断路器试验精品课件

1、断路器试验第1页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三目录概述 低压断路器 高压断路器 高压断路器常规试验 首次启动注意事项与安全措施 第2页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三概述 断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备之一，它用于断开或闭合正常工作电流、开断故障电流。断路器最基本的要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力、尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。断路器的最重要任务就是熄灭电弧，所以各种断路器都有不同结构的灭弧装置，它在很大程度上影响断路器的灭弧性能。 第3页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三低压断路器低压断路器的分

2、类 按灭弧介质分：可分为空气断路器、真空断路器（另有一种油浸式断路器已经被淘汰）。应用最广泛的是空气断路器。按动作速度分：可分为快速型和一般型断路器。直流快速断路器和交流限流断路器都是快速型。这类断路器的全分断时间在10 20ms，大多具有限流断开的能力。按结构形式分：可分为万能式（框架式）和塑料外壳式（装置式）两类。万能式断路器有较多的结构变化形式、较多种的脱扣器、较多数量的辅助触头和多种操作机构。一般选择断路器，特别是大容量的断路器多为万能式，适合作主保护断路器。塑料外壳式断路器结构紧凑，使用较为安全，适于独立安装，多用作支路保护开关。按使用类别分：可分为非选择型（A类）和选择型（B类）两

3、种。在短路情况下，选择型断路器明确用作串联在其负载侧的另一短路保护电气的选择型保护，即有可调节的短延时，其延时时间不小于0.05s，因而有短时耐受电流要求。而非选择型断路器则无此明确要求。按用途分：可分为配电用断路器、电动机保护用断路器、导线保护用断路器、漏电保护断路器、灭磁断路器等。第4页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三低压断路器低压断路器的结构特征 触头系统泛指触头、载流母线和软连接等部件。触头的形式有对接式、桥式和插入式三种。灭弧室的结构形式较多，常用的有狭缝式和去离子栅灭弧室。自由脱扣机构是用来联系操作机构与触头系统的机构，以达到触头位置与操作机构无关，即手柄（

4、或电动闭合机构）在闭合位置也可脱扣，触头断开。操作机构是实现断路器闭合和断开的机构。有手柄操作机构（手动）、电磁铁操作机构、电动机操作机构、气动操作机构等。操作机构按闭合方式可分为储能闭合和非储能闭合两种。过电流脱扣器是断路器的感受元件，能反应过电流的大小，当过电流达到一定数值时，脱扣器经一定时间后动作，使断路器断开，过电流越大，动作时间越短。当电流大到一定程度时可发生瞬时断开。前者称为反时限电流脱扣器，后者称为瞬动过电流脱扣器。第5页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三低压断路器低压断路器的结构特征欠电压（失压）脱扣器多为电磁式。当主电路电压消失或降至一定数值以下时，其电

5、磁吸力不足以继续吸持衔铁，在弹簧力的作用下，衔铁的顶板推动脱扣器轴而使断路器断开。分励脱扣器由控制电源供电，它是一个电磁铁，可以按照操作人员的命令或继电保护信号使其线圈通电，其衔铁或铁心动作，从而使断路器分断电路。漏电脱扣器由零序电流互感器和执行机构（常用释放式电磁铁）组合而成。半导体脱扣器或集成电路脱扣器有中间放大环节。辅助触头由断路器传动部件传动，有常开和常闭触头，用于信号电路或联锁之用。外壳或框架是断路器的主要支撑件。外壳多由塑料压制而成，框架由钢板冲压、焊接而成。断路器的所有部件都装于外壳内或框架中。第6页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三低压断路器几种低压断路器

6、结构型式介绍 万能式（框架式）断路器这种断路器可设计成配电用和电动机保护用两类。选择型配电断路器大多采用万能式。设有热继电器，用于得到反时限保护特性；当它被半导体脱扣器取代时，可达到短路延时。塑料外壳式（装置式）断路器其特点是结构较为简单，多用作配电支路负载端开关或电动机保护用开关。导线保护用断路器大多是塑料外壳式，漏电保护断路器都采用塑料外壳式结构。塑料外壳式断路器的操作多为手动（分扳动式和按钮式两种）。大容量的塑料外壳式断路器也可增加欠压脱扣器、分励脱扣器和电动传动操作机构等。 直流快速断路器直流快速断路器一般都是单极的。触头系统多采用双断点桥式触头。为了尽快熄灭直流电弧，设有较强的灭弧室

