第八章 高壓開關設備的試驗及故障診斷

第八章高壓開關設備的試驗與故障診斷第一節(jié)高壓開關設備的構成及檢測

高壓開關設備是指3kV及以上的開關設備，它用于電力設備的開斷和關合，起到控制、保護、安全隔離的作用。對其的基本要求是：①可靠性高。②有足夠的遮斷能力。③動作時間快。

高壓開關設備是下列一些設備及其組合的總稱。包括斷路器、熔斷器、隔離開關、接地短路器、負荷開關等。現(xiàn)代的成套配電裝置中還包括電壓、電流互感器、避雷器、電纜頭及繼電保護裝置等設備。

由于開關的種類很多，涉及面廣，故本章主要介紹高壓斷路器。

斷路器是開關設備中的最主要的設備，它用于直接開斷故障電流，直接開合電動機、變壓器的回路。如果由于質量和維修問題，在線路發(fā)生故障時，斷路器不能正常動作則將使事故擴大而造成大面積的停電，因此，它的正常動作是安全供電的重要條件。圖8—1某變電站500kvSF6斷路器一、主要參數(shù)1、額定電壓（即最高電壓）。表示長期承受系統(tǒng)中的最高電壓，應等于或大于系統(tǒng)最高電壓。2、額定電流。在規(guī)定條件下，可長期通過的工作電流（有效值）。3、額定短路開斷電流（kA）。指額定短路電流中的交流分量有效值，它應大于或等于計算的最大短路電流。4、額定短路關合電流。指額定短路電流中的最高峰值，它等于額定短路開斷電流的2.5倍。5、額定短時耐受電流及持續(xù)時間額定值。它等于額定短路電流，也就是熱穩(wěn)定電流。6、額定峰值耐受電流。它等于額定短路關合電流，也就是動穩(wěn)定電流。7、額定頻率。開關設備正常工作的電網(wǎng)頻率（中國為50Hz）。8、額定絕緣水平。按照過電壓和絕緣配合的要求而規(guī)定絕緣耐電壓的大小。我國是根據(jù)DL/T593-1996《高壓開關設備共用訂貨技術導則》來要求的。9、分閘時間（s）。從接到指令起到主回路動觸頭剛脫離靜觸頭為止的時間。10、合閘時間（s）。從接到指令起到各相觸頭均接觸時為止的時間。11、額定操作循環(huán)。以o-t-co-t'-co來表示。其中，o為一次分閘操作。co為一次合閘操作后立即緊跟一次分閘操作，t、t'為時間間隔。12、機械壽命。即連續(xù)合分操作次數(shù)。13、斷路器的特殊參數(shù)：（1）對SF6斷路器有工作壓力、年漏氣率的要求。（2）對真空斷路器有真空度及操作過電壓的要求。（3）壓縮空氣斷路器有工作壓力、年漏氣率的要求。二、高壓斷路器的滅弧介質由于斷路器本身的開合功能，在開斷過程中電流很大，從而產生溫度很高的電弧。由于系統(tǒng)的短路容量不斷增大，對開關的開斷能力要求不斷地增高，同時也要求在開斷過程中不產生危及系統(tǒng)絕緣的過電壓。下面從性能和應用方面對各種滅弧介質作簡單的介紹。1、油這是一種較普遍采用的介質，既作為滅弧用，又作為絕緣介質用。但額定電流及開斷能力不能很大，其中少油斷路器應用最多。2、壓縮空氣這是用高壓空氣以高速氣流來滅弧。額定電流和開斷能力較大。但需要配備空壓機系統(tǒng)。3、真空這是利用弧柱區(qū)和真空的壓力差使弧柱等離子體向空間迅速擴散，從而有利于介質絕緣強度的迅速恢復。用于35kV及以下變電所及頻繁操作的場合。4、六氟化硫（SF6）氣體這是目前最理想的滅弧介質，它是利用幾個至十幾個壓力以高速氣流滅弧，由于其電弧壓降小，電弧能量也小，易于滅弧。其額定電流和開斷能力大，在國內外已較普遍采用。5、固體產氣這是利用固體產氣物質（如有機玻璃聚氯乙烯硬塑料等），在電弧高溫作用下分解出氣體進行滅弧，但額定電流及開斷能力小，較多使用于農村電網(wǎng)。三、高壓斷路器的類型斷路器的總體結構隨電壓、電流等級和所用滅弧原理而異，其形式多樣。但就其對地絕緣方式來講大體可劃分為以下兩種類型。1、接地金屬箱（或罐）型如圖8-2所示，這一類型斷路器的結構特點是觸頭和滅弧室裝于接地的金屬箱中導電回路靠絕緣套管引入。它的主要優(yōu)點是可以在進出線套管上裝設電流互感器以提供電流信號和利用出線套管的電容制成電容式分壓器以提供電壓信號，這種類型的斷路器在使用時不需要再配專用的電流和電壓互感器。2、套管支持型這一類型斷路器的結構特點是安置觸頭和滅弧室的容器（可以是金屬筒，也可以是絕緣筒）處于高電位，靠支持套管對地絕緣，如圖8-3。它的主要優(yōu)點是可以用串聯(lián)若干個開斷元件和加高對地絕緣尺寸的方法組成更高電壓等級的斷路器。用斷路器來關合和開斷電力系統(tǒng)某些元件時，會出現(xiàn)電弧。關合與開斷的電流愈大，電弧就愈強烈，其工作條件也就愈嚴重。雖然從理論上來說，開斷過程中出現(xiàn)的電弧可能在交流電流過零點時自然熄滅，但由于電弧一經(jīng)形成，斷口間的絕緣不能立即恢復，此時，只要在斷口上加上一個比較低的電壓，電弧就會重新形成，所以斷路器的設計主要是圍繞如何滅弧進行的。圖8-21-套管式電流互感器2-滅弧室3-套管4-合閘電阻5-吸附劑6-操動機構箱7-并聯(lián)電容器8-罐體圖8-31-滅弧室2-接線板3-傳動機構室4-端冒5-拉桿6-拐冒7-連板8-連接套9-支持絕緣套10-絕緣拉桿11-過渡板12-軸銷13-拉桿14-密封座15-液壓操作機構箱按照滅弧介質的不同，斷路器可劃分為：（1）油斷路器：指觸頭在變壓器油中開斷，利用變壓器油作為滅弧介質的斷路器；（2）壓縮空氣斷路器：指利用高壓力的空氣來吹弧的斷路器；（3）六氟化硫斷路器：指利用高壓力的六氟化硫（SF6）氣體來吹弧的斷路器；（4）真空斷路器:指觸頭在真空中開斷，利用真空作為絕緣介質和滅弧介質的斷路器；（5）磁吹斷路器：指在空氣中由磁場將電弧吹入滅弧柵中使之拉長，冷卻而熄滅的斷路器；（6）固體產氣斷路器：指利用固體產氣物質在電弧高溫作用下分觸出的氣體來熄滅電弧的斷路器。油斷路器是最早出現(xiàn)、使用最廣泛的一種斷路器，制成金屬箱型的油斷路器常稱為多油斷路器，制成瓷瓶支持型的油斷路器常稱為少油斷路器。多油斷路器的結構特點是所有元件都處于接地的金屬油箱中，油一方面用來熄滅電弧，另一方面又用作導電部分之間以及導電部分與接地油箱之間的絕緣介質。由于電弧的高溫作用，在斷路器的開斷過程中，油中將有大量的氣體分解出來，造成油箱壓力急劇升高，因此多油斷路器的油箱必須具有足夠的機械強度，目前多油斷路器主要用于35kV及以下電壓等級。少油斷路器是我國目前用量最大的斷路器，它的結構特點是觸頭、導電系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)直接裝在絕緣油筒或不接地的金屬油箱中，變壓器油只用來熄滅電弧和作為觸頭間的絕緣用，斷路器導電部分的對地絕緣主要靠瓷套管、環(huán)氧玻璃布和環(huán)氧樹脂等固體絕緣介質。少油斷路器中都裝有滅弧室并設油氣分離器，把在電弧作用下分解出的氣體中所含的油進行分離和冷凝后重新送回油箱。油斷路器的滅弧室分為自能式和外能式兩類，絕大多數(shù)油斷路器都采用自能式滅弧原理。少油斷路器通常采用充油或純瓷絕緣套管作為對地絕緣，絕緣拉桿一般用環(huán)氧玻璃布棒。支持瓷套內的油起到防止瓷套內壁凝水和保證絕緣提升桿絕緣性能的作用。支持瓷套尺寸較長，有較大的絕緣裕度，在正常運行中是安全可靠的，但如在安裝或運行中嚴重受潮將使提升桿的絕緣性能下降。高壓少油斷路器的斷口間絕緣包括上帽和下法蘭間、動靜觸頭間在油中的絕緣，即在油中沿著瓷套內表面、玻璃鋼筒內外表面以及動靜觸頭之間的油層、滅弧片表面等的復合絕緣。斷口間絕緣距離的大小要滿足試驗電壓和開斷小電流時拉弧長度的要求，同時還要考慮油和滅弧片在開斷短路電流后產生的碳化而導致的絕緣性能降低。

