10kV断路器机械特性试验电路和仪器的改进

胡雪琴 张兆闯 杨亚雄 寸中秋

摘要：10kV断路器需要进行机械特性试验，但试验仪器接线较多、接线时间长。在低电压动作试验时，需要反复切换储能电机电源与控制电源。若直流源切换后，储能电机电压未到额定电压启动电机，易造成储能电机电流过大烧毁电机。本文通过研究10kV断路器机械特性测试仪及可调直流源的特点，改进了试验接线并设计一种简单的试验专用转接盒，缩短了试验时间、提高了试验接线的可靠性。

关键词：断路器;机械特性试验;改进

断路器机械特性试验需要测量断路器动作的时间特性，并进行断路器低电压动作试验。

某電站10kV供电系统共使用260余台ABB VD4型10kV高压断路器。按照相关要求，每年约80台断路器需进行机械特性试验，该设备维护部门配置两台某品牌TM1600型断路器机械特性测试仪和两台某品牌B10E型可调直流源。

1机械特性试验存在的问题：

目前，在进行机械特性试验时，由于试验仪器的通用性，接线端子采用通用的4mm试验线进行设备和被试设备的连接，接线端子多，接线错误导致试验不能正常进行，甚至可能短路烧毁直流源。由于在试验时使用B10E直流源，分合闸电路与电机储能回路各采用一路电源，导致试验时需要切换电源给断路器储能，并且由于电源切换后两条回路电压不一致需要调整电压值。若采用同一电源，进行低电压动作试验需要断开储能电机电源，防止电压过低导致储能电机损坏。

2设计思路：

通过分析上述问题，并根据被试断路器的单一型号，优化电路控制和连接方式。

2.1试验电路优化

引入无源过电压控制器，用于根据电源电压大小控制储能电机回路的通断，保证电机供电回路的电压大于95%的额定电压，解决了需要人工切换和调整分合闸回路和储能电机电源的问题，实现了由一路直流电源进行整个试验。

工作原理：引入的过电压控制器设定动作值为210V，当测量断路器分、合闸时间时，回路的电压为220V，储能电机MS的电源接通，当断路器储能不足时，储能电机进行储能（断路器内部电路控制，此处略去具体电路），当进行低电压动作试验时，回路电压低于210V储能电机MS的电源切断，储能电机不再工作，当回路电压恢复至210V时，储能电机根据储能情况进行储能。

2.2接线优化

试验时每条回路都是单独从开关的58针航空插头处引出，每条回路至少一个试验插头与仪器进行连接，多次插拔，并且若插接错误，导致试验不能进行或者发生短路，根据试验回路的条数，选择对应的航空插头与多心电缆线制作连接插头，并制作配套试验线，由于航空插头具有防误插功能，航插对接保证了试验接线的正确性，并且一次插拔实现了多条回路的插拔，节省了大量时间。由于被试断路器只有一种型号，改进原本插接在仪器上的插头，在仪器箱内按2.1设计并安装转接盒，使插接于仪器的接线固定不动，即试验结束后不拆除仪器上接线，且不影响仪器箱的开合，所有接线通过航空插头连接。

结语：

断路器是电力系统中重要的控制和保护设备，也是电站机械和电气动作最频繁的设备，其安全可靠运行具有十分重要的工程实际意义。统计分析表明，10kV 断路器的机械特性试验中接线复杂、耗时、储能电机电源与控制电源反复切换等问题影响了试验的质量和效率。针对该问题进行了改进，使得试验接线复杂、耗时、电源切换的问题得到了有效控制，能简化试验人员的操作，提高了人员和设备的安全系数，明显缩短了断路器机械特性试验时间。并且针对自主研制的机械特性专用转接盒效果良好，可以在以后试验及相近试验推广。[1]

参考文献：

[1]张晓鹏，高继乐 . 真空断路器机械特性试验方法的改进研 究 [J]. 中国电力教育，2014（6）：266-267.

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