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摘要:高压断路器发生的缺陷故障中，在某些地区机械类缺陷故障已超过绝缘类缺陷，成为造成断路器功能失灵、影响电网安全运行的最主要因素。机械特性试验是高压断路器例行停电试验中常做的试验项目，目的是为了检查断路器操作机构性能是否良好。本文主要针对机械特性试验的意义、准备工作、试验内容以及试验方法和结果分析等方面进行了阐述和讨论，并在文章最后就机械特性试验过程中的安全注意事项进行了论述，希望可以为今后的高压断路器机械特性试验过程提供参考，规范变电检修人员在作业过程的试验行为，提升作业人员的人身安全。
关键词:高压断路器；机械特性；试验要点；安全
1引言
高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。高压断路器在正常运行中用于接通高压电路和断开负载，在发生事故的情况下用于切断故障电流，必要时进行重合闸。它的工作状况如何，直接影响电力系统的安全可靠运行。断路器机械操作机构方面的故障是导致断路器故障失灵的主要因素之一。
2试验的作用和意义
高压断路器发生的缺陷故障中，在某些地区机械类缺陷故障已超过绝缘类缺陷，成为造成断路器功能失灵、影响电网安全运行的最主要因素。如高压断路器曾发生操作机构卡涩、拒动、误动，机构弹簧疲劳，传动连杆断裂、变形，机构箱内二次元件损坏等缺陷或故障；用于投切无功设备的开关柜内断路器发生拒动、分(合)闸速度降低、合闸弹跳或分闸反弹指标不合格等缺陷。断路器停电状态下定期开展的机械特性试验，是检查断路器操作机构性能是否良好的重要试验项目。特别是断路器行程特性曲线与分(合)闸速度特性试验项目，对于及时发现断路器操作机构卡涩、弹簧疲软、传动连杆变形松动等机械类缺陷具有重要意义。国家电网公司《输变电设备状态检修试验规程》《十八项电网重大反事故措施》等标准，均要求断路器交接、大修后以及必要时必须开展该项试验。通过开展断路器机械特性试验，能够鉴定断路器本身的工作状况，检验安装或检修的质量能否满足系统要求，及时发现和消除隐患。
3试验准备工作
对被试品进行机械特性试验以前，应做好下面几项准备工作。
(1)熟悉被试品的结构、原理，特别是产品在合闸和分闸操作中本体和操动机構的动作原理。
(2)准备好试验所需要的设备、仪器、登记表、测量工具和导线等，并了解它们的原理、技术特性及使用方法。
（3）提供试验的被试品必须完全符合图纸要求，断路器内应注满油或者充以额定压力的灭弧和绝缘气体。
(4)用万用表或指示灯检查操动机构的线路是否正确和符合图纸要求。
(5)用兆欧表测量操作机构中线路及电气元件的绝缘电阻以确认操作线路是否具有良好的绝缘性能。
(6)对操动机构的电气线路及元件进行工频低电压耐受试验。
(7)对于液压操动机构，应当检查贮压器中所充氮气的压力值是否满足要求。调整好各个信号开关的位置。将机构贮能到所规定的极限数值且保持规定时间，以考核高压容器和管路的机构和密封强度。
4试验内容及方法
断路器机构特性试验包括分合闸时间和同期性、分合闸速度及分合闸动作电压的测试。试验方法如下:
(1)使用仪器前，先将仪器可靠接地，依次连接测试线、控制线和电源线；
(2)打开仪器电源，进行特性试验；
(3)试验完成后，及时读取和保存试验结果；
(4)关闭仪器电源，依次拆除电源线、控制线、测试线和接地线。
图1 断路器机械特性测试接线图
