吳佳闊+高陽+高廣政+鐘宏宇+趙家志+趙俊

摘 要：在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡中，10kV等級的開關斷路器是最重要的設備之一，其數(shù)量龐大、分布十分廣泛，對該電壓等級斷路器的運行狀態(tài)進行試驗研究、對其性能和壽命做出分析評判有十分重要的意義。本文從機械性能、絕緣性能和電氣性能三方面評判斷路器的性能。對提高斷路器運行的可靠性與穩(wěn)定性具有重要意義。

關鍵詞：10KV斷路器；機械性能；絕緣性能；電氣性能；可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.148

1 引言

在電力系統(tǒng)中，斷路器是非常重要的電器設備之一，作用是用來實現(xiàn)電力線路的關合、開斷、保護和控制[1-5]。如果它們在運行中發(fā)生故障或者誤動作，將會造成十分嚴重的后果，則會影響到電力系統(tǒng)穩(wěn)定的正常運行。在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡，10KV斷路器是重要設備之一，其數(shù)量龐大、分布十分廣泛，發(fā)生故障的幾率比較高，危害也是比較大的。1999-2007年發(fā)生的1500次事故，按斷路器的電壓等級進行劃分，可以發(fā)現(xiàn)，10KV等級的斷路器發(fā)生909次故障，所占比例則高達60.6%[6]?？梢姳戎刂?。所以研究斷路器的性能具有十分重要的意義。

在實際運行中，有許多因素會造成斷路器的性能降低、壽命縮短，還可能導致故障，這些因素主要有機構(gòu)零部件的磨損和卡澀、絕緣件的絕緣性能降低、電觸頭的燒蝕磨損、波紋管的疲勞銹蝕等。因此，多項試驗對斷路器進行分析研究，期望得到對斷路器運行一段年限后性能和壽命狀況的一個技術評判[7]。

2 斷路器的性能

2.1 斷路器的絕緣性能

對于高壓開關來說，其中一個很重要的質(zhì)量指標是絕緣性能，其對設備和人身安全起到十分重要的作用。當絕緣失效，就會造成對地或者相間的短路，當電弧在無拘束時，會造成巨大的經(jīng)濟損失，還會對人造成傷害等事故，所以，對斷路器絕緣壽命的評判十分重要，電力部門的交接試驗、出廠試驗、高壓開關的型式試驗和電力部門的交接試驗中，高壓開關的絕緣性能試驗都是必試項目。對斷路器試品進行局部放電測量試驗和工頻耐壓試驗，并在一次回路絕緣件，進行局放測量，用來評判其在運行一段時間后的局部放電水平和耐壓水平。

想要考查斷路器的絕緣性能，可以安排的試驗有：斷路器的耐壓實驗、斷路器整體的局部放電實驗、絕緣件的局部放電實驗、滅弧室的耐壓實驗。局部放電是指在電場作用下發(fā)生在絕緣體內(nèi)局部區(qū)域中的放電現(xiàn)象，而絕緣體整體部分并未發(fā)生貫穿性放電，仍保持絕緣的性能。各種有機絕緣材料的廣泛應用，開關設備電壓等級的提高，對于電力設備來說，局部放電問題十分的嚴重。局部放電是造成絕緣劣化的重要原因，因此，對于開關設備的安全穩(wěn)定運行來說，局部放電進行有效檢測具有重要意義。

2.2 斷路器的機械性能

對于機構(gòu)等可動部件來說，長久放置也可能引起潤滑油老化，零部件銹蝕及潤滑油老化等，斷路器多次分合會造成機械磨損，因此我們需要評估斷路器的機械性能。通過操動機構(gòu)零部件的檢測、機械動作試驗、波紋管表面銹蝕（斑）點觀察和電鏡能譜分析、低電壓動作試驗、滅弧室真空度等參數(shù)測量，用來評判斷路器的機械性能。

想要考查斷路器的機械性能，可以安排的試驗有：滅弧室真空度等參數(shù)測量、機械特性試驗、低電壓動作試驗、波紋管表面銹蝕（斑）點觀察和電鏡能譜分析操動機構(gòu)零部件的檢測。

2.3 斷路器電性能

電壽命的問題，指的是斷路器運行時長期通過電流，可引起一次回路零件絕緣件性能劣化，短時分合電流時，電弧會使觸頭燒損，導致滅弧室的電氣性能降低，這就有了滅弧室和斷路器的電氣使用壽命。通過主回路電阻測量、溫升試驗和滅弧室接觸電阻測量來評判斷路器的長期通流能力；開斷關合電流試驗，考查斷路器開斷關合大電流的能力；最后對觸頭淺表層結(jié)構(gòu)和縱剖面結(jié)構(gòu)進行理化分析并檢測屏蔽筒附著物成分，掌握滅弧室在開斷大電流后觸頭和屏蔽罩的燒蝕狀況。

為考查斷路器的電性能，可以安排的試驗有：滅弧室接觸電阻測量、觸頭淺表層結(jié)構(gòu)掃描電鏡和能譜分析及縱剖面金相結(jié)構(gòu)電鏡觀察、溫升和主回路電阻試驗、開斷關合電流試驗、屏蔽筒附著物成分檢測。

3 斷路器性能分析

本文從機械性能、絕緣性能、電氣性能三方面對斷路器的質(zhì)量和性能進行評判。通過斷路器的耐壓和局放試驗、機械動作實驗和操動機構(gòu)中相關零部件的拆解分析、溫升試驗、回路電阻測量和開斷關合電流試驗等，獲得斷路器的機械特性參數(shù)、機構(gòu)零部件尺寸變化、局放TEV數(shù)值等一系列很有價值的數(shù)據(jù)。利用項目研究的相關數(shù)據(jù)和EMTDC電力系統(tǒng)仿真軟件中建立的斷路器模型，對斷路器的性能及使用壽命進行建模分析。

4 結(jié)論

研究斷路器的絕緣性能、機械性能、電性能，從而能夠更好的判斷斷路器運行的可靠性。對于判斷路器運行狀態(tài)的研究具有的重大意義。

參考文獻：

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作者簡介：吳佳闊（1992-），男，遼寧海城人，研究生，研究方向：風力發(fā)電。endprint