真空断路器行程及分合闸速度的测量

真空断路器行程及分合闸速度的测量
钱毅
(上海送变电工程公司,上海200235)
摘要:高压真空断路器的分闸、合闸速度是一项重要的技术参数。

在真空断路器开关柜安装后,测试真空断路器的机械特性能直接反映出其机械配合、电气配合以及性能的优劣。

当断路器分闸或合闸速度变化时,分闸、合闸速度与标准之间可能存在较大差距,但很难从分闸、合闸时间中对其作判断来取代测量分闸、合闸速度。

因为其反映的是两个完全不同的特性,不能相互取代,即时间合格不等于速度合格。

文章对不能简单地用真空断路器的分闸、合闸时间来替代反映分闸、合闸速度的测量问题进行了原因分析和技术探讨。

关键词:真空断路器;分闸速度;合闸速度;开断电流试验
中图分类号:T M561.2文献标识码:B
1问题的提出
在10、35kV变电站中,真空断路器开关柜的安装是否要在现场进行开关的行程、超程和分闸、合闸速度测量持有以下不同的看法:
(1)类似于VD4、VS1真空断路器的结构为复合绝缘封闭式结构,其真空灭弧室、绝缘拉杆、触头弹簧、传动触头的拐臂,均被封闭在绝缘筒和金属框架内,产品在制造厂完成总装调试后,测不到动触头(包括绝缘拉杆可运动部分)的运动速度。

因此,有人认为可以通过测量真空断路器的分闸、合闸时间来替代分闸、合闸速度。

有的还认为只要测得的分闸、合闸时间在合格范围内,就可以判断为装置的分闸、合闸速度合格。

(2)VD4、V S1真空断路器安装后,在现场很难对断路器的行程、超程进行测量,尤其是很难测量到VD4真空断路器运动触头的速度。

(3)对于有些电力用户在验收时需要安装单位提供真空断路器开关安装柜后的技术数据时,安装单位只能提供一些出厂报告上的相关数据。

笔者认为,对真空断路器机械特性的测试关系到检测断路器的品质,它能反映出断路器的机械配合、电气配合以及性能优劣的设备状况。

因此,不能简单地用断路器的分闸、合闸时间来替代反映分闸、合闸速度的做法。

2断路器触头机理分析
断路器的分闸、合闸时间和分闸、合闸速度,是两个不同的技术参数。

对于三极断路器,分闸时间是指从发出分闸指令(分闸线圈通电)开始至三极动触头、静触头全部分开为止的时间;合闸时间是指从发出合闸指令(合闸线圈通电)开始至三极动触头、静触头全部闭合为止的时间。

分闸时间包括了分闸电磁铁动作时间、操作机构和传动机构的固有动作时间、动触头从开始运动至与静触头分开(即运动超行程)的3个时间之和。

对于真空断路器由于超程小(约3mm),动触头运动该超程的时间约6m s,按平均速度0.5m/s计算,只占整个分闸时间40~50m s的很小一部分。

合闸时间包括了合闸电磁铁动作时间(有时还包括接触器动作时间),操作机构和传动机构固有动作时间,动触头从开始运动至静触头刚闭合为止3个时间之和。

对于真空断路器,由于触头开距较小(12kV约为10m m),动触头运动时间也只占整个合闸时间的一小部分(约占20%)。

从上述分析可以得出:当断路器分闸或合闸速度变化时,尽管分闸、合闸速度与标准之间存在较大差距,但是很难从分闸、合闸时间中对其的判断来取代测量分闸、合闸速度。

因此,即使分闸、合闸时间合格,也不能认为分闸、合闸速度合格。

3技术参数选择
合理选择真空断路器的分闸、合闸速度十分重要。

断路器是在规定的分闸速度条件下进行型式试验的。

例如:VS1-12是在规定的分闸速度(1.2?0.2)m/s的下限条件进行开断电流试验。

假设试验时的分闸速度为1m/s,开断额定
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工程与技术上海电力2008年第4期
短路电流首开相燃弧时间为4m s,后开相燃弧时间为7ms,则弧隙距离(动触头、静触头之间距离)分别为4m m与7m m。

