闸闭锁等压力值与主控室光字牌信号的对应，以检查整个回路的完整性；如果是微机综合自动化监控系统，可能存在信号传输的时间差，不能真实的反映压力值与信号的对应关系（但不影响保护装置的闭锁功能），可先用万用表测量压力开关接点与压力值的对应，然后等待微机信息报警，分段检查回路的完整性。国产B型液压机构所安装的SF6气体密度继电器与本体间没有安装阀门，靠自封接头连接，不能进行真实接点信号的试验，只能短接继电器旁边的端子排进行；配用CYT液压机构的断路器有阀门控制，可阻断与本体的气路，仅排出密度继电器内部的小部分气体，可实现接点信号的试验，但是因密度继电器与大气连接的也是自封接头，排出气体时无法控制流速，也就无法检查报警与闭锁接点的整定值，我们只是在断路器安装充气时用万用表逐个进行校核，但运行一定时间后其准确程度与接点接触情况如何就无法掌握了。对于胶垫来说可以放在密封良好的塑料袋中保管，避免接触腐蚀性的环境和阳光直射，然后用塑料盒盛装，外部标明规格型号、数量、订购日期等，一般的保管期限是23年左右，超过期限的应重新订购。对于经常运行在液压油中的液压机构零件，应保管在合格的液压油中，防止锈蚀而损坏。比如油泵就可以充满液压油后，将进出油口堵住进行保存，可以保存很长时间。4）、备品备件的订购，必须保证质量，如果质量得不到有效保证，将会造成严重的后果，所以要求订购单位必须订购原厂备件，不得有丝毫马虎。备件到货后，用户要进行严格的验收，不合格的应要求调换或淘汰，坚决不能用在设备上。5）、备品备件的定期检查维护，是使备品备件经常处于良好状态、随时可用的有力保证。阶段性的核对数量与订购日期，及时淘汰超期的备品备件；因检修换下来的备品备件装配，要及时安排技术水平较高的检修人员进行修理，为下一次备品备件的更换做好准备。四、高压断路器的电气试验 4.1高压电气试验的目的高压断路器性能试验的目的是为了考核、研究断路器的各种性能，检验灭弧室及其它部分的结构设计、制造工艺和材料选择是否正确合理。对于高压断路器最重要的功能即开断短路电流这种现象来说由于开断过程牵涉到的问题极为复杂、对熄弧机理和电弧理论的研究还远远落后于实际的需要，目前还不能完全依靠理论分析和定量计算的方法设计出符合各项开断性能和其它要求的开关设备，很多问题都必须通过试验进行验证。4.2高压电气试验的分类 一、电气试验一般分为出厂试验、交接验收试验、大修试验、预防性试验1、出厂试验是电力设备生产厂家根据国家有关标准和产品技术条件规定的试验项目，对每台场产品所进行的检查试验。试验目的在于检查产品设计、制造、工艺的质量，防止不合格产品出厂。大容量重要设备（如发电机、大型变压器）的出厂试验应在使用单位人员的监督下进行。每台电力设备制造厂家应出具齐全合格的出厂试验报告。2、交接验收试验、大修试验是指安装部门、检修部门对新投设备、大修设备按照有关标准及产品技术条件或规程规定进行的试验。新设备在投入运行前的交接验收试验，用来检查产品有无缺陷，运输中有无损坏等：大修后设备的试验用来检查检修质量是否合格等。3、预防性试验是指设备投入运行后，按一定周期由运行部门、试验部门进行的试验，目的在于检查运行中的设备有无绝缘缺陷和其他缺陷。与出厂试验及交接验收试验相比，它主要侧重与绝缘试验，其试验项目较少。 二、若按照试验的性质和要求，电气试验分为绝缘试验和特性试验两大类1、绝缘试验一般分为两大类： 第一类是非破坏性试验，是指在较低电压下，用不损伤设备绝缘的办法来判断绝缘缺陷的试验，如绝缘电阻吸收比试验、介质损耗因数tan试验、泄漏电流试验、油色谱分析试验等。