空氣斷路器是利用壓縮空氣來吹弧并用空氣作操作能源的一種斷路器。壓縮空氣斷路器是高壓和超高壓大容量斷路器的主要品種，它的開斷能力大，燃弧時間短，動作快，容易實現(xiàn)快速自動重合閘?？諝鈹嗦菲鹘Y構較為復雜，需要較多的有色金屬，通常只在330kV及以上電壓等級中才應用空氣斷路器。

高壓SF6斷路器是新一代的開關斷路器，它利用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質，具有滅弧能力強、介質強度高、介質恢復速度快等特點，其單斷口的電壓可以做得很高，在SF6中斷路器觸頭材料燒蝕極輕微，有利于增加開斷次數(shù)。SF6斷路器的滅弧裝置分為壓氣式和旋轉式，近年來又發(fā)展了自能式滅弧裝置，即利用電弧自身能量來建立熄滅電弧所需要的吹氣壓力來滅弧。

真空斷路器的真空滅弧室是一個密封件，保持真空在10-5-10-8mmHg，室內有一對對接式動靜觸頭，動端用波紋管密封。屏蔽罩用于吸附觸頭在燃弧時產生的金屬蒸氣和帶電粒子，并保護外殼的內表面不受污染，由無氧銅制成。觸頭一般用多元合金制成。滅弧室外殼用硬質玻璃或高氧化鋁陶瓷制成，滅弧室不能拆開或換觸頭，有問題時就全部更換。真空斷路器在切斷小電感電流時（如小容量高壓電動機）會產生較高的操作過電壓，應采取措施（如阻容保護回路）限制過電壓。操動機構一般采用電磁和電動儲能彈簧機構或液壓和電容器儲能的電動機構。

