断路器的各种技术性能问题分析Word格式文档下载.docx
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330KV及以上电压等级是以额定电压的1.1倍作为最高工作电压。
4、额定绝缘水平及绝缘强度
5、额定开断电流
额定开断电流也即额定短路开断电流，是标志着高压断路器开断故障能力的参数。
这是指在规定的条件下，断路器能保证正常开断的最大短路电流。
断路器的额定短路开断电流一般比其所能开断的极限电流值稍低，以资留有裕量。
6、瞬态恢复电压与工频恢复电压
瞬态恢复电压与工频恢复电压统称恢复电压。
电流过零时，假设断路器触头间弧隙电阻为无穷大，那麽瞬态恢复电压只决定于电路参数而与断路器无关。
这种开断无直流分量的交流电流时的瞬态恢复电压为电网的固有瞬态恢复电压或预期瞬态恢复电压。
在断路器标准中规定的瞬态恢复电压都是指电网固有瞬态恢复电压。
我国标准上规定，出线端短路时的预期瞬态恢复电压，是断路器在出线端短路的条件下，所应能开断的回路的瞬态恢复电压极限值。
三相断路器开断时，电流首先过零的一相称为首开相，首开相所开断的电流是单相的，对于不同形式的短路，首开相开断过程中工频恢复时值是不同的。
首开相触头间的工频恢复电压与系统相电压幅值之比称为首开相系数。
对于三相不接地的短路，首开相系数kT=1.5,对于中性点经阻抗接地系统三相短路,kT不大于1.3,对于两相异端短路kT=√3。
表1-1额定电压69KV及以下用两参数表示的预期瞬态恢复电压规定值
额定
电压
最
高
电
压
试验方式
开断电流百分比（%）
首开相系数KT
Uc
t3
td
U`
T`
Uc/t3
备用参数
K0
F0
KV
kv
μS
Kv/μS
KHZ
3/3.5
4
3
1.2
100
60
10,30
1.5
6.0
6.5
40
16
9
6
2
2.0
2.1
19
5
0.15
0.39
0.77
1.4
8.4
22
41.6
6/6.9
11.8
12,7
12.7
49
21
11
7
3.9
4.2
24
5.6
0.24
0.60
6.8
17.7
35.4
10/11.5
19.7
21.1
58
25
12
6.6
7.0
28
13
0.34
0.85
1.70
5.8
15.1
30.2
20/23
39.4
42
84
36
18
14
41
10
0.47
1.16
2.23
3.8
9.8
35/40.5
69.5
74.5
114
17
23.2
24.8
55
26
0.61
1,53
3.06
2.9
7.6
15.6
63/69
124
133
165
72
44
80
38
0.75
1.85
3.70
5.2
10.4
&
.合闸能力及操作性能
一．额定短路关合电流及合闸能力
电力系统中的电力设备或输电线路在未投入运行前就已存在绝缘故障，甚至处于短路状态，这种故障称为预伏故障，断路器应具有足够的关合短路故障的能力。
标志这一能力的参数是断路器的额定短路关合电流。
国家标准规定断路器的额定短路关合电流（峰值）为其额定短路开断电流交流分量有效值的2.5倍。
也即额定短时峰值耐受电流；
额定短路闭合电流在数值上等于动稳定电流，这样才能使断路器的闭合能力与开断能力相适应。
二．操作性能与动作时间
分闸时间——是指处于合闸位置的断路器，从分闸回路带电（即接到分闸指令）瞬间起到所有极的弧触头均分离瞬间为止的时间间隔。
燃弧时间——从首先分离极主回路触头刚脱离金属接触起，到各极中的电弧最终熄灭为止的时间间隔。
开断时间——从断路器接到分闸指令起到各极中的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔，一般等于分闸时间与燃弧时间之和。
合闸时间——是指处于分位置的断路器，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，也即指直到主弧触头都接触瞬间的时间。
关合时间——是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到任意一极中首先通过电流瞬间为止的时间间隔。
合分闸时间（即金属短接时间）——是指在合操作中，从首合极中各触头都接触瞬间起到随后的分操作时在所有极中弧触头都分离瞬间为止的时间间隔。