这类试验对发现缺陷有一定的作用与有效性。但这类试验中的绝缘电阻试验、介质损耗因数tan试验、泄漏电流试验由于电压较低，发现缺陷的灵敏性还有待于提高。但目前这类试验仍然是一种必要的不可放弃的手段。 第二类是破坏性试验，如交流耐压试验、直流耐压试验，用比较高的试验电压考验设备的绝缘水平。这类试验优点是易于发现设备的集中性缺陷，考验设备绝缘水平：缺点在于电压较高，个别情况下给被测试设备造成一定损伤。应当指出，破坏性试验必须在非破坏性试验合格之后进行，以避免对绝缘的无辜损伤乃至击穿。例如互感器受潮后，绝缘电阻、介质损耗因数tan试验不合格，但经过烘干处理后绝缘仍可恢复。若在未处理前就进行交流耐压试验，将可能导致绝缘击穿，造成绝缘修复困难。 2、特性试验主要是对电力设备的电气或机械方面的某些特性进行试验，如断路器导电回路的接触电阻，互感器的变比、极性，断路器的分合闸时间、速度及同期性等。 三、各类试验方法各有所长，各有局限。试验人员应对试验结果进行全面综合分析1、与该产品出厂及历次试验的数据进行比较，分析设备绝缘变化的规律和趋势； 2、与同类或不同相别的设备的数据进行比较，寻找异常； 3、将试验结果与规程给出的标准进行比较，综合分析是否超标，判断是否有缺陷或薄弱环节。4.3.1高压电气试验的基本实验项目1直流电阻测量2绝缘电阻测量3吸收比测量4介质损失的测量5交流耐压试验高压断路器的试验项目 (1) 绝缘电阻测试 (2) 导电回路电阻测量 (3) 线圈直流电阻测量 (4) 跳、合闸时间的测量 (5) 绝缘油试验 (6) 三相同期试验 (7) 操作机构的最低动作时间测量 (8) 交流耐压试验4.3.2 高压断路器的试验的过程2高压断路器的交接试验(1)绝缘电阻测试 测试前应将支持绝缘子擦干净，使用2500V的兆欧表，要测量相与相之间的绝缘电阻，相与地之间的绝缘电阻，测试结果不应少于1000M。(2)导电回路电阻测量 高压断路器的导电回路电阻也叫作接触电阻，其测量试验使用双臂电桥，测试时先将断路器合、跳几次后再将断路器操作保险取下，将断路器手动操作部分绑死捆住，以防突然跳闸伤人，并防止突然断开时电桥的检流计打坏。测量时如果怀疑测定数值可复测几次，每次都将开关动作几次。取分散性较小的三次平均值为测试值。（3）跳闸、合闸线圈直流电阻测量 跳闸、合闸线圈直流电阻测量，这是一项常规的试验，用单臂电桥进行测试，测试结果与以往测试结果相比不应有较大的变化。4) 跳闸、合闸时间的测量 它属于断路器的动作特性试验，跳闸、合闸时间与跳合闸的速度有关，与机械的结构、机械的摩擦力及机械势能能量等有关。 测量时使用电秒表进行动作时间的测量，测量合闸时间时，将三相开关主触电串联连接到电秒表，当只有全部接点闭合时的时间为合闸时间；测量分闸时间时，将三相开关主触点并联连接后，接到电秒表，当只有全部接点断开时的时间为分闸时间。(5) 绝缘油试验仅对油断路器做此项试验，实验方法同油试验(6) 三相同期试验 断路器的三相同期试验是通过手动压合开关进行的，在三相动、静触头之间接入三只小电珠，小电珠回路始终是通电的，当压合开关时，按电珠亮的先后做好记号，压到底后在三相导电杆上再做出记号，分开闸后测量各导电杆上下两记号间的距离，调整导电杆的长度使之相同，反复调整到压合时电珠同时亮，断开时电珠同时灭为止。(7) 高压断路器操作机构的最低动作时间测量 高压断路器操作机构的最低动作时间测量，它属于操作机构的检验。