磁吹斷路器較多采用電弧螺管式滅弧方式。它是利用滅弧片和小弧角將電弧分制，形成連續(xù)的電弧螺管，產生強磁場使電弧在狹縫中迅速運動直至熄滅。固體產氣斷路器的滅弧室是采用單向排氣原理。合閘時，閘刀先嵌入動觸桿，此時隔離斷口閉合，動觸桿插入靜觸頭；分閘時，滅弧斷口先分離，電弧液拉長，在固體產氣材料中形成高壓氣體縱吹電弧而滅弧。此后，隔離斷口恢復。由于結構簡單，價格便宜，較適合用于農村電網(wǎng)。第二節(jié)高壓開關設備的絕緣及特性試驗一、高壓開關設備的絕緣檢測1、影響高壓斷路器絕緣性能的主要因素（1）潮氣。變壓器油中吸入1/104的水分將使其耐壓水平降低好幾倍，絕緣膠紙受潮后沿面放電電壓將大大降低，并由于絕緣電阻的下降在工作電壓下就可能發(fā)生熱擊穿。（2）外絕緣污閃。斷路器斷口間的工頻電壓可以達到兩倍相電壓，在外絕緣臟污并出現(xiàn)霧雨天時容易發(fā)生污閃。（3）絕緣膠開裂。由于熱脹冷縮而導致套管充膠開裂、密封結構老化，使絕緣強度大大降低。（4）斷路器中的斷口連接時靠電接觸，接觸電阻的存在增加了導體通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，將直接影響其間絕緣介質的品質。為保證斷路器的可靠工作，無論是導體本身還是接觸處的溫升都不允許超過規(guī)定值，這就要求必須控制接觸電阻的數(shù)值，使它不超過允許的值。（5）斷路器要求在運行過程中能在工頻最大工作電壓下長期工作不擊穿，在最大負載電流下長期工作時各部分溫升不超過規(guī)定值，并能承受短路電流所產生的熱效應和點動力效應而不損壞。2、絕緣電阻的測量絕緣電阻測量是斷路器試驗中的一項基本試驗，通常用2500V兆歐表進行測量。（1）高壓多油斷路器的絕緣部件有套管、拉桿、絕緣油等。通過這項試驗可以靈敏地發(fā)現(xiàn)拉桿受潮、沿面貫穿性缺陷（如弧道傷痕、裂紋）等。對于引線套管絕緣嚴重不良（如受潮等），也能被檢查出。測量高壓多油斷路器的絕緣電阻的目的主要是檢查拉桿對地絕緣，因此應該在合閘狀態(tài)下進行。（2）測量少油斷路器的絕緣電阻應分別在合閘和分閘狀態(tài)下進行。合閘狀態(tài)檢查拉桿對地絕緣或內部消弧結構受潮；分閘狀態(tài)檢查斷口間絕緣。

（3）測量空氣斷路器的絕緣電阻只測支持瓷套的絕緣電阻，用2500V兆歐表，絕緣電阻應大于5000MΩ。（4）測量真空斷路器的絕緣電阻和油斷路器的規(guī)定相同。（5）測量SF6斷路器的絕緣電阻和多油斷路器相似，用2500V兆歐表，國外進口的往往要求用5000V兆歐表測量，數(shù)值應符合制造廠規(guī)定。（6）測量磁吹斷路器的絕緣電阻主要是測支持絕緣子的對地絕緣，可在合閘狀態(tài)下進行，數(shù)值符合制造廠規(guī)定。（7）測量固體產氣斷路器的絕緣電阻主要測瓷套管、拉桿及支持瓷瓶的對地絕緣，可在合閘狀態(tài)下進行。二、介質損耗角正切測量

介質損耗角正切測量僅對多油斷路器進行，對少油斷路器和SF6斷路器不作此項試驗。測量35kV及以上非純瓷套管多油斷路器的介質損耗角正切，主要是檢查套管的絕緣狀態(tài)，同時也檢查其他絕緣部件，如滅弧室、絕緣拉桿、油箱絕緣圍屏、絕緣油等的絕緣狀況。試驗時，首先進行分閘狀態(tài)下的試驗。將被試斷路器與外界引線脫離，并在分閘狀態(tài)下對每支套管進行測量。若測量結果超出標準或與以前比較有顯著增大時，必須落下油箱，進行分解試驗，逐次縮小缺陷的可疑范圍，直到找出缺陷部位。對斷路器的分解試驗應按步驟分步進行：1、落下油箱（對于結構上不能落下油箱者放去絕緣油），使滅弧室及套管下部露出油面進行測試。若tanδ值明顯下降(降低3%-5%以上)，則可以認為是油箱絕緣（油及絕緣圍屏）不良。2、如落下油箱或放油后，tanδ仍無明顯變化，則應將油箱內的套管表面擦凈，并采取措施消除滅弧室的影響（可在滅弧室外加一金屬屏蔽罩或包鋁箔接于電橋的屏蔽回路，或者拆掉滅弧室）后再進行測試。如tanδ值明顯下降（降低2.5%以上時）則說明滅弧室受潮，否則說明套管絕緣不良。

