合成试验中的关合与开断回路

杨晓卫 付二顺 高 杨

（河南省高压电器研究所有限公司）

0 引言

合成试验作为容量试验的最重要组成部分，它的试验能力代表了一个高压试验站的试验能力。断路器试验需要很大的短路容量，如最常规的252kV灭弧室开断40kA，直接试验需要单相容量达7.6GVA的电源，这比目前规模最大的实验室最大输出容量还要大，因此只能采用合成试验进行替代。高压断路器的基本短路试验全部需要合成试验回路。

1 合成试验的过程

合成试验分为两个过程，合闸与分闸，根据试验项目的不同，合闸分为全电压下的合闸（关合）和空载合闸，分闸是规定电流下的分闸（开断），其操作顺序如下表所示。

表 操作顺序

（续）

根据国家标准《高压交流断路器》要求，不可替代的操作顺序在此不再进行探讨，针对替代的全电压下的关合与规定电流下的开断操作进行分析，国内所有的试验站都是选用C*－C**O替代。合成试验全电压的关合回路构建如图1所示。

图1 关合回路构建

全电压的关合主要考核被试断路器在高电压、大 电流下能否合闸到位。首先MB断路器合闸，MS合闸开关合上，待电压源电容C1充完电后，操作断路器CB合闸，试品TO合闸，试品发生预击穿，关合球Gap1受触发燃弧，这时的大电流和高电压同时施加在试品上，5～8ms后操作断路器AB1合闸，电流源持续作用在试品上，经过约100ms后操作断路器CB分闸，关合试验结束。如果试品TO能合闸成功，则关合试验通过。

规定电流下的开断试验回路构建如图2所示。

图2 开断试验回路构建

开断试验主要考核断路器在规定的电流下，分闸过程中产生较高的瞬态恢复电压（TRV），断路器能有效熄灭电弧并且能耐受TRV。首先MB断路器合闸，MS合闸开关合上，AB2操作断路器合闸，试品TO合闸。待电压源电容C2充完电后，点火球Gap2受触发导通，同时操作断路器CB合闸，试品TO分闸，如果试品能熄灭电弧并且能够承受瞬态恢复电压和工频恢复电压，那么开断成功。

2 合成回路的优化布局

国内的试验站目前都采用独立的全电压关合和规定电流下的开断回路，这样虽然满足试验要求，但是效率不高，由于是两次独立的试验，先布置关合回路，待关合试验完成后再改成开断回路。如果采用如图3的融合试验回路，则能满足所有要求下的CO操作。该CO操作之间没有人为的时延，不同断路器之间会有差异，但合分闸时差都在50～80ms之间，对于控制系统来说已经足够了。首先MB、MS、AB3合闸，CB、AB1、AB2、TO分闸，待电压源电容C1、C2充完电后，操作断路器CB合闸，试品TO进行CO操作，试品合闸过程中发生预击穿，关合球Gap1受触发燃弧，这时的大电流和高电压同时施加在试品上，5～8ms后操作断路器AB1合闸，待试品完全合闸结束后约20ms后AB3分闸，将C1电压源进行隔离，约90ms后AB2合闸，将电压源C2的电通过点火球Gap2施加在试品上，电流源持续作用在试品上，经过约300ms后操作断路器CB分闸，整个CO操作完成，通过试波图判断试品在整个的试验过程中没有重燃和击穿，则试验通过。试验前取得试品的分合闸时间，控制上就能精准地根据试品不同状态施加电流和电压。

图3 融合试验回路

3 结束语

通过替代方案与融合方案比较可以看出，替代方案需要两次长时间布置试验回路，试验过程比较漫长，控制相对简单。融合方案需要两套独立的回路并在一起，通过精准地控制投切开关，根据试品的合闸分闸过程将标准要求的电流和恢复电压在不同时段加在试品上，完成该试验。相信随着试验站的发展，为了提高试验站的试验效率，会将试验回路进行调整，通过一次布置试验回路进行全电压的关合和全电流的开断。