当分闸速度由于种种原因降低到0.8m/s 时,动触头在运动4m m和7mm孤隙距离所需的时间必然延长(即燃弧时间延长)。

真空断路器燃弧时间延长后,轻则加重触头烧损,缩短断路器的电寿命(即减小累计开断短路电流值);重则引起开断失败而构成严重事故。

当分闸速度大于1.4m/s时,不仅使断路器机械振动值增大,还会加速部件损坏;不仅对断路器的开断性能不利,还会给设备带来负面作用。

真空断路器同样是在规定的合闸速度条件下进行型式试验的,例如:VS1-12的合闸速度为(0.6?0.2)m/s,通常要求在速度下限进行关合额定峰值电流试验,在速度的上限进行机械寿命试验。

前者是考核断路器的关合能力,若合闸速度小于0.4m/s,关合能力必然得不到保证。

轻者,在关合短路电流时触头烧损加重,导致断路器电寿命下降;重者,致使触头融焊在一起引发事故。

断路器的合闸速度也不能过快,否则会影响机械动作的稳定性,甚至使部件损坏。

4传感测速仪的应用
目前,普遍使用传感测速仪(光栅或精密滑动电阻)检测真空断路器的分闸、合闸速度,它能准确地测得分闸、合闸过程中的行程)时间、行程)速度的变化曲线,可以对分闸、合闸全过程中的速度变化情况进行定量分析,并将测试结果填写在产品出厂试验报告中。

在真空断路器正式投运前,应测量其分闸、合闸速度,以便建立设备技术档案,倘若动作速度不合格,绝对不能投入运行。

真空断路器在投运1~2年后,必须测量分闸、合闸速度,并将测得的数据与投运前测得的数据进行比较。

正常情况下是分闸、合闸速度略有下降,当发现其没有调整裕度时,说明触头弹簧已经严重老化(压死),必须及时更换。

断路器主要部件(真空灭孤室、分闸弹簧、触头弹簧、操动机构合闸、储能弹簧等)更换或者已经拆卸重新装配后,必须测量分闸、合闸速度。

5测速方法
近年来,尽管制造厂在断路器的绝缘拉杆下方设置了一个M5螺孔,方便设备在装配调试时测量速度,但它仍然不能解决断路器在安装和检修时的测速问题。

因为,断路器柜架是固定在手车架上,而手车架又置于检修底架上方,致使传感器无法装设。

但可采取在断路器框架两侧枝上,位于绝缘拉杆与传动拐臂连接稍相对的位置开孔<20m m(供拆装连接销之用)。

可将该孔扩为长孔即20m m@30mm,同时将<10mm连接销的一端加长30m m,以达到使用光栅传感器,从而达到准确地测得断路器行程)时间曲线,然后根据行程)时间曲线,计算出所需测量行程段内的平均速度(使用智能型机械特性测试仪时,可以直接输出行程)速度曲线)。

测试过程中无需拆动断路器任何部件,只需将传动杆套装于<10mm连接销上(套装应尽可能精密一些,以减小传动杆与连接销之间的抖动)。

进行上述改进后的断路器不会影响动作性能和外型美观。

6注意事项
高压真空断路器的分闸、合闸速度是一项极为重要的技术参数,要严格按有关规定进行测量。

操动机构的合闸铁心顶杆碰到连板时,不能满足继续上升8~10mm的要求,行程和冲程调整不当;或是合闸铁心顶杆伸出太短,顶杆止钉松动变位,冲程间隙达不到1.5~ 2.5mm的要求等,均可能导致辅助开关不能正确切换,从而造成电磁操动机构合闸线圈烧毁的故障。

因此,高压真空断路器分闸、合闸时间和分闸、合闸速度反映的是两个完全不同的特性,不能相互取代,时间合格不等于速度合格,反之速度合格不等于时间合格。

实际上,高压断路器主触头在合闸、分闸过程中,动触头的运动行程规律与主轴连动杆运动行程规律之间的关系曲线近似为直线,对工作在高电压下的主触头换位信号的采集,可以通过电流互感器监测高压开关主触头回路高压电流的有无获得,也可以通过高压开关主轴连动杆的位移间接求得。

在一些不发达地区进行断路器无油化改造时,用户为了节约资金而只进行部分改造,即仅将少油断路器更换为真空断路器,而保留原有的电磁操动机构。

这种不彻底的改造,在运行、维护时
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汇报或向稽查人员反映,以免延误时机,给供电企业造成更大的经济损失。