少油斷路器和空氣斷路器一般不作此項試驗，因其絕緣結構主要是瓷絕緣和環(huán)氧玻璃纖維布類絕緣，不存在套管受潮問題。在少油斷路器的瓷套中雖然充有絕緣油，但由于斷路器本身電容量很小，再加上接線、儀表、溫度和周圍電場等因素的影響，測量數(shù)據(jù)往往分散性很大，難以判斷其規(guī)律性。因此tanδ測量難于有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。三、泄漏電流測量

由于少油斷路器和空氣斷路器的tanδ測量不能有效地發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，所以測量泄露電流是35kV以上少油斷路器和壓縮空氣斷路器的重要試驗項目之一。它能比較靈敏地發(fā)現(xiàn)斷路器外表面帶有的危及絕緣強度的嚴重污穢、拉桿或絕緣油受潮、少油斷路器滅弧室受潮劣化和碳化物過多等缺陷，以及空氣斷路器中因壓縮空氣相對濕度增高帶進潮氣而在管內壁和導氣管壁凝露等缺陷。少油斷路器、壓縮空氣斷路器的試驗電壓標準見下表

表8-1少油斷路器和壓縮空氣斷路器直流泄露電流試驗電壓（kV）對110kV及以上的少油斷路器和空氣斷路器進行測量時，有時候會出現(xiàn)負值現(xiàn)象。泄露電流測量負值是指在測量110kV及以上少油斷路器和空氣斷路器直流泄露電流時，空載泄漏電流比在同樣電壓下測得的少油斷路器和空氣斷路器的泄露電流還要大。產生這種現(xiàn)象的主要原因是高壓試驗引線的影響，并受到升壓速度快慢和穩(wěn)壓電容充放電時間長短的影響。消除泄露電流測量負值的方法主要有：對引線端頭采取均壓措施，減少電暈的影響；高壓側采用屏蔽、清潔設備、增加引線線徑，以減少空載電流；保持升壓速度，對穩(wěn)壓電容器要充分放電；盡可能使試驗設備、引線遠離電磁場源。對35kV及以上的少油斷路器和空氣斷路器，其泄露電流應小于10μA。對220kV及以上的少油斷路器和空氣斷路器及拉桿（包括支持瓷套）的泄露電流應小于5μA。四、交流耐壓試驗交流耐壓試驗是鑒定斷路器絕緣強度最有效和最直接的項目。交流耐壓試驗應在合閘狀態(tài)下導電部分對地之間和分閘狀態(tài)的斷口間進行。110kV及以上油斷路器若因試驗設備的限制可以不作整體交流耐壓試驗。35kV油斷路器在新安裝和大修后應作交流耐壓試驗，必要時在預防性試驗中也應進行交流耐壓試驗。35kV以下的斷路器交接、大修、預防性試驗中都應進行交流耐壓試驗。試驗電壓見下表8-2。

表8-2斷路器交流耐壓試驗電壓（kV）對交流耐壓試驗電壓測量的要求不是很嚴格，可以直接從低壓側讀數(shù)后換算。交流耐壓試驗前后絕緣電阻不下降30%為合格。對于過濾和新加油的斷路器必須等油中氣泡全部逸出后才能進行試驗，一般需靜止3h左右，以免油中氣泡引起放電。斷路器的交流耐壓試驗過程中，應注意觀察和分析異常現(xiàn)象。試驗時油箱出現(xiàn)時斷時續(xù)的輕微放電聲，應放下油箱進行檢查，必要時應將油重新處理；若出現(xiàn)沉重擊穿聲或冒煙，則為不合格，務必重新處理。如有機絕緣材料燒壞就應更換，并查明原因，以免造成損失。五、滅弧室并聯(lián)電阻測量

高壓斷路器加裝并聯(lián)電阻是為了限制操作過電壓。并聯(lián)電阻有兩類：一類是分、合閘共用并聯(lián)電阻；另一類是合閘并聯(lián)電阻。500kV及以上空氣斷路器的并聯(lián)電阻通常為1000-1200Ω的陶瓷電阻；500kV的SF6斷路器的并聯(lián)電阻通常是400Ω的線性陶瓷電阻；330kV空氣斷路器采用3000Ω金屬絲電阻。

實測并聯(lián)電阻值應與出廠或交接時相符，如發(fā)現(xiàn)異常應查出原因。對金屬絲電阻，一般只要不斷開，電阻值不會發(fā)生太大的變化。對陶瓷電阻由于老化、擊穿等原因可能造成電阻值變化。六、高壓斷路器絕緣油試驗

油斷路器中的絕緣油，除了具有絕緣作用外，還具有滅弧作用，使斷路器能迅速可靠地切斷電弧。絕緣油應具有較小的粘度、較低的凝固點、較高的閃點和耐壓強電，并應具有較好的穩(wěn)定性。

在運行中，絕緣油由于受到氧氣、高溫、高濕度、強電場和雜質的作用，性能會逐漸劣化，致使不能充分發(fā)揮絕緣作用，必須定期進行預防性試驗。斷路器絕緣油預防性試驗項目見下表8-3。表8-3高壓斷路器絕緣油試驗項目運行中的斷路器絕緣油的預防性試驗只進行擊穿電壓試驗。

