对VS1(VD4)真空断路器特性试验问题的分析--论文.doc

对VS1（VD4）真空断路器特性试验问题的分析摘要：随着电力设备的不断更新，少油开关已基本淘汰，在10千伏真空断路器大量使用的情况下，特别是中置柜的大量使用下，出现了VS1（VD4）等型号开关的现场特性试验，主要是测速难题。并强调了高压真空断路器的分、合闸时间和分、合闸速度是两个不同的技术参数绝对不能用测量分、合闸时间来代替测量分、合闸速度。通过对VS1一l2、VD4真空断路器结构的研究分析，提出了现场测量分、合闸速度的方法。关键词：真空断路器特性试验；分、合闸时间；分、合闸速度l、前言由于VS112真空断路器为复合绝缘封闭式结构，它的真空灭弧室、绝缘拉杆，触头弹簧、传动触头的拐臂均被封闭在绝缘筒和金属箱体内产品在制造厂完总装调试后，就测试不到动触头（包括绝缘拉杆可动部分）的运动速度为此，向有关制造厂提出，希望对产品结构进行改进，提供测速部位和测速方法。有人认为该型号断路器可以通过测量分、合闸时间来反映分、合闸速度是否合格，并称“只要测得的分、合闸时间在合格范围内，就可以认为分、合闸速度不会有问题 ”我认为这种观念是十分错误的，在这种错误观念误导下，再加上VS112和VD4断路器确实也很难测量可动触头速度，因此目前使用部门基本上在现场不测量其速度，甚至也有些开关厂对生产的VS112断路器也不测量速度。如2007年9月在中置柜检修比武中，由于现场提供的VS112断路器条件限制而未能进行速度测量，为此引起了系统内有关方面的重视，要求尽快设法解决这个问题。2、分合闸时间与分合闸速度的差异断路器的分、合闸时间不能反映分、合闸速度断路器的分、合闸时间和分、合闸速度是两个不同的重要技术参数。分、合闸时间其长短关系到分合故障电流的性能；如果分合闸严重不同期，将造成线路或变压器的非全相接入或切断，从而可能出现危害绝缘的过电压。分、合闸速度：直接影响到断路器分合短路电流的能力。对于三极断路器分闸时间是指从发出分闸指令(分闸线圈通电)开始至三极动、静触头全部分开为止的时间：分闸时间是指从发出合闸指令(合闸线圈通电)开始至三极动、静触头全部闭合为止时间分闸时间它包括了分闸电磁铁动作时间、操作机构和传动机构固有动作时间、动触头从开始运动至与静触头分开(即运动接触行程)的3个时间之和，对于真空断路器由于接触程很小(约3 mm)，动触头运动该接触行程的时间约6 ms(平均速度按0.5 ms计算)只占整个分闸时间(40-50 ms)很小一部。合闸时间它包括了合闸电磁铁动作时间、操作机构和传动机构固有动作时间， 动触头从开始运动至与静触头刚闭合为止的3个时间之和，对于真空断路器由于触头开距较小(12 kV约为10 mm)，动触头运动时间也只占整个合闸时间的一小部分(约占20) 从上面分析可以得出，当断路器分闸或者合闸速度变化时(即使分、合闸速度与标准相差很大)也很难从分、合闸时间中反映出来因此，绝不能采用测量断路器的分、合闸时间来取代测量分、合闸速度。分、合闸时间合格不能认为分、合闸速度合格。3、按规定选择真空断路器分、合闸速度的重要性31断路器是在规定的分闸速度条件下进行型式试验，如VS112是在规定的分闸速度(1.20.2)ms的下限进行开断电流试验 假设试验时的分闸速度是l ms，开断额定短路电流首开相燃弧时间为4ms，后开相燃弧时间为7 ms，那么弧隙距离(动静触头之间距离)分别在4 mm 和7 mm 当分闸速度由于种种原因降低到08 ms动触头在运动4 mm和7 mm弧隙距离所需的时间必然延长f即燃弧时间延长)。真空断路器燃弧时间延长后，轻者将加重触头烧损，缩短断路器的电寿命(即减小累计开断短路电流值)。重者引起开断失败而构成严重事故 当然断路器的分闸速度也不是愈快愈好。当分闸速度大于14 ms时，不仅使断路器机械震动性增大。促使部件损坏，而且对断路器开断性能也不一定有利。可能会带来负面作用真空断路器同样是在规定的合闸速度条件下进行型式试验的，VS112合闸速度为(0602)ms，通常要求在速度下限进行关合额定峰值电流试验，在速度的上限进行机械寿命试验前者是考核断路器的关合能力，若合闸速度小于O4 ms，关合能力必然得不到保证。轻者在关合短路电流时触头烧损加重，使断路器电寿命降低，重者致使触头熔焊在一起而引发事故。断路器的合闸速度也不能过快，否则将影响机械动作稳定性，甚至使其部件损坏。4 、真空断路器需要测量分、合闸速度的要求4.1制造厂在产品出厂试验中必须对每台断路器测量分、合闸速度并将测试结果填写在产品出厂试验报告中，目前真空断路器的测速已普遍使用传感测速仪。它可以准确地测得分、合闸过程中行程-时间、行程-速度的变化曲线，可以对分、合闸全过程中的速度变化情况进行考核分析。4.2新产品在安装正式投入运行前必须测量分、合闸速度、以便建立设备技术档案，速度不合格绝对不能投入运行4.3新产品在安装投运一定时间后(12年)必须测量分、合闸速度，并将测得的数据与投运前测得的数据比较，正常情况下速度是略有下降，因为断路器各部分弹簧会老化。当速度出现大幅度下降，而且已没有调整裕度时说明弹簧已严重老化变形，必须将其更换。4.4断路器主要部件(真空灭弧室、分闸弹簧、触头弹簧、操动机构合闸储能弹簧等)更换或者已经过拆卸重新装配后，必须测量分、合闸速度。5、VS1-12（VD4）断路器测速方法的改进5.1 VS112断路器测速方法的改进近两年来部分制造厂已在断路器的绝缘拉杆下面设置一个M5螺孔。见图a 这一改进确实可方便制造厂在产品装配调试时测量速度，但它仍然不能解决断路器在安装和检修时的测速问题，因为当断路器框架固定在手车架，手年架又置于检修底架上后，传感器就无法装设笔者经过对VS112的结构分析研究后发现，断路器框架两侧面板上，位于绝缘拉杆与传动拐臂连接销相对应的位置开有2O孔(是供拆装连接销之用)。当将该孔向下扩大为中20*20长腰孔，同时将10连接销的一端放长30 mm，就可采用图b所示方法，使用光栅传感器准确地测得断路器行程 时间曲线，然后根据行程 时间曲线，计算出所需测量行程段内的平均速度值(当使用智能型机械特性测试仪时，它可直接输出行程 速度曲线)。测试过程中无需拆动断路器任何部件，只需将传动杆套装于10连接销上(套装应尽可能精密一些，以减小传动杆与连接销之间的抖动) 断路器在进行这样的改进后丝毫不会影响动作性能和外型美观 不仅制造厂能够方便地实施，而且在使用现场也可方便地进行，只需制造厂提供一只改进后的10销子，将面板一上的西20孔扩大为20x20长腰孔即可 由于VD4断路器结构与VS112相似，它也可以仿效采用这种改进方法。5.2 图 (a) 图 (b)6 、结束语6.1高压真空断路器分、合闸时间和分、合闸速度反映的是两个完全不同的特性，不能相互取代时间合格不等于速度合格，反之速度合格不等于时间合格所以高压真空断路器的分、合闸速度是一项极为重要的技