需要注意的是速度特性试验项目，分、合闸速度是断路器的一项重要参数，直接影响断路器分合短路电流的能力。如果已知断路器合、分闸时间及触头的行程，可以算出触头运动的平均速度，但这个速度有很大波动，因为影响断路器工作性能最重要的是刚分、刚合速度及最大速度。因此，必须对断路器触头运动速度进行实际测量。该试验项目现场实施专业性较高，不同厂家不同型号断路器对于测速传感器的类型、安装方法等要求不同，以及对于速度的定义也存在差异，相关试验人员需要先经过必要的培训，才能在现场正确安装使用仪器并获得准确的测试结果。
5试验结果分析与处理
(1)测试结果应与断路器说明书给定值进行比较，应满足厂家规定要求。
(2)若测试项目中存在不符合厂家要求的测试数据时，应首先检查接线情况、参数设置、仪器状况等是否符合测试要求。
(3)当合闸时间、合闸速度、不同期值、行程曲线等不满足规范要求时，应综合分析上述原因，按照厂家技术要求，对合闸电磁铁、分合闸弹簧、机构连杆进行调整。
(4)分合闸电磁铁动作电压不满足规范要求，宜检查动静铁芯之间的距离，检查电磁铁芯是否灵活，有无卡涩情况，或者通过调整分合闸电磁铁与动铁芯间隙的大小来调整动作电压，缩短间隙，动作电压升高，反之降低；当调整了间隙后，应进行断路器分合闸时间测试，防止间隙调整影响机械特性。
6安全注意事项
在进行机械特性试验时，注意事项有以下几点:
(1)正确使用设备、仪器、仪表中途离开现场必须断开操作电源、气源，试验完毕要关闭全部设备电源和气源。
(2)不同型号测试仪的使用方法不同，使用前一定看清说明书。使用前一定将测试仪接地，防止漏电，测试仪尽可能使用外接电源。
(3)不要随便触摸操作桌和机构上的分合闸按钮及其操作线路中的控制电器元件，谨防发生误操作，不要将手伸进电磁机构、弹簧机构、断路器本体的传动机构等机构装置中去，防止机构砸伤事故的发生。试品在中途检修时，必须切断电源，将油压或气压降至零，此时严格禁止操作。
(4)尽量少在压缩空气、六氟化硫断路器和气动、液压机构等试品旁逗留，以减少因试品高气压和高液压的汇漏和爆炸事故而受害的几率，对新设计的试品，必要时应加防护罩。
(5)传感器安装时应选择合适的位置，防止由于传感器安装不当，造成断路器动作时损坏仪器及断路器。高压断路器机械特性试验应严格按照《国家电网公司变电检测通用管理规定》的要求进行，只有掌握了试验的要点，才能对试验结果进行正确的分析和处理。
关键词:高压断路器；机械特性；试验要点；安全
1引言
高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。高压断路器在正常运行中用于接通高压电路和断开负载，在发生事故的情况下用于切断故障电流，必要时进行重合闸。它的工作状况如何，直接影响电力系统的安全可靠运行。断路器机械操作机构方面的故障是导致断路器故障失灵的主要因素之一。
2试验的作用和意义
高压断路器发生的缺陷故障中，在某些地区机械类缺陷故障已超过绝缘类缺陷，成为造成断路器功能失灵、影响电网安全运行的最主要因素。如高压断路器曾发生操作机构卡涩、拒动、误动，机构弹簧疲劳，传动连杆断裂、变形，机构箱内二次元件损坏等缺陷或故障；用于投切无功设备的开关柜内断路器发生拒动、分(合)闸速度降低、合闸弹跳或分闸反弹指标不合格等缺陷。断路器停电状态下定期开展的机械特性试验，是检查断路器操作机构性能是否良好的重要试验项目。特别是断路器行程特性曲线与分(合)闸速度特性试验项目，对于及时发现断路器操作机构卡涩、弹簧疲软、传动连杆变形松动等机械类缺陷具有重要意义。国家电网公司《输变电设备状态检修试验规程》《十八项电网重大反事故措施》等标准，均要求断路器交接、大修后以及必要时必须开展该项试验。通过开展断路器机械特性试验，能够鉴定断路器本身的工作状况，检验安装或检修的质量能否满足系统要求，及时发现和消除隐患。
3试验准备工作
