浅谈高压交流开关

蔡同立

摘 要：随着我国经济建设的发展，电力工业日益增长并迅速壮大起来，电力开关样式不断更新。本文针对实际工作中遇到的问题，从绝缘电阻、导电回路电阻、交流耐压试验、动作特性试验四个方面进行阐述。

关键词：绝缘电阻；导电回路电阻；交流耐压；动作特性

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

高压开关在电力系统中担负着控制分合闸和保护过电压、过电流的双重任务。当线路或电气设备发生故障时，通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，将有故障部分从电网中快速切除。高压开关具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，能保证电网无故障部分正常运行，不会造成大面积的停电，从而减小事故所造成的损失。

1 高压开关的绝缘电阻

测量绝缘电阻是所有型式断路器试验中的基本项目，不同型式的断路器则有不同的要求，分别使用不同电压等级的兆欧表。测量绝缘电阻是用来检查绝缘介质是否受潮或损坏，但对设备局部有裂缝就不一定能发现，这是测量绝缘电阻比较简单手段的手段之一。绝缘介质绝缘电阻的性能和湿度、温度有关，吸湿性越大的绝缘介质受温度的影响就越大。绝缘电阻一般情况下随着温度升高而减小，当空气湿度大于80%时就不能再做试验。由于温度对绝缘电阻性能影响较大，而且每次实际测量又很难在相同的温度下进行。因此，为了能把每次实际测量结果进行比对，我们应将测量结果换算，换算到相同温度下的数值。空气湿度对测量的结果也有很大的影响，当空气相对湿度升高时，高压开关绝缘介质由于毛细管的虹吸作用，致使电导率增加，绝缘电阻性能降低，特别是对表面泄漏电流会有更大的影响。另外，高压开关绝缘表面的是否干净对测量结果也会有影响。对于真空断路器、压缩空气断路器和六氟化硫断路器，工作中主要测量支持瓷套、拉杆等一次回路对地绝缘电阻，一般使用2500伏的兆欧表，测量值应大于5000兆欧。测量辅助回路和控制回路的绝缘电阻，先要做好与相邻线路断开，被测线路停电，然后使用500伏或1000伏兆欧表进行测试，测量值应大于2兆欧。用兆欧表测量绝缘电阻时应注意以下问题：首先要切断被测设备的电源，对具有像电缆等具有电容性质的设备必须先进行放电，等绝缘试验结束再放一次电。兆欧表使用前，要对其性能进行检查，把兆欧表放平，把指针调指于无穷大处，且用绝缘良好的多股软线作为兆欧表的引线。测量绝缘时以转动60秒后计数为准，且应保持转速为每分钟120转。测量电容量大的设备时，应防止兆欧表的损坏。被测量设备表面应打扫干净，以防治漏电，从而影响测量的准确度。兆欧表引线与带电体间应保持一定的安全距离，以防止触电的发生。

2 导电回路电阻

导电回路接触的好坏是保证断路器安全运行的一个重要条件，在行业标准和操作规程中都要求对断路器的导电回路电阻进行测量，测量时断路器应在处于合闸状态。断路器导电回路主要由断路器的动静两个触头之间的接触电阻来决定的。两个导体接触时，因接触面不可能绝对的平坦、光滑，只能在表面上的一些点进行接触，致使导体中的电流线剧烈收缩，真实的接触面积缩小很多，使电阻有所增加，这样引起的接触电阻被称为收缩电阻。实际操作中可以通过调同期和行程来减少动静两个触头之间的空隙降低接触电阻（导电回路电阻）。因为氧化、硫化的一些原因，会使各类导体接触面存在一层薄膜，从而使接触过渡区域的电阻变大，这样所引起接触电阻被称为表面电阻（或者称为膜电阻）。在通电时，接触电阻的存在，会增加了导体的损耗，使接触处的温度升高很多，其会直接影响正常运行时的截流能力，在一定程度上影响短路电流的切断能力。在实际的操作中可以在断开电源的情况下进行数次合、分闸的操作来减小氧化膜，以降低接触电阻。

3 交流耐压

交流耐压的试验电压一般由试验变压器或串联谐振回路产生。断路器的交流耐压试验是鉴定断路器绝缘强度最有效和直接的试验项目。交流耐压试验可以在分、合闸状态下分别进行，合闸状态下主要测量的是相对地以及相间地绝缘状况；分闸状态下主要测量的是断口间的绝缘状况。为使试验电压不受泄漏电流变化的影响，变压器输送的试品短路电流应大于0.1安。当试品放电时，使试验电压产生较大波动，可能会造成试品和试验变压器损坏，应在试验回路中串联一些阻尼元件。串联谐振回路主要由容性试品或容性负载和与之串联的电感以及电压电源组成，也可由电容器与感性试品串联而成。改变回路参数或电源频率使回路谐振，产生远大于中压电源电压的幅值加在试品上。在试品放电时，由于电源输出的电流较小，从而限制了对试品绝缘的损坏。进行耐压试验时，应尽量将连在一起的各种设备分开来单独试验，在单独试验有困难时，也可以连在一起进行试验。此时试验电压应采取各种设备中的最低试验电压。一次绕组预防性试验可采用厂家试验电压的80%进行。耐压试验过程中，试品未发生闪络、击穿、耐压后不发热，认为耐压试验通过。

4 动作特性

断路器的开断和关合性能主要是断路器的分、合闸时间，分、合闸速度，分、合闸不同期程度，还有分、合闸线圈的动作电压。当断路器只有保证适当的分、合闸速度，才能充分发挥其开断电流的能力，以及减小合闸过程中预击穿造成的触头电磨损及避免发生触头烧损、喷油，甚至发生爆炸。当刚和速度的降低，如果合闸于短路故障时，由于阻碍触头关合点动力的作用，将引起触头振动或使其处于停滞状态，同样容易引起爆炸，特别是在自动重合闸不成功情况下更是如此。当刚合速度过高时，将使运动机构受到过度的机械应力，造成个别部件损坏或使用寿命缩短。同时，由于强烈的机械冲击和振动，还将使触头弹跳时间加长。真空断路器和六氟化硫断路器的情况相似。如果断路器分、合闸严重不同期，将造成线路或变压器的非全相接入或切断，从而可能出现危害绝缘的过电压。我们以真空断路器为例，真空断路器应合闸弹跳时间不大于2毫秒。合闸弹跳时间过长，会加剧触头的烧损，甚至导致动静触头间的熔焊。

参考文献：

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[2]李景禄等编著.高压电气设备试验与状态诊断[M].2008（07）.

[3]张建平等编著.电气设备检修技术问答[M].2004（08）.