关合开断时间——关合时，从某极首先通过电流瞬间起到随后的开断时所有极的燃弧时间结束时为止的时间间隔。
分闸时延——断路器主回路开始通过故障电流到断路器接到分闸指令的时间间隔。
合闸不同期性——合时各极间或同一极各断口间的触头接触瞬间的最大时间差异。
分闸不同期性——分时各极间或同一极各断口间的触头接触瞬间的最大时间差异。
断路器的燃弧时差——断路器能有效熄弧的最长燃弧时间和最短燃弧时间之差。
预击穿时间——关合时，从任一极中首先通过电流瞬间起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔。
三．操作循环
对于自动重合闸为:
O→θ→CO→t`→CO
对于非自动重合闸为O→t`→CO→t`→CO
或者为CO→ta→CO
式中，O为开断动作，CO为紧接着合闸动作之后立即进行开断动作，θ、t`和ta为两次操作之间的间隔时间或称为重合闸时间，我国标准规定θ为0.3S，t`为180S。
分-合时间（自动重合时）——重合操作时从所有极的弧触头都分离瞬间起到首合极各弧触头都重新接触瞬间为止的时间间隔。
无电流时间（自动重合时）——自动重合时，断路器分操作时，从所有极的电弧最终熄灭起到随后重新合时任意一极首先通过电流为止时的时间间隔。
重关合时间——在自动重关合中，从开断起始瞬间起到随后的关合时任意一极中首先重新通过电流时为止的时间间隔。
重合时间——重合操作中，从分闸时间起始瞬间起到所有极的动静触头都接触瞬间为止的时间间隔。
四．机械和电气使用寿命
考核产品机械操作的稳定性，我国标准规定，在常温下连续进行2000次操作，试验中不允许进行任何机械调整及修理。
但允许按照制造厂的规定进行润滑。
关于电气的使用寿命，在标准上规定只要满足一次标准循环即可。
目前断路器电寿命试验主要依据用户技术要求进行。
对于12KV，31.5KA级少油断路器一般做额定短路开断3次；
同一等级真空断路器开断额定短路电流50次；
而我国对252KVSF6断路器单元断口电寿命约做20次额定短路电流的开断。
δ电力系统中各种短路故障与断路器开断
一、中性点不直接接地系统的三相短路故障
在研究三相短路开断时，应当注意，由于三相中各相电流不同时过零，各相断路器中的电弧也不会同时熄灭，因而断路器是以一定的顺序开断故障。
A相的短路电流为：
IA=UA/XL式中，UA为电源A相电压。
三相短路电流IA、IB、IC分别落后于相电压UA、UB、UC900。
假定断路器QF开断后，A相短路电流先过零，A相电弧先熄灭，此时，B、C两相形成两相短路，流经B、C两相的短路电流为IBC=UBC/2X=0.866IA短路电流IBC仍比线电压落后900。
A相断路器触头两端的工频恢复电压为：
UPRA=UA`O`=UAB+UBO`而UBO`=UBC/2所以有UPRA=UAB+UBC/2=1.5UA
UPRA=1.5UA=1.5UP由上述分析可见,第一相A开断时,工频恢复电压为相电压UP的1.5倍。
A相电流过零电弧熄灭后，B、C两相的短路电流IBC经过5ms（900后）也过零。
电源电压UBC将加在B、C两相触头上。
如果电压均匀分配，B、C两相触头上的工频恢复电压UPRB、UPRC为UPRB=UPRC=UBC/2=0.866UP
工频恢复电压与燃弧时间
开断次序
1
相别
A
C
B
工频恢复电压
1.5UP
0.866UP
燃弧时间/ms
TA
TA+5
由此可知，断路器分断三相短路故障时，电流首先过零的一相为首先开断相，也称首开相，首开相的工频恢复电压最高，为相电压的1.5倍。
首相电弧熄灭后，另外两相的恢复电压只有相电压的0.866倍；
首开相的短路电流也最大，另外两相的短路电流也只有首开相短路电流的0.866倍，所以后开断的两相，电弧容易熄灭，但燃弧时间比首开相延长5ms，电弧能量较大，因此触头、喷口等烧损的情况比首开相要严重。
二、中性点直接接地系统的三相接地短路故障
即在中性点直接接地系统中发生三相接地短路故障时的首相开断系数为1.3。
假设A相为首开相则：
UPRA=UA×
9/7=1.3UA
A相开断后,C相工频恢复电压为相电压的1.25倍，较首开相的1.3倍稍小。
B相熄灭后，由于三相接地短路故障全部切除，显然B相的工频恢复电压即为相电压UP
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