断路器特性测试方式总结及测试程序完善

曹 阳，张一群

(山东电力检修公司，山东 济南 250021)

0 引言

断路器特性试验是断路器的一项非常重要的测试，根据国家电力科学研究院对高压开关事故的统计表明，80%的高压断路器故障是由于特性不良造成的。特性试验分为机械特性测试和线圈低电压测试，一般在断路器交接时、机构大修后或者其他必要的时候进行。

1 试验问题描述

在某变电站对配备BLG1002A机构的HPL550B2型ABB断路器进行机械特性测试时，采用了仪器内触发方式对断路器汇控柜进行三相联动测试，发现断路器无法动作。在排除了断路器弹簧储能、气压以及回路节点是否固定良好等一系列问题后，发现当断开ABB断路器分合闸控制电源时，在汇控柜侧无法用内触发方式进行三相联动测试。

经检查回路发现，将站用直流控制电源断开后，汇控柜合闸线圈对应节点至线圈正端的回路被中间继电器K8对应节点断开。检查继电器K8的控制回路，发现K8受站用直流电源正负端的控制，其中的正端连接的是“就地控制”对应的正端。K8中间继电器存在的含义是在汇控柜操作时，如果断路器三相合闸，首先要保证三相的合闸弹簧都处在储能位置。只要三相合闸弹簧都储能，K8继电器的两端就能受站用电的控制，合闸回路中K8中间继电器对应的节点就能吸合。而在试验过程中，如果采用内触发的方式［1］，合闸回路必须处于“远方控制”的状态。因为“就地控制”状态对应的开关分合闸回路中有一个就地分合操作把手对应的节点，必须把操作把手掰一下才能保证回路瞬时连通。也只有在这个瞬时加上内触发所对应的仪器的电压才能使断路器分合闸。在一个瞬时同时顺利操作两个节点难度很大，一般不采用。由上可得出回路不通的原因为；回路选择在“远方控制”状态，将对应的ABC三相试验端子加在远方控制对应的二次线端口，以及线圈的公共负端口。由于只用将试验端子加在“就地控制”状态对应的二次线试验端口，才能使中间继电器对应的节点闭合，所以在“远方控制”状态下回路不通，无法进行分合闸操作试验。如图1和图2所示。

2 改进方案

由于内触发方式无法避开K8中间继电器对应的节点断开，所以选择了外触发方式。 在就地控制状态下，将试验端子连接到线圈的正负端，掰动开关操动把手，进行合闸操作，由试验端子感应线圈通电的时刻和断路器触头接触的时刻，进而进行合闸时间的测量。经过改进方案，顺利进行了测试，如图3所示。

图1 三相合闸汇控柜侧控制回路

图2 内触发方式无法试验原因分析

图3 改进方案

但在试验前测试线圈两端电压时，发现为直流110 V，而不是常见的220 V。如果是一个不按程序操作的试验者，采用内触发方式，在不对变电站直流系统进行了解的情况下冒然加220 V的电压，如果回路通畅的话，由于线圈能承受的是额定110 V的电压［2］，将会引起分合闸线圈烧毁。

3 试验总结与思考

3.1 测试方式组合与优缺点比较

之所以选择在汇控柜侧进行内触发方式的三相联动测试，首先是可以减少试验次数，其次还可以规避单相操作所引起的三相不一致的问题。由此可以看出特性试验涉及不同的触发、控制及操作方式。将对应的名词和方式进行解释和使用归纳如表1、表2所示。

表1 特性试验相关名词解释

表2 触发方式与控制方式、操作方式组合

由表1、表2可总结出，只要内处理好试验时三相不一致的问题，同时对从汇控柜至断路器本体间的二次回路掌握清楚，理解内外触发、就地控制的对应的特点，可以有四种方式进行断路器的特性测试。

3.2 对分合闸二次回路相关问题总结

熟悉每一种断路器的分合闸二次回路，对断路器特性试验(机械特性试验和低电压试验)是至关重要的。不同厂家的断路器有不同的分合闸二次回路，不同的闭锁节点设计，用同一种方法在一种断路器上能行的通，在另一种断路器上可能就会出现问题。只有熟悉掌握每一种断路器的回路，才能保证特性试验的正确性。

三相不一致引起的测试问题。如果进行单相测试，需要将汇控柜里的三相不一致时间继电器时间进行调整，如将原来设定的3s调整到100s。这样操作对于进行试验的检修人员来说要求较高。不仅需要检修人员懂得时间继电器调整的方法，更重要的是试验结束必须将时间继电器调整回来，否则存在着电网运行的安全风险 (如单相接地故障30 s另外两相才跳闸，相当于系统非全相运行30 s，对系统的绝缘水平影响很大)。所以从跨专业的角度，以及工序流程的安全性上考虑，试验人员对ABB断路器(扩大一点说，对于需要手动调节时间继电器类型的断路器)更倾向与三相联动操作试验。

直流并联问题。如上述试验中采用内触发的方式，但在站用直流电源不断开的情况下从“远方控制”进行操作，就会在分合闸线圈负端产生了“直流并列”的方式［3］，如果仪器自带电源不带隔离功能 (如不经调压设备而直接进行桥式整流)，则会产生变电站直流系统直流绝缘监察装置的报警甚至更严重的问题。因为变电站直流系统是不接地系统，当发生一点接地时，虽然没有行成回路，不影响整个直流系统的正常工作，但此时直流系统已经处于不正常工作状态。如果再发生另一点接地，则可能引起二次设备的不正确动作，甚至使直流回路的空气开关跳开、熔断器熔断等，造成直流系统供电中断［4］。如图4所示。

图4 无隔离功能仪器时可能出现的问题

直流系统的电压问题。如果不对所测试变电站的直流系统进行系统了解，想当然认为变电站断路器分合闸线圈的直流电压都是220 V，采用内触发方式对断路器进行单相操作，那产生的后果将是线圈被烧毁。因为此变电站断路器的线圈是按110 V直流电压设计生产的，在220 V下将远超过其额定电流。

4 结语

(1)如果采用单相操作，需要调节三相不一致时间继电器的时间(在没有三相不一致空气开关时)，应该明确在试验完成后，务必将调整后的时间继电器时间调回，防止出现运行事故。

(2)采用外触发方式进行特性试验时：要确定所用试验仪器的整流装置带有隔离功能，以排除加压瞬间直流接地的可能性；务必注意在每次分合闸操作后立即将试验线从端子排拔出，防止不与端子排接触的试验接线的一端接线造成直流系统的接地，以及有可能造成的断路器误动或拒动。

(3)在试验前，一定要明确直流系统的电压［5］，尤其是采用内触发方式时。将仪器的触发电压调整到变电站直流系统对应的电压 (如果系统直流电压为110V则应将仪器输出电压也调整为110V)再进行操作，才能保证断路器跳合闸线圈工作正常。