断路器试验介绍

1、断路器试验简介 断路器试验简介 常用术语 断路器断路器 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。装置。 E1，E2级级断路器断路器 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）。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

2、润滑，如果适用时，补充气体及清洁外表面；本定注：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义仅适用于额定电压3.6kV及以上、及以上、40.5kV及以下的配电断路器。及以下的配电断路器。 断路器试验简介 M1，M2级级 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 型式试验为型式试验为1000010000次操作）验证的断路器。次操作）验证的断路器。 C1，C2级级 一种断路器，在规定的型

3、式试验验证容性电流开断过程中具一种断路器，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。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，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，例如同等级的标志应按照字母的顺序组合，例如C1-M2C1-M2。 断路器试验简介 短路电流短路电流 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。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。

4、 失步条件失步条件 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，并且可能达到超过了正常值，并且可能达到180180度（反相）。度（反相）。 内绝缘内绝缘 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。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，他们承受电设备在空气中的距离和固体绝缘

5、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。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。 断路器试验简介 防跳跃装置防跳跃装置 在合在合分操作后，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。防止重合闸的装置。 触头开距触头开距 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。件间的总的间距。 开断时间开断时间 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。机械开关装置分闸

6、时间起始时刻到燃弧时间终了时刻的时间间隔。 燃弧时间燃弧时间 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。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。 断路器试验简介 （自动重合闸过程中的）分（自动重合闸过程中的）分- -合时间合时间 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。间间隔。 （自动重合闸过程中的）无电流时间（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

7、。先重新出现电流时刻的时间间隔。 合合- -分时间分时间 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。离时刻的时间间隔。 关合关合- -开断时间开断时间 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。终了时刻的时间间隔。 断路器试验简介 （三相系统中的）首开极系数（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

8、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。之比。 复燃复燃 开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在1/41/4工频周期以内触工频周期以内触 头间非剩余电流的电流重现。头间非剩余电流的电流重现。 重击穿重击穿 开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在开关在开断过程中，在电流过零且熄弧后，在1/41/4工频周期及以上工频周期及以上 时间内触头间非剩余电流的电流重现。时间内触头间非剩余电流的电流重现。 断路器试验简介 电流截断（截流）电流截断（截流） 电流在自然过零点前突然降至零的现

9、象。电流在自然过零点前突然降至零的现象。 恢复电压恢复电压 开断电流熄弧后，出现于开关一个极两端子间的电压。开断电流熄弧后，出现于开关一个极两端子间的电压。 工频恢复电压工频恢复电压 瞬态电压现象消失后的恢复电压。瞬态电压现象消失后的恢复电压。 瞬态恢复电压（瞬态恢复电压（TRVTRV） 具有显著瞬态特性的恢复电压。具有显著瞬态特性的恢复电压。 断路器试验简介 直接试验（开断和关合能力的）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。个单电源回路。 短路发电机回路试验（开断和关合

10、能力的）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。路发电机提供。 网络试验（开断和关合能力的）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。力系统（网络）提供。 断路器试验简介 振荡回路试验（开断和关合能力的）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一种单相短路试验，其外施电压、电流、瞬态和工频

11、恢复电压全部 取自由电容器和电抗器构成的振荡回路。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）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）。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）。 断路器试验简介 试验方式试验方式 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。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）单元试验（断路器的） 在一个或一组关合或开

12、断单元上进行的试验，其关合电流或开断电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。极的试验的一部分规定值。 试验系列试验系列 由规定的几个试验方式所组成的一系列试验。由规定的几个试验方式所组成的一系列试验。 单相试验单相试验 对开关的一极所进行的试验。对开关的一极所进行的试验。 三相试验三相试验 用三相电源对开关的三极所进行的试验。用三相电源对开关的三极所进行的试验。 断路器试验简介 单相单相合成试验（开断和关合能力的）合成试验（开断和关

13、合能力的） 提供电流 提供电流 提供恢复电压提供恢复电压 提供恢复电提供恢复电 压压 断路器试验简介 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 型式试验项目型式试验项目 断路器试验简介 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适用时的型式试验项目 断路器试验简

14、介 绝缘试验数据的确定绝缘试验数据的确定 额 定 电 压 Ur kV(有效值) 额定短时工频耐受电压Ud kV(有效值) 额定雷电冲击耐受电压 Up kV(峰值) 通用值断口通用值断口 3.6 10 18 12 20 2023 4046 7.2 20 23 25 28 4046 6070 12 28 42* 32 48* 6070 7585 2450/6560/79 95110 125145 40.585，95*110185215 *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 断路器试验简介 试验状况开关装置加压部位接地部位 1合 闸A和aBCbcF 2合 闸B和bACacF 3合

15、 闸C和cABabF 4分 闸ABCabcF 5分 闸BACabcF 6分 闸CABabcF 7分 闸aABCbcF 8分 闸bABCacF 9分 闸cABCabF 断口和接地耐压水平相同时断口和接地耐压水平相同时 断路器试验简介 试验状况开关装置加压部位接地部位 1合 闸A和aBCbcF 2合 闸B和bACacF 3合 闸C和cABabF 4分 闸Aa 5分 闸Bb 6分 闸Cc 7分 闸aA 8分 闸bB 9分 闸cC 断口和接地耐压水平不同时断口和接地耐压水平不同时 开关分闸时，外壳需悬空 断路器试验简介 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

16、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%。 断路器试验简介 试验现场试验现场 外壳悬空 加高压 断路器试验简介 无线电干扰（无线电干扰（r.i.vr.i.v）试验）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。 断路器试验简介 主回

17、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%。 断路器试验简介 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

18、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 断路器试验简介 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，

19、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。 断路器试验简介 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7535 在SF6(六氟化硫)中10565 镀银或镀镍8040 在空气中10565 在SF6中10565 镀锡 9050 在空气中9050 在SF6中9050 断路器试验简介 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9050 裸铜、裸铜合金或裸铝合金9050 在空气中9050 在

20、SF6中11575 镀银或镀镍10060 在空气中11575 在SF6中11575 镀锡10060 在空气中10565 在SF6中10565 断路器试验简介 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9050 镀银、镀镍或镀锡10565 9 可触及的部件10060 在正常操作中可触及的7030 在正常操作中不需触及的8040 断路器试验简介 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

21、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。 断路器试验简介 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 断路器试验简介 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

22、，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 断路器试验简介 试验现场 提供电流 出线短接 断路器试验简介 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。 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

23、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 断路器试验简介 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

24、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。 断路器试验简介 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 断路器试验简介 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

25、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。 断路器试验简介 案例 参考的行程曲线 特性曲线 断路器试验简介 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 断路器试验简介 由2000次操作循环组成，装有

26、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 断路器试验简介 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 断路器试验简介 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

27、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。 断路器试验简介 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试验中对操动电压的规定 断路器试验简介 开断试验开断试验 E2级断路器的开断次数组合（标准） 试验方式操作顺序次数 T10O O-0.3s-CO O-0.3s-CO-t-CO 84 14 6 T30O O-0.3s-CO O-0.3s-CO-t-CO 84 14 6 T60O O-0.3s-CO-t-CO 2 2 T100SO-0.3s-CO-t-CO2 断路器试验简介 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 T10O-0.3s-CO-t-CO1 T30O-0.