断路器合闸电阻投入时间的测量

【摘　要】　针对国内生产的大多数普通开关测试仪无法直接测量断路器合闸电阻投入时间，探索了一种通过改进接线用普通的开关测速仪测量断路器合闸电阻投入时间的方法，并运用此方法进行现场测量，取得了成功。
【关键词】　合闸电阻　投入时间　测试端口　临界电流　临界电阻

1  引言

在电力系统中，存在着种类繁多，特性各异的操作过电压，断路器操作是大部分操作过电压的起因。在超高压电网中，随着断路器灭弧能力的提高和避雷器的装设，合空线过电压成为主要的操作过电压。特别是长距离的超高压输电线路的空载线路合闸，过电压更加严重。在电力系统中，线路合闸是常见的操作。为了限制合空线过电压，在长距离的超高压输电线路中，将断路器装设并联电阻作为限制合空线过电压的主要措施。这种为限制合空线过电压而并联的电阻(即合闸电阻)阻值约几百欧。以ABB生产的500kV断路器为例，并联电阻后，断路器断口内部结构如图1。在断路器合闸过程中，Kf先合上，把Rf接入系统中，过了约10ms左右，Kz再合上，再过约几十毫秒，Kf断开，把Rf退出系统。这样就完成了一次合闸的全部操作。带合闸电阻的断路器检修时应测量合闸电阻的投入时间，即Kf闭合时间t1和Kz闭合时间t2，及两者的时间差Δt＝t2- t1。但由于目前国内绝大多数开关测试仪厂家生产的开关测试仪只能测量无并联电阻的断路器的合闸时间，而无法直接测量带并联电阻的断路器的合闸电阻的投入时间。为此，本文探索了一种通过改进接线，用大多数普通的开关测试仪，来测量带并联电阻的断路器的合闸电阻的投入时间的方法。

2   开关测试仪测试端口的特点

为说明测量的方法，我们首先来了解一下开关测试仪测试合闸时间过程和测试端口的特点。开关测试仪一般包含6~12个相同测试端口和分合闸控制电路，如图2。虚线内部为开关测试仪，其中有若干个测试端口，J为开关测试仪内部接点，用来接通合闸控制回路，S为开关测试仪内计时开始触发部分，HQ和DL分别为断路器的合闸线圈和常闭辅助接点，Kz为断路器主断口。每一个测试端口的内部如图3，r为测试端口的内阻，S'为时间记录部分。当我们启动开关测试仪上的合闸按钮时，J闭合，合闸控制回路接通，J、S、HQ、DL均有电流通过，断路器开始合闸，同时S使开关测试仪开始计时。当断路器Kz闭合时，接通测试端口1，测试端口1有电流通过，判断出断路器主断口Kz已闭合，S'记下此时时间，该时间就是我们测得断路器合闸时间。S'记下一次时间后就不再记时，必须等到下一次测试时S重新触发使开关测试仪重新开始计时，S'才能记时。图2中只画出了一相的测试接线,实际上我们测量时是三相同时测量，要用到三个测试端口。每个测试端口S'分别记录各自测试端口的时间,从而同时测出三相合闸时间。
从上述过程可见，测试端口判断出Kz闭合是因为这时测试端口有电流通过，使S'触发记时。但并非只要有电流就能触发S'记时，而是必须电流达到一定值才能触发S'记时，我们称该临界电流为I0。由于Kz基本是短接，因此测试端口通过的电流大于I0，使S'触发记时。假如在测试端口外临时串联一个电阻Rt，如图4，此时Kz即使闭合，测试端口通过的电流未必大于I0。只有在Rt小于一定值时，才能使测试端口通过的电流大于I0，从而使S'触发记时。我们称该临界电阻为Rt0。
必须使测试端口外接电阻小于Rt0，测试端口才能记时。这就是开关测试仪测试端口的特点。

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