为保证断路器在各种运行状况下都能可靠地工作，规程规定了动作电压的下限值，如果动作电压过低，会引起断路器的误动作。 合闸接触器线圈最低动作电压：不大于额定电压的80，不小于额定电压的30；分闸电磁铁线圈最低动作电压：不大于额定电压的65，不小于额定电压的30。(8) 交流耐压试验 交流耐压试验是在断路器特性试验完成后进行的，油断路器还要在油试验合格后进行，气体断路器要在充满合格的SF6气体后进行。 断路器要做两次试验，进行断口间耐压试验和对地耐压试验。注意：试验标准中有些断路器的断口耐压值大于对地耐压值。五、 高压断路器操作机构的故障分析及处理方法 高压断路器是电力系统发电、送电、变电时接通、分断电器和保护电路的主要设备，高压断路器的运行是否可靠，直接关系到线路供电安全可靠性。在高压断路器故障发生部位统计数据中发现，操作机构故障占总故障发生比例约为50%。因此，操作机构作为高压断路器的重要组成部分，成为高压断路器能否可靠运行的关键之一。笔者结合多年运行实例中断路器的操作机构故障进行分析，与读者共鉴，为处理相似故障提供参考。5.1故障分析及处理方法5.1.1连杆销脱落，不能合闸在拜城电厂实习中， 35kV变电站停电年检后恢复送电，发现一路35kV高压断路器无法合闸。在对控制电源回路查找后未能发现问题，之后开始对操作机构箱进行检查。通过对操作机构箱的检查发现，操作机构中合闸回路机构连杆销因在年检多次试验过程中松动而脱落，造成储能弹簧释放能量时，合闸机构机械回路连杆未能动作，因此就出现了只听见储能弹簧释放能量的动作声，而未见高压断路器合闸的情况。处理办法：重新连接操作机构中传动连杆销，保证传动半轴的转角符合合闸要求条件，重新储能后即可正常合闸。5.1.2、分闸弹簧偏长，造成半轴扣接量减小，不能合闸拜城电厂10kV出线由检修转运行时发现，该条线路合闸线圈正常动作，可合闸线圈动作后高压断路器仍保持分闸状态，出现了操作机构空合的现象。在合闸线圈正常动作情况下，初步判断为机械故障，故对操作机构进行拆箱检查。拆箱检查发现：传动半轴的力矩小弹簧弹性减弱，造成操作机构连杆的传动半轴与摇臂扣接量减小，达不到机构规定动作要求，致使分闸脱扣装置长期处于分闸动作状态。故当合闸弹簧释放能量后，摇臂动作未能和传动半轴扣接，造成断路器传动连杆动作后，却未能保持，出现了操作机构假合现象。处理办法：更换同一规格传动半轴的力矩小弹簧，重新调整传动半轴与摇臂扣接量（正常值为20.5mm），使其满足安全运行要求。若现场没有备件，可人为调整与传动半轴相连的。5.1.3、分闸线圈烧毁，不能跳闸 拜城电厂35kV变电站在更换主变35kV侧电流互感器之后，恢复正常送电。在合上主变35kV侧断路器后再继续操作主变10kV侧断路器时，发现主变差动保护动作，主变10kV侧断路器跳闸，可是主变35kV侧断路器并未动作。难道是保护回路出现问题，还是电流互感器接线错误？检修人员在做好安全措施后认真检查了保护及电流互感器接线，发现新更换的35kV侧电流互感器极性接反，故引起差动保护动作。可差动保护动作应是跳主变双侧断路器，为何只有单侧断路器动作呢？检修人员在确认保护无故障之后，只好对操作箱机构进行了拆箱检查，发现竟然是主变35kV侧断路器分闸线圈已烧毁，故而不动作。 处理办法：更换同一规格型号的分闸线圈，重新调整电流互感器极性，对分闸机构试验合格后，恢复正常送电，一切正常。5.1.4 辅助触点机构连杆螺栓松动，不能远动分、合闸拜城电厂10kV出线由运行转检修时，发现操作面板分闸状态指示不亮，弹簧储能指示灯不亮；后台监控实时装置中分闸指示与弹簧储能指示也无法显示。