4查处窃电过程中的防窃电管理
4.1查处窃电过程中的防窃电组织措施
建立健全各级用电稽查机构,本着精简、高效的原则,配备合格稽查人员,并加强对用电稽查人员的培训,提高其工作能力。

建立一套系统规范的用电稽查管理办法,规定检查程序、检查纪律和办事规则,做到有章可循,有章必循。

在窃电的处理过程中,本着/教育、惩处、教育0的原则,加强电力法律法规的宣传教育。

一是做好用电稽查中的解释说教工作,对每个案件,都要认真分析用户窃电心理和窃电动机,并结合相关法律法规条文,向用户作耐心细致的解释说教工作,使用户真正懂得窃电是违法行为,主动承认错误,接受处理,保证今后不再窃电。

二是加强对窃电大案,要案和典型案例的宣传报道,通过对案例的分析、对窃电者的惩处,给广大用电客户以警示,对其他不法者以震慑作用。

有效地打击窃电行为,必须与当地政府和公安司法部门密切配合,争取良好的外部环境,从而形成/打防结合,群防群治0的良好氛围,为用电稽查工作创造良好的条件。

各供电所都必须设立窃电举报电话和举报箱,实行举报有奖,并为举报者保密。

制定内部职工严禁为窃电者说情的制度,一旦发现,作违纪处理,并公开通报,从而打消窃电者存有的侥幸心理。

加强对用电稽查人员的考核,制定考核办法,对稽查任务的完成、检查程序和检查纪律的执行、办案正确率和结案率、各类报表及档案的建立以及宣传工作情况等方面进行综合考核,并与个人利益挂勾,按考核得分进行奖惩。

4.2查处窃电过程中的防窃电技术措施
加强对计量装置的监督管理,对计量装置实行定期和不定期的巡查,重点检查计量装置接线有无改动、锁具、封印有无被动过的痕迹,计量准确与否,从而寻找窃电线索进行查处。

与公安机关密切配合,对群众举报和检查发现的窃电大案、要案进行集中整治,重点打击,做到打击一个,整顿一片,稳定一方秩序。

接到窃电举报,用电稽查人员必须立即到现场进行调查处理,一旦事实成立,无论是内部职工还是外部人员窃电,都严格按照稽查规定办理,决不手软,决不讲情面,做到程序合法、处罚得当。

5结语
总之,防窃电工作应贯穿于用电稽查管理的全过程。

只有从用电业务一开始就层层设防,事前、事中、事后管理三管齐下,并采取以防为主,防治结合,防范严密,查处严厉的综合治理方案,才能够有效地防治窃电的发生,最大限度地减少窃电造成的经济损失。

收稿日期:2008-07-24作者简介:胡成群(1971-),男,安徽蚌埠人,硕士研究生,工程师,从事电网调度自动化工作。

(责任编辑:吕斌)
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会带来一些问题。

因为,真空断路器的行程约为少油断路器行程的1/14,改造时必然要通过缩小传动机构各拐臂的转动弧度来满足要求,但毕竟是新老搭配,难免存在着不匹配之处,主要是原操动机构难以满足真空断路器行程的精度要求,断路器的超程偏大,触头压力过大;操动机构与断路器间的机械传动系统时有卡涩现象,导致操动机构的合闸顶杆的冲程间隙小于1.5mm,致使断路器合闸不可靠,造成辅助开关不能切换;或断路器合闸后,辅助开关切换后的触点间的距离太小,在触点间产生燃弧,触点不能立即断开。

7结语
真空断路器开关柜在现场安装后,对开关的行程、超程不进行测量和调整,发生合闸线圈烧毁的故障率就相对较高。

所以,在现场条件允许的情况下,应尽可能地进行开关的行程、超程和分闸、合闸速度测量,特别是类似于断路器改造中的利用原来设备的操作机构这种情况,应认真做好断路器机械特性的测试的各项工作。

收稿日期:2008-07-07作者简介:钱毅(1976-),男,上海人,本科,工程师,从事变电工程施工技术及管理工作。

(责任编辑:杜建军)
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2008年第4期上海电力经验交流。