FX-22D型断路器分合闸时间及三相不同期超标处理

FX-22D 型断路器分合闸时间 及三相不同期超标处理

0 引言

分、合闸时间及同期性是SF6 断路器机械特性的重要参数，对继电保护及自动装置的可靠动作以及整个电力系统的稳定性来说是非常重要的。直接影响到断路器的关合和开断性能。三相合闸不同期会影响合闸过电压，尤其在先合一相情况比先合两相严重。对中性点不接地系统的分极绝缘变压器中性点绝缘，可能引起中性点避雷器爆炸。当三相分闸不同期性增大时，断路器的燃弧区间( 最大燃弧时间和最小燃弧时间之差 ) 也会增大，甚至会使断路器所承受的恢复电压增加。同一相的不同断口的不同期也会产生相似的后果，特别是在切除断路故障时，燃孤时间长可能会使触头烧损，甚至发生爆炸。如果能将三相分合闸不同期性调整到低于制造厂规定的数值，则产品将具有一定的电气裕度，反之，则可能降低其电气性能，甚至出现开不断短路电流的事故。还可能引起（1）中性点电压位移，产生零序电流；（2）非同期加大重合闸时间，对系统稳定不利；（3）断路器合闸于三相短路时，如果两相先合，则使未合闸相的电压升高，增大了预击穿长度，同时对灭弧室机械强度也提出更高要求。会引起三相电流差异较大，可能引起保护过流跳闸。按照国家有关标准规定，在交接试验、预防性试验及大修后的试验中，都要求断路器测量时间参数。 1 分、合闸时间及不同期的超标情况

在进行某330kV 变电站断路器定期预防性试验时，发现该变电站8台330kV 断路器中有3台断路器的分、合闸时间及不同期性都有不同程度的超标现象。特别是合闸不同期最为严重，最严重的一台相间合闸不同期达到了52.6ms （见表一）。

3312开关（编号A17084-1）现场测试图

3340开关（编号G17084-7）现场测试图

3340开关（G17084-7）

3342开关（编号F17084-6）现场测试图

3342开关（F17084-6）

3 原因分析及措施

该站330kV 部分接线方式为3/2接线方式，共有8台330kV SF6 断路器，1993年生产，1994年12月投运，法国阿尔斯通公司生产，型号FX-22D 型，液压操作机构，双柱双断口，断口加装有合闸电阻。

断路器现场测量分闸时间是由发布分闸命令（指分闸回路的电路接通）起到灭弧触头刚

分离的一段时间。如下图

a 、b 、c-各相测量信号；d —分闸操作指令；A-A —断路器接到分闸指令瞬间；B-B —最后一相的弧触头分离瞬间；,t 分—分闸时间

图 1分闸时间测量 合闸时间是由发布合闸命令（指合闸回路接通）起，到最后一相的主灭弧触头刚接触为止的一段时间。如图2。并对有并联电阻的高压断路器设备，还应测量其电阻触头的合闸时间。

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a 、b 、c-各相测量信号；d —合闸操作指令；A-A/—断路器接到合闸指令瞬间；B-B/—最后一相的弧触头接触瞬间；t 合—合闸时间

图 2合闸时间测量 从现场测试图及数据表中明显看出三台断路器合闸不同期全部超标，其中编号A17084-1断路器合闸不同期52.6ms ，分闸不同期5.7ms ，编号G17084-7断路器合闸不同期19.6ms, 编号F17084-6断路器合闸不同期11.4ms 。

由于断路器的分/合闸时间受以下因素影响：（1）断路器操作线圈的控制电压：过低的控制电压降低了电磁机构的能量转从而延长了操作时间。（2）液压操作机构内流体的压力：流体压力的改变改变了开关机构移动的能量，从而影响到操作时间。（3）环境温度：环境温度是一个非常复杂的影响因素，操作线圈的直流电阻、流体粘度、SF6气体压力都与温度有关, 操作杆和瓷柱的长度同样与温度有关, 所有这些都对操作时间造成影响。

基于此，进一步对分合闸线圈动作电压进行了测量，满足额定电源电压的85%～110%范围内，可靠动作；在分闸装置额定电源电压的65%～110%（直流）可靠动作的要求，现场检查操作电源220V 。辅助开关动作正确，液压操作机构压力正常，线圈直流电阻测量正常。 为减少电磁场干扰，现场测量采取断路器一端接试验线，另外一端直接接地的接线方式进行测量，符合测试仪器使用要求。排除试验人员、仪器、试验接线等因素造成的误差，检查电路无异常，气体压力正常。

考虑到断路器运行时间较长，液压油自投运至今未进行过更换，可能是油品老化，粘度降低，同时压力机构中进入空气，导致液压油流体压力改变，作用于机构上的力量有所衰减，导致能量传递中损耗，影响了动作时间，决定对断路器液压机构中液压油及高压油管进行更换并进行高低压管道排气检修维护工作。

在更换高压管路后，对连接器上的螺栓按照厂家规定力矩拧紧。同时向加压装置的油槽，并在去掉加压装置的外壳后，采取了防水遮护措施，保护敞露部件，严防油路进水。先后进行高压回路注油和排气、控制回路的充油和排气，直到排气装置中的半透明管无气泡出现为止。当全部排放操作完成，在额定操作压力下，由控制箱用电气指令进行10次分-合闸循环操作。分合闸循环不允许连续进行，两次循环间隔时间为5分钟，防止由于线圈连续带电过热而烧毁。

经过上述工作后进行测量，结果测得的数据符合规程规定及厂家要求的标准，结果合格。见下表：

3312开关（A17084-1）

3342开关（F17084-6）

4 结语

FX-22D 型断路器液压操作机构中进入了少量空气，导致能量传递中产生了损耗，导致断路器动作特性中的分合闸时间和同期性不达标，通过现场对机构中进入的气体排气，消除了故障。现场在对使用结果分析时要结合设备的实际运行状况排查处理。建议⑴、定期巡视，特别是断路器操作机构箱内加热装置的运行情况。⑵、认真进行断路器动作特性的定期测试工作 , 监控断路器异常情况。

参考文献

［ 1 ］GB3309 ---1989《 高压开关设备常温下的机械试验》［S ］北京： 中国标准出版社， 1989)

［2 ］陈慈萱、马志瀛 ) 高压电器［ M］北京： 水利电力出版社， （1987)