对控制回路连线及电源进行检查，发现无任何异常。于是初步判定为操作机构故障。对操作机构箱进行拆箱检查，发现分、合闸回路主操作机构连杆与辅助触点同步动作的连杆螺栓松动，造成分、合闸时辅助触点不能同步动作，而本次故障巧合的是：辅助触点所有分、合触点均处于断开状态，故造成了分、合、储能状态不能正常同步显示，从而不能正常远动分、合闸的故障。处理办法：将分、合回路主操作机构连杆与辅助触点同步动作的连杆调整至合适的角度，并将螺栓调整紧固，使其在分、合动作过程能正确、可靠、灵活、不卡涩地动作，修复后一切正常。另外，操作机构中还有因棘轮、棘爪不能驱动储能机构，造成储能保持元件损坏，储能弹簧不能储能，无法合闸；储能弹簧使用年限久远而变长或因操作机构投运前将储能弹簧调整偏短，造成不能正常合闸；储能电动行程开关位置松动、储能回路辅助触点压力弹簧损坏、触点烧死等原因，造成储能电动机储能结束后不能自动停止，造成电机过热烧毁；分、合闸线圈连接触点接触不良，造成回路电阻增加，从而使分、合闸动作力降低，导致不能正常分、合闸等故障。六、 对于高压断路器电气试验不足及认识6.1、断路器在线检测的意义电力系统中，断路器尤其是高压断路器数量多，检修量大，费用高。在对电力系统和变电站的了解中，变电站维护费的一半是用在高压断路器上，而其中60%有时用于断路器的小修和例行检修上，另外我还了解到10%的的断路器故障是由于不正确的检修所致，断路器的大修完全解体，既浪费时间，费用也高，而且解体和重新装配会引起很多新的缺陷，在目前为止，检修缺乏一定的针对性。 对断路器的重要参数进行长期连续性的在线检测，不仅可以提供设备现象唉的运行状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断是否存在故障的先兆，从而延长设备的维修保养周期，提高设备的利用率，减少维修的费用，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。在这方面上，电力行业中比较关注。6.2、 检测内容以及实现方法断路器检测方法分为为五个步骤：1、 故障类型分析2、 选取合适的监测对象来发现最可能发生的故障。3、 对设备可能发生的故障进行分险分析4、 进行利益分析来确定是采用在线监测还是周期检测。5、 制定方法 根据在电力系统运行故障的统计和监测运行，断路器在监测的内容有：（1）分合闸线圈回路（2）分合闸线圈电流（3）分合闸线圈电压（4）断路器动触头行程。（5）断路器动触头速度。（6）断路器开断电流（7）断路器操动过程中的机械振动（8）合闸弹簧状态（9）绝缘状态（10）六氟化硫断路器的气体密度参 考 文 献1 李伟编. 电力基础， 清华大学出版社 19952 姚春球. 发电厂电气部分. 北京：中国电力出版社，2004.3 范锡普. 发电厂电气部分. 2版。北京：水利电力出版社，1995.4 陈家斌. SF6断路器实用技术. 北京：水利电力出版社，2004.5 方可行. 短路器故障与检测. 北京：中国电力出版社，2008.6 胡汉才. 电力系统原理及应用， 电子工业出版社 19897 彭高鉴. 进网作业电工培训教材(上下册)，辽宁科学技术出版社19938 张涛 电力设备预防性试验规程，中国电力出版社 19979 杨劲松、 高低压实验编著， 中国电力出版社 198610 陈家斌. SF6断路器使用基础. 北京：水利电力出版社，2004.12.电气试验，火力发电职业技能培训教材。北京，中国电力出版社，2004