7、，并有吹弧磁轭，有的还有吹弧线圈，驱使电弧尽快进入灭弧室而熄灭。 第7页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三低压断路器低压断路器的维护与检修 断路器的日常维护主要内容有：检查断路器所带最大负载是否超过额定值；检查接触点和连接点处有无过热现象；检查传动机构有无变形锈蚀、销钉松脱现象及相间绝缘主轴有无裂痕、表层剥落和放电现象；检查脱扣器整定值，指示位置有否变动，电磁铁表面是否清洁，间隙是否正常，线圈有无过热现象及异常声响；检查灭弧罩工作位置有无因受振动而移位，外观是否完整，有无喷弧痕迹和受潮情况。断路器的检修通常断路器每半年需进行一次全面维护与检修，主要内容有：清除断路器上的灰

8、尘、油污等，以保证断路器良好的绝缘。取下灭弧罩，检查灭弧栅片的完整性及清擦表面的灰痕和金属末，外罩应完整无损。 第8页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三低压断路器低压断路器的维护与检修检查触头表面，清擦烟痕，打平接触面，并须保持触头原有形状。如果触头的银钨合金表面烧伤超过1mm时，应更换相同材料的触头。检查触头弹簧的压力，有无因过热而失效，调节三相触头的位置和弹簧压力，使其保证三相触头同时闭合，并保证接触面完好，接触压力一致。用手动缓慢分、合闸，以检查辅助触头的常闭、常开接点的工作状态是否合乎要求，并清擦辅助触头的表面，如有损坏，则需更换。检查脱扣器的衔铁和拉簧活动是否正

9、常、动作是否灵活，电磁铁工作极面应清洁、平整、光滑、无锈蚀，且无毛刺和污垢，热元件的各部位有无损坏，其间隙是否正常。检查各脱扣器的电流整定值和延时，特别是半导体脱扣器，应用试验按钮检查其动作情况。漏电断路器也要用按钮检查是否能可靠地动作。在操作机构传动机械部位，添加润滑油，以保持机构动作灵活。全部检修工作完成后，应作几次传动试验，检查动作是否正常，特别是对于联锁系统，要确保动作准确无误。 第9页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器高压断路器的分类和基本组成 高压断路器按采用灭弧介质的不同，可分为油断路器、空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等几类。 高压断路器的

10、结构，原则上可以分为四个部分，即导电回路、灭弧装置、绝缘与支撑系统和操动机构。另外还包括传动装置和控制系统等部件。 断路器的基本组成部份灭弧室主触头、弧触头、喷嘴、气缸、压气室绝缘、电弧高温高压、消能灭弧、导通操作机构电磁、弹簧、气动、液压 触动机构、传动机构满足快速动作、故障率小第10页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器高压断路器外观第11页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器灭弧室第12页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器灭弧室开断过程第13页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期

11、三高压断路器高压断路器的特性参数 额定电压额定电压指的是线电压，标于断路器的铭牌上。额定电压的大小影响断路器的外形尺寸和绝缘水平，额定电压越高要求绝缘强度越高，外形尺寸越大，相间距离亦越大。额定电流额定电流是指在规定的环境温度下，断路器长时间允许通过的最大工作电流。断路器长期通过额定电流时，其各部分的发热温度不会超过允许值。额定电流的大小决定了断路器的触头结构和导电部分的截面。额定短路开断电流断路器在开断操作时，首先起弧的某相电流称为开断电流，在额定电压下，断路器能可靠切断的最大短路电流的周期分量有效值为额定开断电流。额定动稳定电流和额定短路关合电流(峰值)国标规定，额定动稳定电流（即额定峰值

12、耐受电流）等于额定短路关合电流。这些电流是其额定开断电流周期分量有效值的2.55倍。额定热稳定电流和额定热稳定时间断路器的额定热稳定电流（即额定短时耐受电流）等于其额定开断电流，额定热稳定时间一般为2秒。 第14页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器高压断路器的特性参数分、合闸操动机构的额定操作电压操作电压指操作时加于操动机构线圈端钮上的电压，它不包括与电源连接的导线压降。额定操作电压有：直流24、48、110、220V；交流110（100、127）、220、380V。合闸时间指在额定操作电压下，从断路器操动机构合闸回路通电开始到断路器主电路触头接通所需的时间。断

