浅谈高压交流六氟化硫断路器温升及试验方法

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(西安西电高压开关有限责任公司，陕西 西安 710018)

1 引言

高压交流断路器作为输变电线路的控制和保护的设备，不仅担负着控制和保护电路的任务，同时也要满足承担长期载流的要求。由于断路器的主回路由导电体组成，导电体存在电阻，当电流通过时就会产生热损耗、涡流损耗和磁滞损耗，使部分电能转化成热能，一部分热能使断路器导体的温度升高，一部分热能以不同的散热方式向周围介质散热，断路器长期稳定载流，待发热和散热平衡后，将会保持恒定的温度,此时称之为稳定状态。

GB1984《高压交流断路器》中明确规定，温升试验是高压交流断路器强制性型式试验项目之一，目的是通过实际的模拟试验，长期给断路器通1.1倍额定电流，直至温升值稳定(一般的3h内变化不超过2K则认为温升稳定)。国家标准GB11022-1999《高压开关设备通用技术条件》中规定了高压开关设备各部位温升极限和试验方法。

2 温升试验方法

2.1 试验原理图及试验规定

VR:调压器；CT：电流互感器；T：升压器；T0：试品图1 试验回路原理图

三相断路器原则上需要通三相电流进行温升试验。如三相断路器的磁路为一个整体、邻近效应的影响显著时，必须通过三相电流试验进行验证。

但某些情况下，不受临近效应影响或影响非常小时，可进行单相温升试验。因此标准规定额定电压35kV以上的断路器设备，相间中心距离大于460mm且额定电流在1250A及以下；或相间中心距离大于1m时，可以通单相电流进行温升试验。图1是通单相电流进行温升试验的试验回路原理图。

为了缩短试验时间，在通电初始阶段，可以用更大电流将试品加热至预期温度的80%左右，然后将电流降为额定值，直到各部位温升稳定为止。

2.2 试验方法

试验条件有关规定：试验电流最大偏差不超过+2%；电流波形为正弦波；电源频率偏差-5%～2%；在距试品端子1m远处导线的温升与相应端子处的温升差不大于5K；试验环境温度0～40℃；试验环境风速对户内产品不大于0.15m/s，对户外产品部大于0.5m/s。

根据GB/T 11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》的规定：在温升试验规定的条件下，当周围空气温度不超过40℃时，高压交流断路器和控制设备任何部分的温升不得超过表1规定的温升极限。由于目前开关设备大部分为六氟化硫气体进行绝缘，因此表1只罗列了部分的温升极限值。

标准规定：如果在50Hz频率下进行温升试验时，实测值不超过最大允许值的95%，可认为开关装置在60Hz频率下的性能得到保证。根据50Hz 下的产品温升数据，通过系数修正得出60Hz 下的产品温升上限值; 如有超标危险，可采用试验进行检验; 若不超标，则视为60Hz 下的产品温升亦合格。

2.3 温升埋点方法

高压交流断路器的测量温升时通过热电偶的方式测量实现的。热电偶是通过把温度的测量转化为热的电动势的测量，经过直流毫伏表测量电动势，再利用热电偶分度表，查对相应的被测点的温度值。热电偶的测温范围很广，不同材料组成的热电偶适用的测温范围不同，常见的热电偶有铜-康铜、铂-铂铑、镍铬-镍硅等。高压交流断路器的温升测量采用的热电偶是铜-康铜。

固定热电偶的方法有三种方式，包括钻孔埋入法、锡焊固定法和胶粘固定法。目前常见的是钻孔埋入法，适用于200K温度及以下值。它是先在被测点钻孔，大于热电偶的热端，放入热电偶，将四周冲挤固定。

3 温升试验实例介绍

为更加深刻理解温升试验，下面以252kV瓷柱式断路器温升试验为例进行介绍。252kV瓷柱式六氟化硫断路器是三相对称结构，受临近效应影响非常小，且相间中心距离大于1m,因此可通单相电流进行温升试验。如图2所示。

表1 高压交流断路器和控制设备各种部件、材料的温升极限

图2 温升试验埋点图

试验电流从序号2端子板侧流入，经过主回路，从序号15端子板流出。具体的埋点位置及温升允许值见表2。

表2 断路器温升测试部位及允许温升

4 结束语

本文对温升试验进行了简单介绍，并对试验方法进行了阐述。温升试验是断路器重要的型式试验之一，也是衡量断路器载流大小、性能优劣的重要指标。通过简单对温升试验的介绍，希望对设计人员在产品开发研究产品方面提供一定的借鉴。