擊穿電壓試驗第一步是取油樣。正確的取樣技術和樣品保存，對試驗準確性相當重要。油斷路器的油樣應從下部閥門處取樣，取樣前應先用干凈的棉紗或布將油閥門擦凈，再放油將閥門和管路沖洗干凈。試油必須在不破壞原有儲裝密封狀態(tài)下，在實驗室內放置一段時間，待油溫和室溫相近后方可揭蓋試驗。揭蓋前，將試油輕輕搖動，使內部雜質混合均勻，但不得產生氣泡。試驗前，用試油將油杯洗滌2-3次。試油注入油杯應徐徐沿油杯內壁流下，以減少氣泡。在操作過程中，不允許用手觸及電極、油杯內部和試油。試油盛滿后必須靜置10-15min，方可進行試驗。試驗采用專用油杯和專用電極。對于220KV以下的斷路器油采用平板電極系統(tǒng)，對于220kV斷路器油采用球蓋形電極系統(tǒng)。油杯和電極需保持清潔。

試驗在室溫15-35℃、濕度低于75%條件下進行，試驗進行6次，取6次擊穿電壓的算術平均值作為平均擊穿電壓，每次試驗間隔5min。斷路器油平均擊穿電壓不低于表8-4所示的數(shù)值。表8-4斷路器油擊穿電壓試驗標準（kV）七、導電回路電阻測量斷路器導電回路的電阻主要取決于斷路器的動、靜觸頭間的接觸電阻，接觸電阻又由收縮電阻和表面電阻兩部分組成。由于兩個導體接觸時，因其表面非絕對的光滑、平坦，只能在其表面的一些點上接觸，使導體中的電流線在這些接觸處劇烈收縮，實際接觸面積大大縮小，而使電阻增加，此原因引起的接觸電阻稱為收縮電阻。另由于各導體的接觸面因氧化、硫化等各種原因會存在一層薄膜，該膜使接觸過渡區(qū)域的電阻增大，此原因引起的接觸電阻稱為表面電阻（或膜電阻）。接觸電阻的存在，增加了導體在通電時的損耗，使接觸處的溫度升高，其值的大小直接影響正常工作時的載流能力，在一定程度上影響短路電流的切斷能力，也是反映安裝檢修質量的重要數(shù)據(jù)。

由于導電回路接觸的好壞是保證斷路器安全運行的一個重要條件，所以在標準和規(guī)程中均要求測量導電回路電阻。斷路器導電回路電阻的測量是在斷路器處于合閘狀態(tài)下進行的，其測量接線如圖8-4所示。它是采用直流電壓降法進行測量。常用的測量方式有電壓降法（電流－電壓表法）和微歐儀法。圖8-4斷路器導電回路電阻的測量（1）電壓降法

直流壓降法的原理是，當在被測回路中通以直流電流時，則在回路接觸電阻上將產生電壓降，測量出通過回路的電流及被測回路上的電壓降，即可根據(jù)歐姆定律計算出接觸的直流電阻值。

測量時，圖8-4的回路通以100A直流電流，電流用分流器及毫伏表1進行測量，回路接觸電阻的電壓降用毫伏表2進行測量，毫伏表2應接在電流接線端里側，以防止電流端頭的電壓降引起測量誤差。表計的精度應不低于0.5級，流過電流的導線截面應足夠大，一般可用截面為16mm2的銅線。（2）微歐儀法微歐儀的工作原理仍是直流電壓降法，通常采用交流220V電壓經(jīng)整流后，通過開關電路轉換為高頻電流，最后再整流為100A的低壓直流，用作測量電源。具有自動恒流，并數(shù)顯測試電流值和回路電阻值。測量時，微歐儀內的標準電阻分流器（Rdi）與被測回路電阻（Rx）呈串聯(lián)關系，有

，所以即使測量通入的電流值稍有偏離100A，也不影響測量結果。使用微歐儀時，也應將電壓測量線（細線）接內側，電流引線（粗線）接外側。（3）電橋法由前述可知，斷路器觸頭的接觸電阻是由表面電阻（膜電阻）和收縮電阻組成的。當使用雙臂電橋進行斷路器導電回路電阻的測量時，由于雙臂電橋測量回路通過的是微弱的電流，難以消除電阻較大的氧化膜，測出的電阻示值偏大，但氧化膜在大電流下很容易被燒壞，不妨礙正常電流通過。又當觸頭因調整不當（如觸頭壓力變化）、運行中發(fā)生變化或觸頭燒損嚴重等使有效接觸面積減小時，雙臂電橋的微弱電流，在其接觸處不會產生收縮，即無法測出收縮電阻，而在大電流或正常工作電流通過時，就會使該接觸處的電阻增加，引起觸頭的過度發(fā)熱和加速氧化。對此，GB763－90《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》、DL405－91《進口220～500kV高壓斷路器和隔離開關技術規(guī)范》等標準均已明確規(guī)定：測試采用直流電壓降法，通入的電流不得小于100A。所以電橋法和直流電壓降法的測量結果是有差別的，而直流壓降法更能反映斷路器的實際工作狀況。第三節(jié)高壓開關的動作特性試驗斷路器的分、合閘速度，分、合閘時間，分、合閘不同期程度，以及分合閘線圈的動作電壓，直接影響斷路器的關合和開斷性能。斷路器只有保證適當?shù)姆?、合閘速度，才能充分發(fā)揮其開斷電流的能力，以及減小合閘過程中預擊穿造成的觸頭電磨損及避免發(fā)生觸頭燒損、噴油，甚至發(fā)生爆炸。而剛合速度的降低，若合閘于短路故障時，由于阻礙觸頭關合電動力的作用，將引起觸頭振動或使其處于停滯狀態(tài)，同樣容易引起爆炸，特別是在自動重合閘不成功情況下更是如此。反之，速度過高，將使運動機構受到過度的機械應力，造成個別部件損壞或使用壽命縮短。同時，由于強烈的機械沖擊和振動，還將使觸頭彈跳時間加長。真空和SF6斷路器的情況相似。