13、路器合闸时间不应大于0.2 0.3秒。分闸时间指在额定操作电压下，从断路器操动机构分闸回路通电开始到断路器各相完全断开所需的时间。重合闸无电流间隔时间断路器在自动重合闸操作中，从开关各相断开起到重新合闸为止的一段时间。触头行程：在断路器操作过程中，触头从起始位置到终止位置所走的距离。触头超行程：在断路器合闸过程中，动静触头接触后，动触头继续前进的距离。超行程等于行程与开距之差。第15页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器几种高压断路器介绍高压油断路器高压油断路器用油来作灭弧介质。按油量的多少和油的用途，油断路器分为少油式和多油式两类。多油断路器所装的油量多，油量是

14、少油断路器的10 15倍以上，它的油除了用来灭弧外，还要用来作为相对地（外壳）的、甚至相与相的绝缘，外壳是不带电的。少油断路器的油量很少，一般只是十几公斤。它的油只用来作灭弧和触头间隙的绝缘，而带电部分对地之间的绝缘采用瓷介质。真空断路器真空断路器是一种比较先进的高压电器设备，它是主触头在高度真空中开断、闭合电路的新型断路器。所谓真空是相对而言的，指绝对压力低于一个标准大气压的稀薄气体空间，一般出厂时气体压力为1.33*10-5Pa。由于它采用高真空作绝缘和灭弧介质，特别适用于频繁操作的高压电动机、高压电力电容器以及变配电系统供电线路的分、合与保护。其特点是无油污、维修量小，连续切断短路故障电

15、流无需检修，无火灾和爆炸的危险。第16页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器几种高压断路器介绍1 真空灭弧室；2 绝缘杆；3 绝缘子；4 分闸弹簧；5 操作拐臂；6 分闸限位螺钉；7 机座；8 操作机构第17页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器几种高压断路器介绍六氟化硫气体断路器SF6气体的性质六氟化硫气体断路器是利用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的新型高压断路器。SF6气体有较高的介电强度，采用SF6气体作为电气的绝缘介质可以大大缩小电气的外形尺寸，减少占地面积。SF6气体具有良好的灭弧性能，主要原因是：SF6气体的绝缘强度高；

16、弧柱的电导率高，燃弧电压很低，弧柱的能量较小；电流过零后，介质绝缘强度恢复很快，其恢复时间常数只有空气的1%，即它的介质恢复速度比空气要快100倍，也可以说它的灭弧能力比空气高100倍。第18页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器几种高压断路器介绍六氟化硫断路器的分类按结构型式分为瓷瓶支柱式和罐式六氟化硫断路器；按动作类型分为双压式和单压式六氟化硫断路器。双压式六氟化硫断路器有两个压力系统。一个是200 300kPa低压气体系统，用来保证断路器内部的绝缘；另一个是约为1400kPa高压气体系统，用来灭弧。其优点是开断能力强，动作迅速，但结构复杂单压式六氟化硫断路器

17、只充一种压力为300 500kPa的SF6气体作为断路器的内绝缘。在分合闸过程中，电弧由与触头同时运动的压力活塞压出SF6气体来熄灭，分合闸完毕，压气作用也停止，触头间气体恢复低压。单压式断路器结构简单，可靠性高，维护方便。近年来，有逐渐取代双压式六氟化硫断路器的趋势。第19页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器几种高压断路器介绍1 缓冲定位装置；2 充（防）气孔；3 绝缘套筒；4 操作杆；5 支柱瓷瓶；6 压气活塞；7 汽缸；8 动触头；9 喷口；10 静触头；11 灭弧室瓷管；12 过滤口；13 联动轴第20页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，

18、星期三高压断路器几种高压断路器介绍六氟化硫断路器的特点六氟化硫断路器的优点是断口耐压高；开断性能良好；允许的开断次数多，检修周期长；操作时噪声小；对恢复电压不敏感；寿命长。因此在各个电压等级尤其是在高电压领域内得到了越来越广泛的使用。但六氟化硫断路器缺点有：对加工工艺和材料的要求比一般电器要高得多；需要专门的一套SF6气体系统；SF6气体在电弧高温的作用下，由于电离作用，会分解出剧毒气体，所以断路器内要装吸附器装置，内放活性铝（AL2O3）或分子筛来吸附这些毒气。第21页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器真空断路器的安装调试 真空断路器出厂时厂家是以三相整体装配