对被试品进行机械特性试验以前，应做好下面几项准备工作。
(1)熟悉被试品的结构、原理，特别是产品在合闸和分闸操作中本体和操动机構的动作原理。
(2)准备好试验所需要的设备、仪器、登记表、测量工具和导线等，并了解它们的原理、技术特性及使用方法。
（3）提供试验的被试品必须完全符合图纸要求，断路器内应注满油或者充以额定压力的灭弧和绝缘气体。
(4)用万用表或指示灯检查操动机构的线路是否正确和符合图纸要求。
(5)用兆欧表测量操作机构中线路及电气元件的绝缘电阻以确认操作线路是否具有良好的绝缘性能。
(6)对操动机构的电气线路及元件进行工频低电压耐受试验。
(7)对于液压操动机构，应当检查贮压器中所充氮气的压力值是否满足要求。调整好各个信号开关的位置。将机构贮能到所规定的极限数值且保持规定时间，以考核高压容器和管路的机构和密封强度。
4试验内容及方法
断路器机构特性试验包括分合闸时间和同期性、分合闸速度及分合闸动作电压的测试。试验方法如下:
(1)使用仪器前，先将仪器可靠接地，依次连接测试线、控制线和电源线；
(2)打开仪器电源，进行特性试验；
(3)试验完成后，及时读取和保存试验结果；
(4)关闭仪器电源，依次拆除电源线、控制线、测试线和接地线。
图1 断路器机械特性测试接线图
需要注意的是速度特性试验项目，分、合闸速度是断路器的一项重要参数，直接影响断路器分合短路电流的能力。如果已知断路器合、分闸时间及触头的行程，可以算出触头运动的平均速度，但这个速度有很大波动，因为影响断路器工作性能最重要的是刚分、刚合速度及最大速度。因此，必须对断路器触头运动速度进行实际测量。该试验项目现场实施专业性较高，不同厂家不同型号断路器对于测速传感器的类型、安装方法等要求不同，以及对于速度的定义也存在差异，相关试验人员需要先经过必要的培训，才能在现场正确安装使用仪器并获得准确的测试结果。
5试验结果分析与处理
(1)测试结果应与断路器说明书给定值进行比较，应满足厂家规定要求。
(2)若测试项目中存在不符合厂家要求的测试数据时，应首先检查接线情况、参数设置、仪器状况等是否符合测试要求。
(3)当合闸时间、合闸速度、不同期值、行程曲线等不满足规范要求时，应综合分析上述原因，按照厂家技术要求，对合闸电磁铁、分合闸弹簧、机构连杆进行调整。
(4)分合闸电磁铁动作电压不满足规范要求，宜检查动静铁芯之间的距离，检查电磁铁芯是否灵活，有无卡涩情况，或者通过调整分合闸电磁铁与动铁芯间隙的大小来调整动作电压，缩短间隙，动作电压升高，反之降低；当调整了间隙后，应进行断路器分合闸时间测试，防止间隙调整影响机械特性。
6安全注意事项
在进行机械特性试验时，注意事项有以下几点:
(1)正确使用设备、仪器、仪表中途离开现场必须断开操作电源、气源，试验完毕要关闭全部设备电源和气源。
(2)不同型号测试仪的使用方法不同，使用前一定看清说明书。使用前一定将测试仪接地，防止漏电，测试仪尽可能使用外接电源。
(3)不要随便触摸操作桌和机构上的分合闸按钮及其操作线路中的控制电器元件，谨防发生误操作，不要将手伸进电磁机构、弹簧机构、断路器本体的传动机构等机构装置中去，防止机构砸伤事故的发生。试品在中途检修时，必须切断电源，将油压或气压降至零，此时严格禁止操作。
(4)尽量少在压缩空气、六氟化硫断路器和气动、液压机构等试品旁逗留，以减少因试品高气压和高液压的汇漏和爆炸事故而受害的几率，对新设计的试品，必要时应加防护罩。
(5)传感器安装时应选择合适的位置，防止由于传感器安装不当，造成断路器动作时损坏仪器及断路器。高压断路器机械特性试验应严格按照《国家电网公司变电检测通用管理规定》的要求进行，只有掌握了试验的要点，才能对试验结果进行正确的分析和处理。