西门子SF6断路器结构特点及现场试验问题探讨.docVIP

西门子SF6断路器结构特点及现场试验问题探讨 　　【摘 要】 随着西门子SF6断路器在上海电网越来越广泛的应用，准确地监测其机械特性，增强断路器运行的可靠性成为了一个十分重要的课题。本文简要介绍了西门子SF6断路器的主要结构特点，通过现场测试的一个实例，分析了常规测试方法对测量具有石墨触头的西门子断路器的不足之处，引入了测量此类型断路器专用的SA100断路器动作分析仪，并提出了在实际使用过程中的注意事项与要点。 　　【关键词】 断路器 动作时间特性 石墨触头 试验方法 　　SF6断路器由于具有良好的绝缘性能，在电力系统中日益得到广泛运用。上海各变电站的110kV及以上电压等级的断路器均采用SF6断路器，尤其是220kV以上的SF6断路器，越来越多地采用了带有石墨触头的西门子SF6断路器。由于石墨有更高的燃点，所以这种结构可以大大减小触头的烧蚀，增加断路器的可靠性和使用寿命，从而最大程度上提高了设备的安全可靠性，其具体型号有3AQ1EE、3AQ1EG等。 　　但是，由于西门子断路器其触头带有石墨镀层并且及控制回路设计独特，故传统的断路器试验方法不能如实反映断路器的真实动作时间特性和同期性，在试验仪器的选用上与常规断路器也有很大的不同，下面介绍西门子SF6断路器的结构特点并对现场交接试验中出现的问题进行探讨。 　　1 断路器的动作时间特性 　　高压断路器的电气和机械性能应该满足电力系统的各种运行状况，以及检修和维护的要求。断路器是由运动部件来开、合电路的，而电网的运行经验表明，机械故障约占高压断路器设备故障的70%～80%。所以对断路器设备进行现场试验时，尤其应重视机械特性试验。 　　分、合闸时间及同期性是SF6断路器机械特性的重要参数，而且断路器的时间特性的测量也是鉴定断路器调整安装或检修质量的重要指标之一。分、合闸时间直接影响到断路器的关合和开断性能。断路器只有在保证适当的分、合闸时间，才能充分发挥其开断电流的能力。如果分闸时间过长，则会使燃弧时间增加，特别是在切除断路故障时，燃孤时间长可能会使触头烧损，甚至发生爆炸。分、合闸时间严重不同期，将造成线路或变压器非全???接入或切断，出现危害绝缘的过电压。因此，按照《电力设备交接和预防性试验规程》，所有断路器在交接试验、必要时试验、大修后的试验中，都要求测量时间参数。 　　1.1 合闸时间 　　是指合闸接触器接通合闸电源起，至断路器动、静触头刚刚接触时止的这段时间，实际上是包括合闸接触器动作时间在内的一段时间。 　　1.2 分闸时间 　　是指在分闸线圈接通分闸电源起，至动、静触头刚刚分离时止所需的这段时间。它是断路器本身固有的，不包括其他的动作时间，但在实际运行中还要延长一段灭弧时间。 　　1.3 分、合闸同期性 　　分、合闸同期性主要是指三相之间的不同期性，对多断口断路器还应测量同相各断口间的不同期性。分、合闸同期性应按高压断路器设备的实际运行操作方式测量。对确因弧触头或保护环接触不一而造成的同期性误差，经鉴别后可不计入。 　　2 西门子SF6断路器的主要特点 　　（1）在灭弧方式上采用定开距。定开距有助于开断电流的提高。 　　（2）喷嘴和燃弧环采用石墨。石墨喷嘴即使开断短路电流20次后，其表面亦没有烧毛，这是因为石墨直接从固态升华气化。 　　（3）开断时双向运动。开断时间短，可达到60Hz时的二周波。一般断路器开断时，活塞和气缸仅一方运动，而西门子公司的SF6断路器不但气缸运动，而且活塞朝气缸反向运动，这就加快了预压气，缩短了开断时间。 　　下面，我们以3AQ型西门子SF6断路器为例，通过对其分闸全过程的分析来揭示其灭弧室和石墨触头独特的结构特点。 　　如图1所示，压气缸直接与动触头相连，在分闸时与动触头一起运动，压气活塞固定不动，压缩气缸内的SF6气体、引弧环也起到一个阀的作用，可使电弧离开喷嘴。上、下方导电管由铜管做成，内部空心石墨结构，外表面镀银，端部即为喇叭形石墨喷嘴。当吹气时，气流将在上、下导电管端部石墨喷嘴上燃烧的电弧吹向导电管内壁，气流的出口在导电管内壁的上下另一端，因此电弧的弧根在导电管内壁作相反方向移动，电弧被越欢越细，越吹越长，直至电弧电流过零时熄灭。其最大的特点是增大了开距，灭弧室定开距问隙达70mm，由于行程加长，从而能够降低灭弧室的充气压力。 　　3 现场测试实例 　　目前多数厂家生产的断路器测试仪时间测试方法基本上采用的是电压法或电流法，检测输入信号的电压变化或者电流变化，从而测出断路器的固有分闸、合闸时间。对于普通金属触头断路器来说，这两种方法测试结果是一致的；但是，如果用来测试石墨触头断路器，则可能不能正确得到时间参数。下面就一个现场实际情况来说明。 　　3.1 常规试验方法 　　上海某220kV