19、或是以成套柜供应用户，一般不需要重新拆卸组装。安装工作可按下列程序进行：一般检查：核对产品铭牌数据；各绝缘件清洁，在滑动摩擦部位加上干净润滑油；检查真空灭弧室有无异常，如发现灭弧室屏蔽罩氧化、变色，则说明灭弧室已经漏气，要及时更换；检查各部分紧固件有无松动现象，特别应检查导电回路的软连接部分是否紧密可靠；用操作把手慢合几次，检查有无卡滞现象。测量绝缘电阻：按标准测试主导电部位对地、控制回路对地以及主回路极间绝缘电阻。真空度检查：上述各项完成后，真空断路器的三相灭弧室均应经受极间工频耐压42kV历时1分钟的试验，以检查灭弧室的真空度是否符合要求。如耐压不合格则灭弧室不能起作用，耐压低于38kV则

20、说明该灭弧室已经漏气，需更换新灭弧室。吊装就位固定：真空断路器安装方向不受严格限制，只要操动机构在倾斜状态下能稳定工作即可。检查触头超行程和触头开距。检查开距的目的是保证三相触头合闸的不同期性不超过1mm。第22页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器六氟化硫断路器安装调试 六氟化硫断路器的安装应在无风沙、无雨雪的天气下进行；灭弧室检查组装时，空气相对湿度不大于80%，并要采取防尘、防潮措施。安装用的螺栓、密封垫、密封脂、清洁剂和润滑脂等应符合产品的技术规定。瓷套表面应光滑，无裂纹，无损伤，外观检查有疑问时应探伤检验。断路器的固定应牢固可靠。同相各支柱瓷套的法兰面宜

21、在同一水平面上，各支柱中心线间距离的误差、相间中心距离的误差不大于5mm。位置指示器应能正确可靠地显示实际分、合状态。在使用操作机构动作前，断路器内必须充有额定压力的SF6气体。具有慢分、慢合装置的，在进行快速分、合闸前，应先进行慢分、合操作。安装好的断路器，其所有的零部件应按制造厂的规定，保持其应有的水平或垂直位置，各项动作参数应符合产品技术规定。第23页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验高压断路器的常规交接试验项目 测量绝缘拉杆的绝缘电阻测量35kV多油断路器的介质损耗角正切值tg(%)测量35kV以上多油断路器和空气断路器泄漏电流交流耐压试验测量每

22、相导电回路的电阻测量断路器的固有分、合闸时间测量断路器分、合闸速度测量断路器触头分、合闸同时性测量断路器分、合闸线圈及合闸接触器线圈的直流电阻检查操动机构合闸接触器（或电磁铁）及分闸电磁铁的最低动作电压断路器操动试验测量均压电容器电容值及介质损耗角正切值tg(%)绝缘油试验测量空气断路器主、辅触头分、合闸配合时间测量并联电阻器的电阻值。其中油断路器为113项，空气断路器为1、36、812、14、15项 。第24页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验绝缘电阻的测试测量绝缘电阻是所有型式断路器的基本试验项目，对于不同型式的断路器有不同的要求，同时也应使用不同电

23、压等级的兆欧表。 都应包括绝缘部件及辅助、控制回路的绝缘测试。 绝缘部件绝缘测量断路器的绝缘部件包括瓷套、绝缘拉杆、灭弧室、绝缘介质。在断路器合闸状态下测量绝缘电阻，主要检查绝缘拉杆、套管及绝缘介质的绝缘状况。在断路器分闸状态下测量绝缘电阻，主要检查各端口之间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。辅助回路和控制回路的绝缘电阻测量之前，应对相关回路做好隔离措施，使用500（或1000）兆欧表进行测试（对于500断路器应使用1000兆欧表），其值应大于2M。 第25页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验导电回路电阻测量导电回路电阻主要取决于断路器动静触头的接触电

24、阻，其大小直接影响通过正常工作电流时是否产生不允许的发热，及通过短路电流时的切断性能；它是反应安装检修质量的重要数据。触头接触电阻上升的原因有：触头表面氧化触头间存在有机杂物或多次开断短路电流后，残存有碳化物触头压力下降触头有效接触面积减少测量时合上断路器，将回路电阻测试仪与断路器一次接线端用试验导线连接，电流线接在外侧、电压线接在内侧。施加不小于100A的直流电流，测量出每相导电回路的直流电阻值，其值应符合厂家技术规范要求。第26页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验断路器分、合闸线圈绝缘电阻及直流电阻测量用500V兆欧表测量分、合闸线圈的绝缘电阻，其值