斷路器分、合閘嚴重不同期，將造成線路或變壓器的非全相接入或切斷，從而可能出現(xiàn)危害絕緣的過電壓。

斷路器機械特性的某些方面是用觸頭動作時間和運動速度作為特征參數(shù)來表示的，在機械特性試驗中一般最主要的是剛分速度、剛合速度、最大分閘速度、分閘時間、合閘時間、合－分時間、分－合時間以及分、合閘同期性等。一、部分時間參量的定義1、分閘時間是指從斷路器分閘操作起始瞬間（接到分閘指令瞬間）起到所有極的觸頭分離瞬間為止的時間間隔。應具有很短的合閘時間，減少合閘時的電弧的能量，防止電弧使觸頭熔焊。2、合閘時間是指處于分位置的斷路器，從合閘回路通電起到所有極觸頭都接觸瞬間為止的時間間隔。分閘時間必須在規(guī)定的時間范圍內。分閘時間太短，則系統(tǒng)短路時直流分量過大，可能會引起分閘困難；分閘時間太長，則影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、分－合時間是斷路器在自動重合閘時，從所有極觸頭分離瞬間起至首先接觸極接觸瞬間為止的時間間隔。4、合－分時間是斷路器在不成功重合閘的合分過程中或單獨合分操作時，從首先接觸極的觸頭接觸瞬間起到隨后的分操作時所有極觸頭均分離瞬間為止的時間間隔。5、分閘與合閘操作同期性是指斷路器在分閘和合閘操作時，三相分斷和接觸瞬間的時間差，以及同相各滅弧單元觸頭分斷和接觸瞬間的時間差，前者稱為相間同期性，后者稱為同相各斷口間同期性。二、測量斷路器時間參量的方法

在斷路器的現(xiàn)場試驗中，一般應進行分閘時間、合閘時間、分合閘同期性的測量，對于具有重合閘操作的斷路器，還需測量分－合時間和合－分時間。1、用電秒表測量時間電秒表具有測量簡單、使用方便等優(yōu)點。但是，電秒表難以準確測量相間或斷口間不同期性，所以已逐漸被取代。2、光線示波器測量時間使用光線示波器可以測量斷路器分、合閘時間，同期差及分、合閘電磁鐵的動作情況。這種方法具有測量準確、直觀，且能同時測量多個時間參量等優(yōu)點。(1)測量基本原理。接線原理如圖8－5所示，光線示波器的測試回路由電源E、開關S、可調電阻R、光線示波器振子g串聯(lián)組成。(2)單相單斷口斷路器的時間測量，其測量接線如圖8—6所示。圖8－5光線示波器振子回路接線原理圖圖8－6用光線示波器進行斷口測量接線原理圖測量前，事先將電阻箱中的電阻r1、r2調節(jié)到適當值，當電路接通時，電路中的電流值應在示波器振子允許的范圍之內。(3)電流信號。在斷路器的機械試驗中，通常將分閘和合閘電磁鐵在操作斷路器分、合閘時的電流波形，稱為電流信號。它是斷路器接受分閘和合閘操作指令的標志，這個標志是斷路器時間測量中不可缺少的信號，其測量原理接線如圖8—7所示。

(4)斷路器的三相時間測量。一臺斷路器一般由三相組成，所以在機械試驗中必須測量三相的時間參數(shù)。圖8-8示出了用光線示波器進行三相時間測量的接線圖。圖8－7抽取分、合閘線圈電流信號原理圖XQ－線圈圖8－8用光線示波器進行三相時間測量接線圖由于光線示波器時標范圍寬、精度高，且能直觀反映出斷路器在動作過程中有關參量的變化情況，因此，過去一直是測量斷路器機械特性的主要方法。隨著電子技術的發(fā)展，出現(xiàn)了應用計算機技術測量斷路器機械動作各參數(shù)的儀器，已逐步取代了光線示波器的使用。三、速度參量的定義1、觸頭剛分速度指開關分閘過程中，動觸頭與靜觸頭分離瞬間的運動速度。技術條件無規(guī)定時，國家標準推薦取剛分后0.01s內平均速度作為剛分點的瞬時速度，并以名義超程的計算點作為剛分計算點。2、觸頭剛合速度指開關在合閘過程中，動觸頭與靜觸頭接觸瞬間的運動速度。技術條件無規(guī)定時，國家標準一般推薦取剛合前0.01s內平均速度作為剛合點的瞬時速度，并以名義超程的計算點作為剛合計算點。3、最大分閘速度指開關分閘過程中區(qū)段平均速度的最大值，但區(qū)段長短應按技術條件規(guī)定，如無規(guī)定，按0.01s計算。四、測量斷路器速度參量的方法

