断路器机械特性测试端子改造

GXF360 2017-06-20

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断路器机械特性测试端子改造

曾经纶

（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东惠州 516000）

摘要：高压断路器在电网中承担着保护和控制双重任务，其运行工况直接影响着电力系统的安全运行，而断路器机械特性测试结果就是检测其运行状态的重要指标。该项测试涉及到断路器机构二次回路中分合闸回路的识别以及拆接线工作，需要由继保自动化班组派人协助检修班组进行。目前这项工作存在着两大困难，因断路器型号种类繁多，回路查找繁琐，会占用较多的时间，影响工作效率；恢复接线时有可能存在回路接触不良的情况，将导致断路器无法正常分合闸等问题。本项目组研发了一套机械特性测试专用端子，免去查找图纸以及拆接线环节，提高效率，降低作业风险。

关键词：谐波；机械特性；断路器；端子；分合闸

1 定义

1.1 高压断路器的定义及作用

高压断路器是我们电力系统中的最重要的电器元件之一，是一次电力系统中控制和保护电路的核心设备，其最大作用就是正常运行时接通或断开电路。当系统中出现严重故障时，最终要通过继电保护装置使断路器跳闸来对故障进行隔离，以维护系统稳定。高压断路器有相当完备的灭弧能力和良好的断流能力，它主要具备两个作用：

（1）控制。根据电网运行方式的需要，将部分或全部电气设备投入或退出运行状态。

（2）保护。当电网发生故障时，它和保护装置配合，将故障部分从电网中切除，防止事故扩大，保护系统中电气设备不受损伤。

1.2 机械特性的定义及其性能指标

断路器的机械特性也称之为是物理特性。该测试的目的有两点：①确保断路器的物理参数符合规程要求，使其能可靠地投入运行；②在检修过程中通过测试可以掌握开关的机械性能，便于确定检修的重点，有目的地进行维护，以保证检修质量。机械特性的主要性能指标有以下13点：

（1）分闸时间：从分闸回路接通电源到所有极的弧触头都分离瞬间为止的时间。

（2）合闸时间：从合闸回路接通电源到所有极的弧触头都接触瞬间为止的时间。

（3）合分时间：断路器在不成功重合闸的合分过程中或单独合分操作时，从首先接触极接触瞬间起到随后的分闸操作时所有极触头分离瞬间为止的时间。

（4）三相不同期：断路器在三相分（合）闸时间之间的最大值和最小值的差值。

（5）弹跳时间：断路器的动静触头在合闸过程发生所有的接触和分离的累计时间差值。

（6）弹跳幅度：断路器的动触头在运动过程中的最大反弹值。

（7）速度：指断路器在分、合动作时的平均速度。

（8）刚合（分）速度：断路器在合（分）闸时，动、静触头接触（分离）瞬间的运动速度。

（9）平均速度：断路器合（分）闸操作中，动静触头在整个运动过程中的行程与时间的比值。

（10）行程：断路器动、静触头由静止到动作完成后动触头的整个位移量。

（11）超行程：指断路器在合闸过程中动、静触头已经接触之后动触头再移动的位移量。

（12）开距：分位置时，开关一极的各触头之间或其连接的任何导电部分之间的总间隙。

（13）金短时间：断路器重合闸操作后，触头闭合到第二次触头分开所需用的时间。

2 机械特性测试过程遇到的问题

2.1 回路核查耗时，影响效率

惠州供电局拥有140余个变电站，其中110kV及以上开关数目更是不计其数，其中涉及到的开关厂家也是林林总总。尽管是同一厂家，但不同型号也会导致接线位置的不同。甚至因为不同的施工、编号习惯，都会导致有所不同，所以每次机械特性测试都需要详细地核对图纸。110kV及以上开关每年一次的机械特性测试，每次都要根据不同情况进行回路核查、接线，所以年度工作量总结显示，继保人员在机械特性测试上花费的时间是巨量的。

图1 220kV镇隆站110kV镇沥甲线开关机构

如图1所示，这是220kV镇隆站110kV镇沥甲线开关机构图。是沈阳高压开关厂家ZF6-110型号的开关机构，根据开关厂家白图和端子排图，可确认测试仪的电源线接入X4：37，合闸线接入X1：81，分闸线接入X1：85。

从这里可以看出，对不同厂家的开关做机械特性测试，接线位置是不一样的。尽管是同一个站，同厂家的不同型号开关也存在着接线位置不一样的情况。而且，对于早期建设的变电站，同时存在着图纸缺失的情况，这给继保人员尤其是工作经验不足的人带来很大困扰。

2.2 测试过程中需要进行拆接线

由于机械特性测试仪的试验线与传统机构箱端子插孔的不匹配，以及试验夹子与机构箱端子连接的不牢固，导致我们在进行接线工作时通常采用在端子上并接短线后再用夹子固定的方法。而这种方法的弊端很明显，主要有以下两点：①用夹子固定短接线经常会导致试验分合闸失败，原因是接触不良；②并接短线需要把原有接线拆松后方可接入，在拆除短线恢复原有接线时容易空拧螺丝，导致原有接线接触不良或者根本没有接入，进一步导致开关存在拒动等重大风险。

3 改进措施

目前，我们项目组定制一批新款机构箱端子，如图2所示。这款端子的优点有以下两点：①有颜色标记。对一组断路器进行第一次机械特性测试后便将电源端的端子换成黑色端子，分闸端的端子换成绿色端子，合闸端的端子换成红色端子。对于以后每年一次的机械特性测试接线，都可以根据经验证过的端子颜色进行接线，不用每次都花时间在回路核查上；②端子插孔能够匹配试验线。每次接线只需要把测试仪的试验线按颜色插入端子插孔即可，不用再考虑接触的问题，避免了很多无效试验。