25、不应低于10M。用万用表测量分、合闸线圈的直流电阻，其值与产品出厂试验值比较无明显差别。SF6气体微水测量对于SF6断路器，应测量SF6气体中所含的水分。将SF6气体微水测试仪与待检设备经设备检测口、连接管路、调节阀相连接。用SF6气体短时间吹扫和干燥连接管路；开机检测，待仪器读数稳定后读取结果，同时记录检测时的环境温度和湿度。测量值应符合下列规定：有电弧分解的隔室，应小于150L/L；无电弧分解的隔室，应小于250L/L；微水含量的测定应在断路器充气48小时后进行。SF6气体密封性试验采用灵敏度不低于1L/L的SF6气体泄漏检测仪对断路器的各密封部位、管道接头等处进行检测，检测仪不应报警。第

26、27页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验高压断路器的机械操作试验 机械操作试验是指断路器处于空载的情况下，按照规定条件进行各种操作，验证其机械性能及操作可靠性的试验。高压断路器的操作机构有电磁、弹簧、气动和液压等种类，不同的操作机构试验项目也不相同。由于现场实际使用中供给断路器操作机构的电源电压和储能的气压或油压，不可能稳定在额定值，而是在一定范围内变化。因此为了保证断路器在电压、气压或油压变化的范围内能正常操作，必须通过试验，满足以下要求：储能用的电源电压在额定电压的85110时应可靠储能；液压机构的油压变化范围应符合制造厂规定，对于进口设备，其操作能

27、源变化范围也应符合制造厂的技术规定。第28页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验高压断路器的机械操作试验（续）当操作控制电压为交流电压，数值为额定电压的85110时，断路器应可靠合闸和分闸。当采用直流操作控制，操作控制电压为额定电压的80110时，断路器应可靠合闸；为额定电压的65120时，断路器应可靠分闸；当操作控制电压在额定电压的30以下时，断路器应不能分闸。 对气动机构，当储能的气体压力为额定压力的85110时，断路器应可靠分闸和合闸。试验时应将试验电压源和电压表接至操动机构分、合闸电磁铁或合闸接触器端子上，读取接线端子上的电压，在以上的电压限值下反

28、复试验，一般试验三次均满足要求后试验通过。对于电磁操作机构在操作试验时，应当在直流母线额定电压下分、合闸，记录直流母线电压降和断路器直流电源电压降（尤其是合闸时），以检查直流电源容量和压降是否满足要求。第29页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验高压断路器的机械特性试验 断路器的分、合速度，分、合闸时间，分、合闸不同期程度，以及分合闸线圈的动作电压，直接影响断路器的关合和开断性能。断路器只有保证适当的分、合闸速度，才能充分发挥其开断电流的能力，以及减小合闸过程中预击穿造成的触头电磨损及避免发生触头熔焊。断路器分、合闸的严重不同期，将造成线路或变压器的非全相

29、接入或切断，从而可能出现危害绝缘的过电压。断路器的机械特性应包括断路器的刚分速度、刚合速度、最大分闸速度、分闸时间、合闸时间、分闸同期性、合闸同期性等。被测时间参量的定义 分闸时间：是指从断路器分闸操作起始瞬间（接到分闸指令瞬间）起到所有极的触头分离瞬间为止的时间间隔。所有断路器都应做此试验。第30页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验高压断路器的机械特性试验被测时间参量的定义（续） 合闸时间：是指处于分闸位置的断路器，从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔。所有断路器都应做此试验。 分合时间：是断路器在自动重合闸时，从所有极触头分离瞬间起至

30、首先接触极接触瞬间为止的时间间隔。对于具有重合闸操作的断路器，应做此试验。合分时间：是断路器在不成功重合闸的合分过程中或单独合分操作时，从首先接触极触头接触瞬间起到随后的分操作时所有极触头均分离瞬间为止的时间间隔。对于具有重合闸操作的断路器，应做此试验。分闸与合闸操作同期性：是断路器在分闸和合闸操作时，三相分断和接触瞬间的时间差，以及同相各灭弧单元触头分断和接触瞬间的时间差，前者称为相间同期性，后者称为同相各断口间同期性。所有断路器都应做此试验。第31页，共35页，2022年，5月20日，17点15分，星期三高压断路器常规试验被测速度参量的定义刚分速度：指开关分闸过程中，动触头与静触头分离瞬间的运动速度。技术条件无规定时，国家标准推荐取刚分后0.01s内平均速度作为刚分点的瞬时速度，并以名义超程的计算点作为刚分计算点。刚合速度：指开关合闸过程中，动触头与静触头接触瞬间的运动速度