斷路器的速度參量以其分、合閘速度來表示。由于斷路器在運動過程中每一時刻的速度是不同的，一般所關心的是剛分、剛合速度和最大速度。根據(jù)以上定義要求，下面介紹幾種測量斷路器運動特性的方法。1、電磁振蕩器測速法電磁振蕩器測速原理如圖8—9所示。圖8－9電磁振蕩器測速原理示意圖1－運動紙板；2－振動筆；3－銜鐵；4－振動簧片；5－線圈；A－剛分、剛合點運動紙板通過測速桿與動觸頭連接。當振蕩電磁鐵線圈中通入50Hz交流電時，振動筆以100次／s的頻率振動，在運動的紙板上繪出周期為0.01s的振蕩波形。紙板上波形長度就是觸頭總行程，行程間對應的周波數(shù)，就是觸頭總運動時間。在觸頭運動過程中，由于每相鄰波峰間時間間隔為0.01s，振動曲線最大波峰間的厘米數(shù)就是觸頭的最大速度值vmax。剛分(合)點位置的確定如圖8－10所示。圖8－10振蕩器測速波形圖（a）分閘速度曲線；（b）合閘速度曲線在振蕩波形圖上，首先要分清楚分(合)閘曲線的兩個端頭中哪一端是分閘位置S1，哪一端是合閘位置S2，然后以合閘位置S2為起始點，向分閘方向量取一段等于斷路器超行程值的長度S0，以這一線段終點位置為動靜觸頭剛分(合)時刻。按國家標準規(guī)定，取觸頭分離后(接觸前)10ms內的速度為剛分(合)速度，所以視超行程終點落在曲線的什么相位，再取同相位的一個波長，即為所求剛分速度vF或剛合速度vH。2、轉鼓式、電位器式測速儀

轉鼓式測速儀是以連接在動觸頭系統(tǒng)上的記錄筆，沿以恒定角速度轉動的轉筒上所畫的曲線來反映其運動情況的。而電位器式測速儀則是以其滑動觸點在電阻桿上的不同位置所反映的電壓值來測量斷路器的動作狀況。這兩種測量方法能直觀判斷斷路器觸頭在整個運動過程中有無卡澀和緩沖不良等異?，F(xiàn)象，能夠粗略測出斷路器的固有分、合閘時間，速度測量精度較高。這兩種方法較為簡單，缺點是較為笨重，功能單一，已很少使用。五、高壓開關綜合測試儀

隨著計算機技術的廣泛應用，出現(xiàn)了高壓開關綜合測試儀。它能夠在測試過程中，將開關的時間、速度等多項特性參數(shù)同時進行測量，提高了工作效率，這是開關測試的方向。1、光電測速原理由于光電測速方式結構簡單、可靠，大多數(shù)開關測試儀都采用光電傳感器進行開關的測速。光電測試是利用對檢測到的光信號進行計數(shù)(或計時)來實現(xiàn)對觸頭行程和速度的測量的。圖8－11中示出了光電測速結構示意圖。圖8－11光電測速結構示意圖1－傳感頭；2－光柵尺；3－測速桿；4－動觸頭；5－發(fā)光管；6－光敏接收管；7－整形電路圖8－10中，開有光孔的光柵尺通過測速桿與開關動觸頭連接。動觸頭運動時，帶動光柵尺上下運動。發(fā)光管5發(fā)出的光線可通過光柵尺上的光孔照射到光敏接收管6上，或被光柵尺不透光部分遮擋。被檢測到的光信號，經(jīng)整形電路7轉換成相應的方波信號，送入測試儀進行計算處理。

下面，以國產的某開關測試儀為例，來說明這類儀器的使用。該儀器除能給出測試數(shù)據(jù)外，還能給出詳細的波形圖，并將開關行程曲線和斷口波形繪制在同一張圖上，從而可較直觀地了解各量的情況和彼此間的相互關系，幫助分析開關的狀態(tài)和工作情況，及時發(fā)現(xiàn)可能存在的某些缺陷和隱患。2、連接和接線

圖8—12示出了利用該類儀器對少油斷路器進行測試的接線圖。圖8—13示出了油斷路器測速傳感器的安裝示意圖，其測速傳感器通過管狀支架固定在開關的上部。光柵尺穿過傳感器，井通過測速桿與開關的動觸頭連接。測速信號電纜通過插頭接于儀器背面的插孔中。圖8－12少油斷路器測試接線示意圖FQ－分閘線圈；HQ－合閘線圈圖8－13少油斷路器測速傳感器安裝示意圖1－傳感頭；2－光尺；3－光尺接頭；4－管狀支架；5－測速桿；6－動觸頭；7－絕緣板；8－夾具接線完成后，儀器即進入準備狀態(tài)，斷路器一旦操作，儀器自動判斷該次操作是分、合、合分或分合操作，并對有關參數(shù)進行測試。技顯示或打印按鈕，即可進行數(shù)據(jù)顯示或打印輸出。3、真空斷路器的測試

