真空断路器开合电容电流老炼试验.docx

真空断路器开合电容电流老炼试验 引言 从电网运行情况看，因开关重燃故障引发的电容器损坏等事 故也时有发生。浙江电网均采用经过老炼试验后的真空断路器， 多年来未发生由于真空断路器重燃引起的重大事故。 国家电网公 司在新的十八项重大反措里明确要求高压大电流的老炼试验， 应 引起重视。 一、真空灭弧室的老炼机理 所谓老炼，就是通过一定的工艺处理， 消除灭弧室内部的毛 刺、金属和非金属微粒及各种污秽物，改善触头的表面状况，使 真空间隙耐电强度大幅提高； 还可改变触头表面的晶格结构， 降 低冷焊力，增加材料的韧性，使触头材料更不容易产生脱落，大 大降低真空灭弧室的重燃率。 真空灭弧室老炼试验包括电流老炼和电压老炼。 电流老炼一 般是用一百至数百安培的电流， 通过真空灭弧室的触头间隙形成 均匀的扩散型真空电弧，利用电弧的高温去除电极表面的薄层材 料，同时消除电极表面层中的气体、氧化物和杂质，改善触头表 面状况。 电压老炼试验是通过施加高电压使真空电极放电， 烧去触头 表面的毛刺、杂质，提高真空灭弧室的耐压水平，有利于弧后绝 缘的迅速恢复。采用实际的电容器回路对真空断路器进行老炼操 作，兼有上述 2 种方法的效应。 以数百安培的电流进行电流老炼， 同时又以高幅值的恢复电压起到电压老炼的作用， 通过老炼初期 的击穿放电、 合闸时的机械捶击、 涌流热效应以及分闸时的电弧 烧灼，对触头表面进行处理， 能有效提升真空断路器的抗重燃性 能。 二、老炼试验的一般方法和要求 真空断路器开合电容电流老炼试验参照 GB1984-2003《高压 交流断路器》进行，根据试验方式的不同，分三相老炼试验、单 相合成老炼试验和单相老炼试验。 1 、试验方式 三相老炼试验 采用三相电源回路进行老炼试验与断路器实际运行状况基 本一致，因此老炼试验优选采用三相回路，如图 1 所示，图中： Um为母线对地电压；Uf为试品极间恢复电压；Uc为电容器侧对 地电压；Uo为电容器组中性点对地电压；I为回路电流；C为电 容器组；TA为电流互感器；FD为放电线圈；SP为试品。 图1 典型三相老炼试验接线 单相合成老炼试验 35kV及以上真空断路器一般采用单相合成回路老炼试验， 典型接线如图2所示，图中：DL为试验回路断路器；T1为电流 回路变压器；T2为电压回路变压器；T3为电压回路调压器；C1, C2为电流回路电容器组；C3, C4为电压回路电容器组；L为调 频电抗器；K1为电压回路闸刀；SP1为试品被试相；SP2 SP3 为试品非被试相；TA为电流互感器；FYn为母线电压测量分压器； FYf为恢复电压测量分压器； MOA为避雷器；TV为电压互感器。 单相合成回路的特点是用试品的非被试相作为电压隔离开 关，实现电压与电流同步；用电容 C4电抗器L组成重击穿放 电支路，模拟实际重燃放电，提高老炼效果。采用单相合成回路 进行老炼试验，能有效降低投切过电压，减小系统和设备风险。 图 2 典型单相合成老炼试验接线 1.3 单相老炼试验 当不具备三相试验条件时， 还可采用单相老炼试验， 试验接 线如图3所示，图中：Um为母线对地电压；Uf为试品极间恢复 电压；Uc为电容器侧对地电压；I为回路电流；SP为试品；C为 电容器组； TA 为电流互感器； FD 为放电线圈。 图 3 典型单相老炼试验接线 2、试验电流 根据多种大小不同的电流对真空开关进行的老炼和现场跟 踪测试，试验电流过小，不足以消除灭弧室内杂质，试验电流太 大，则要求系统无功容量也较大，产生的电压波动也大。当老炼 试验电流为350?400A时，电弧呈圆锥形，沿电极表面不断移动， 电弧弧柱的电流密度约为 105?106A/cm2,具有很好的清洗和净 化效应， 也不会烧蚀电极触头表面。 老炼试验电流和时间的推荐 值如表 1 所示。电流持续时间为 0.3s 较为适宜， 2 次试验的间 隔时间主要考虑断路器的储能、 机构动作后的稳定、 电弧熄灭后 灭弧室内微电物质的稳定等因素， 同时要避免间隔时间过长， 影 响试验效率。 表 1 老炼试验电流和时间推荐值 3、试验电压 试验电压在试品分闸瞬间测定， 其相间电压应不小于系统标 称电压，并尽可能靠近试品处。对于三相试验，试验电压用三相 试验电压的平均值表示，通过示波器或瞬态记录仪等设备来确 定，任何相间的试验电压与平均试验电压的偏差不应超过 10%。 对于单相老炼试验， 于试品处测得的试验电压应不小于 1.4 倍额 定电压 / 。 4、电容回路 电容器回路包括所有必要的测量装置， 如分压器等。 其电弧 最终熄灭后300ms时断路器断口电压的衰减不超过 10%并提供 1000ms的恢复电压。电容器组具有放电回路，关合操作之前， 在容性回路上无明显的剩余电荷。三相试验的回路中性点应绝 缘。GB1984