断路器机械特性及试验

基本概念

断路器的机械特性也就是物理特性，我们所做的断路器机械特性试验包括分合闸时间、速度、行程，开距，同期，弹跳等。真空开关的机械特性对电气性能影响最大的是分闸运动特性（即分闸速度），因为断路器机械特性存在问题的话就会对电气性能造成影响及潜在的隐患。

真空断路器的结构

断路器的操动机构

合闸过程：当手按下机构外壳的合闸按钮或启动合闸线圈Y合闸过程便开始，于是脱扣机构12释放由预先已储能的盘簧带动主轴10，凸轮11和主轴10一起转动，绝缘连杆6由移动连杆8和凸轮带动，然后在每一相真空断路器的灭弧室2内的动触头16由绝缘连杆6带动向上运动，直至触头接触好为止，同时触头压力弹簧5被压紧，以保证主触头由适当的压力，在合闸过程中分闸弹簧7也同时被压紧。

分闸过程：当手按下机构外壳的分闸按钮或启动分闸线圈Y分闸过程便开始，于是脱扣机构12释放仍有足够储能的盘簧带动主轴10进一步转动，由凸轮11和移动连杆8去释放分闸弹簧，于是动触头16和绝缘连杆6一起以一定的速度向下运动，至分闸位置，同时触头压力弹簧5被压紧，以保证主触头由适当的压力，在合闸过程中分闸弹簧7也同时被压紧。

1.三相不同期：指开关三相分（合）闸时间的最大及最小值的差值。

2.弹跳时间：指开关的动静触头在合闸过程中发生的所有接触，分离（即弹跳）的累计时间值（即第一次接触到完全接触的时间）。

3.分闸时间：处于合闸位置的断路器，从分闸脱扣带电时刻到所有各极触头分离时刻的时间间隔。

4.合闸时间：处于分闸位置的断路器，从合闸回路带电时刻到所有极的触头都接触时刻的时间间隔。

5.开距：指开关从分状态开始到动触头与静触头刚接触的这一段距离。

真空断路器的主要作用：是控制和保护作用，根据系统运行的需要将部分或全部的的电气设备或线路投入或退出；当系统某一部分发生故障时，它和保护装置（综保）相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电范围，防止扩大，保护系统中各类电气设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运行。真空断路器处于合闸位置时，其对地绝缘由支持绝缘子承受，一旦真空断路器所连接的线路发生永久接地故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则有电母线侧的对地绝缘要由该断路器断口的真空间隙承受（所以要做断口的工频耐压试验）；各种故障开断时，断口一对触子间的真空绝缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。

断路器试验

如图所示将机械特性测试仪的合闸输出电源接在4和14这两个端子上，将储能电源接在储能电机的两端25和35上，分闸电源接在分闸线圈的两端31和30上，ABB真空断路器还有一个合闸闭锁线圈，在合闸闭锁线圈未得电时，不能合闸，因为常开点S没有闭合，所以不能合闸。我们在做试验时用一块折叠的纸将合闸闭锁电磁铁的辅助触点顶住让S闭合，当发出储能指令时（图纸目前的状态是分闸未储能状态），储能电机开始储能，当储好能后S的常闭打开，常开闭合，这时已经具备了合闸条件。当发出合闸指令后，合闸线圈得电去合闸。合闸后分闸回路的辅助触点S闭合为分闸做好准备，当发出分闸指令时断路器去跳闸。

真空断路器在做机械特性试验前后都均需做绝缘耐压试验，机械特性试验前做绝缘耐压试验，是为了防止断路器在机械特性试验中因为绝缘强度不够而造成断路器的外绝缘（相间，相对地）破坏，如果是断路器的断口绝缘强度不够当恢复电压大于介质绝缘强度就会造成重燃，重击穿甚至爆炸，所以断路器在做机械特性试验前必须做绝缘耐压试验。其试验项目有相间，相对地，断口的工频冲击耐压试验。机械特性试验后的绝缘耐压试验是为了考核断路器的灭弧能力，因此只做断路器断口的工频，冲击耐压试验。通常断口的耐压等级要高于相间和相对地（例如ABB VD4 12KV断路器的出厂相间／相对地工频耐压为42KV，断口耐压49KV）由此可见对于断路器断口的绝缘耐压关键是看机械特性试验后的绝缘耐压水平，它是衡量真空灭弧室的灭弧能力的一种简单方法，单一的只看开断前或开断后耐压没有任何意义。