淺談高壓交流開關

蔡同立

摘 要：隨著我國經濟建設的發展，電力工業日益增長并迅速壯大起來，電力開關樣式不斷更新。本文針對實際工作中遇到的問題，從絕緣電阻、導電回路電阻、交流耐壓試驗、動作特性試驗四個方面進行闡述。

關鍵詞：絕緣電阻；導電回路電阻；交流耐壓；動作特性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.144

高壓開關在電力系統中擔負著控制分合閘和保護過電壓、過電流的雙重任務。當線路或電氣設備發生故障時，通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流，將有故障部分從電網中快速切除。高壓開關具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力，能保證電網無故障部分正常運行，不會造成大面積的停電，從而減小事故所造成的損失。

1 高壓開關的絕緣電阻

測量絕緣電阻是所有型式斷路器試驗中的基本項目，不同型式的斷路器則有不同的要求，分別使用不同電壓等級的兆歐表。測量絕緣電阻是用來檢查絕緣介質是否受潮或損壞，但對設備局部有裂縫就不一定能發現，這是測量絕緣電阻比較簡單手段的手段之一。絕緣介質絕緣電阻的性能和濕度、溫度有關，吸濕性越大的絕緣介質受溫度的影響就越大。絕緣電阻一般情況下隨著溫度升高而減小，當空氣濕度大于80%時就不能再做試驗。由于溫度對絕緣電阻性能影響較大，而且每次實際測量又很難在相同的溫度下進行。因此，為了能把每次實際測量結果進行比對，我們應將測量結果換算，換算到相同溫度下的數值。空氣濕度對測量的結果也有很大的影響，當空氣相對濕度升高時，高壓開關絕緣介質由于毛細管的虹吸作用，致使電導率增加，絕緣電阻性能降低，特別是對表面泄漏電流會有更大的影響。另外，高壓開關絕緣表面的是否干凈對測量結果也會有影響。對于真空斷路器、壓縮空氣斷路器和六氟化硫斷路器，工作中主要測量支持瓷套、拉桿等一次回路對地絕緣電阻，一般使用2500伏的兆歐表，測量值應大于5000兆歐。測量輔助回路和控制回路的絕緣電阻，先要做好與相鄰線路斷開，被測線路停電，然后使用500伏或1000伏兆歐表進行測試，測量值應大于2兆歐。用兆歐表測量絕緣電阻時應注意以下問題：首先要切斷被測設備的電源，對具有像電纜等具有電容性質的設備必須先進行放電，等絕緣試驗結束再放一次電。兆歐表使用前，要對其性能進行檢查，把兆歐表放平，把指針調指于無窮大處，且用絕緣良好的多股軟線作為兆歐表的引線。測量絕緣時以轉動60秒后計數為準，且應保持轉速為每分鐘120轉。測量電容量大的設備時，應防止兆歐表的損壞。被測量設備表面應打掃干凈，以防治漏電，從而影響測量的準確度。兆歐表引線與帶電體間應保持一定的安全距離，以防止觸電的發生。

2 導電回路電阻

導電回路接觸的好壞是保證斷路器安全運行的一個重要條件，在行業標準和操作規程中都要求對斷路器的導電回路電阻進行測量，測量時斷路器應在處于合閘狀態。斷路器導電回路主要由斷路器的動靜兩個觸頭之間的接觸電阻來決定的。兩個導體接觸時，因接觸面不可能絕對的平坦、光滑，只能在表面上的一些點進行接觸，致使導體中的電流線劇烈收縮，真實的接觸面積縮小很多，使電阻有所增加，這樣引起的接觸電阻被稱為收縮電阻。實際操作中可以通過調同期和行程來減少動靜兩個觸頭之間的空隙降低接觸電阻（導電回路電阻）。因為氧化、硫化的一些原因，會使各類導體接觸面存在一層薄膜，從而使接觸過渡區域的電阻變大，這樣所引起接觸電阻被稱為表面電阻（或者稱為膜電阻）。在通電時，接觸電阻的存在，會增加了導體的損耗，使接觸處的溫度升高很多，其會直接影響正常運行時的截流能力，在一定程度上影響短路電流的切斷能力。在實際的操作中可以在斷開電源的情況下進行數次合、分閘的操作來減小氧化膜，以降低接觸電阻。

3 交流耐壓

交流耐壓的試驗電壓一般由試驗變壓器或串聯諧振回路產生。斷路器的交流耐壓試驗是鑒定斷路器絕緣強度最有效和直接的試驗項目。交流耐壓試驗可以在分、合閘狀態下分別進行，合閘狀態下主要測量的是相對地以及相間地絕緣狀況；分閘狀態下主要測量的是斷口間的絕緣狀況。為使試驗電壓不受泄漏電流變化的影響，變壓器輸送的試品短路電流應大于0.1安。當試品放電時，使試驗電壓產生較大波動，可能會造成試品和試驗變壓器損壞，應在試驗回路中串聯一些阻尼元件。串聯諧振回路主要由容性試品或容性負載和與之串聯的電感以及電壓電源組成，也可由電容器與感性試品串聯而成。改變回路參數或電源頻率使回路諧振，產生遠大于中壓電源電壓的幅值加在試品上。在試品放電時，由于電源輸出的電流較小，從而限制了對試品絕緣的損壞。進行耐壓試驗時，應盡量將連在一起的各種設備分開來單獨試驗，在單獨試驗有困難時，也可以連在一起進行試驗。此時試驗電壓應采取各種設備中的最低試驗電壓。一次繞組預防性試驗可采用廠家試驗電壓的80%進行。耐壓試驗過程中，試品未發生閃絡、擊穿、耐壓后不發熱，認為耐壓試驗通過。

4 動作特性

斷路器的開斷和關合性能主要是斷路器的分、合閘時間，分、合閘速度，分、合閘不同期程度，還有分、合閘線圈的動作電壓。當斷路器只有保證適當的分、合閘速度，才能充分發揮其開斷電流的能力，以及減小合閘過程中預擊穿造成的觸頭電磨損及避免發生觸頭燒損、噴油，甚至發生爆炸。當剛和速度的降低，如果合閘于短路故障時，由于阻礙觸頭關合點動力的作用，將引起觸頭振動或使其處于停滯狀態，同樣容易引起爆炸，特別是在自動重合閘不成功情況下更是如此。當剛合速度過高時，將使運動機構受到過度的機械應力，造成個別部件損壞或使用壽命縮短。同時，由于強烈的機械沖擊和振動，還將使觸頭彈跳時間加長。真空斷路器和六氟化硫斷路器的情況相似。如果斷路器分、合閘嚴重不同期，將造成線路或變壓器的非全相接入或切斷，從而可能出現危害絕緣的過電壓。我們以真空斷路器為例，真空斷路器應合閘彈跳時間不大于2毫秒。合閘彈跳時間過長，會加劇觸頭的燒損，甚至導致動靜觸頭間的熔焊。

參考文獻：

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