对VS1(VD4)真空断路器特性试验问题的分析--论文

1、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 12、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I、前言由于VS1 12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

2、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VS1 12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 VS1 12断路器也不测量速度。如 2007 年9月

3、在中置柜检修比武中，由于现 场提供的VS1 12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

4、 （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 m /s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 （

5、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（1.2 ）.2）m /s的下限进行开断电流试验 假设试验时的分闸速度是I m/S,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

6、到0.8 m/s.动触头在运动4 mm和7mm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1. 4 m /S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，VS1 12合闸速度为（0. 60. 2）m/s，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

7、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

8、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 VS1 12 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

9、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VS1 12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，就可时间采用图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

10、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VS1 12相似, 它也可以仿效采用这种改进方法。5.2第7 页共7 页细糾里 做删二一 * 晦 钟私畑枷緘嘟d 2畑囁b 冷細 整坤恤=图_-m陰FW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、