真空斷路器的時間特性的測試方法與其他斷路器相同。對于真空斷路器，應注意其合閘彈跳時間不大于2ms。合閘彈跳時間過長，將加劇觸頭的燒損，甚至導致動靜觸頭間的熔焊。真空斷路器的速度是按一定行程的平均值進行測試，通常采用一特制的輔助觸點安裝在真空斷路器的動觸頭端，利用其與真空斷路器的動觸頭的接觸或分離來作為計時的起點或終點。

圖8—14(a)示出了用該類斷路器測試儀對真空斷路器機械特性進行測試的原理接線圖。圖中的箭頭表示測速的輔助觸點。

圖8－14(b)則為用于安裝輔助觸點的夾具的結構示意圖。夾具1用于將其固定在斷路器動觸頭端附近合適的位置，當需要測合閘特性的時候，應讓輔助觸點剛好與斷路器動觸頭側的動觸頭接觸。這樣測得的合閘平均速度即為該斷路器全部合閘行程的平均速度。當需要測分閘特性的時候，斷路器處于合閘位置則應使輔助觸點放在離動觸頭運動方向上6mm處。這樣測得的分閘平均速度，即為剛分6mm內的平均速度。圖8－14真空斷路器測試示意圖（a）真空斷路器測試接線示意圖；（b）真空斷路器測試示意圖FQ－分閘線圈；HQ－合閘線圈1－夾具；2－絕緣薄板；3－輔助觸頭；4－斷路器動觸頭4、SF6斷路器的測試由于SF6斷路器滅弧室不能打開，不能直接對動觸頭進行測試，通常是對SF6斷路器機構的可動部分進行測速。當對SF6斷路器測速時，可根據(jù)斷路器的具體結構，將傳感頭固定在適當位置，并將光柵尺通過某種方式與斷路器的運動部分連接，即可實現(xiàn)測速，其測速結果應滿足該斷路器的技術條件的要求。第四節(jié)高壓開關操動機構的常見故障及處理高壓開關設備操動機構的常見故障大致可分為三類：開關合閘失靈，開關跳閘失靈，開關誤跳閘。一、開關合閘失靈的處理

開關合閘失靈是常見的故障之一。值班人員若處理不當，往往會拖延送電時間。因此，應迅速根據(jù)合閘操作過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，初步判斷故障范圍和原因，進行必要的故障排除工作，及時恢復對用戶的供電。必要時或故障不能在短時間內排除時，可以先經(jīng)倒運行方式的方法恢復供電（如倒旁母等），再檢查處理問題。開關合閘失靈，一般有以下四個方面的原因：（1）操作不當。（2）合閘時，線路上有故障，保護后加速動作跳閘。（3）操作、合閘電源問題或電氣二次回路故障。（4）開關本體傳動部分和操作機構的機械故障。

處理開關合閘失靈故障，必須善于區(qū)分故障范圍。還要注意，盡可能先恢復對用戶的供電。所以，處理步驟為：1）先判斷是否屬于故障線路，保護后加速動作跳閘。對于沒有保護后加速動作信號的線路開關，操作時，如合于故障線路時，開關跳閘時無任何保護動作信號，若認為是合閘失靈，再次操作合閘，會引起嚴重事故。只要在操作時，能按要領進行操作，同時注意表針的指示情況，就能正確判斷區(qū)分。區(qū)分的依據(jù)有：合閘操作時，有無短路電流引起的表計指示沖擊擺動；有無照明燈突然變暗、電壓表指示突然下降。若有上述現(xiàn)象，應立即停止操作，匯報調度，查明情況。

2）判明是否屬于操作不當。應當檢查有無漏裝合閘保險，控制開關（操作把手）是否復位過快或未恢復到位，有無漏投同期并列裝置（裝有并列裝置者），檢查是否按自投裝置的有關要求操作（裝有自投裝置者）等，如果是操作不當，可立即糾正，再繼續(xù)操作。

3）合閘操作時，如果并列裝置的投入位置不對，也會合不上閘。例如：聯(lián)絡線路上不帶電，如并列裝置投在“同期”位置上，而沒有改投到“手動”位置，因為線路上沒有電壓，合閘回路不能接通（同期繼電器接點不閉合），就合不上開關。

4）檢查操作、合閘電源電壓是否過高或者過低，檢查操作、合閘保險是否熔斷或接觸不良。對于彈簧操作機構，應檢查彈簧儲能情況。如果有上述問題，應調整處理正常后即可合閘送電。直流電壓過低或過高，合閘都不可靠。電壓過低，使合閘接觸器及合閘線圈因電磁力過小，而使合閘不可靠。電壓過高，對于電磁操作機構和彈簧操作機構，它們的機械動作可能因沖擊反作用力過大，使機構不能保持住而合不上。5）檢查合閘保險是否良好時，最好使用萬用表，在保險的兩端分別測量正、負極之間的電壓，以便于在檢查時，能發(fā)現(xiàn)合閘電源總保險是否熔斷。

6）如果以上情況都正常，應當根據(jù)合閘操作時，紅、綠燈指示的變化情況、合閘電流表指示有無擺動、合閘接觸器和合閘鐵心動作與否，判明故障范圍。判斷故障范圍，主要是區(qū)分是電氣二次回路故障，還是操作機構機械故障?？s小查找范圍，直至查明并排除故障。

7）如果在短時間內能夠查明并自行排除故障，應當采取相應的措施，排除故障后合閘送電。

8）如果在短時間內不能查明故障，或者故障不能自行處理，可以先將負荷倒至備用電源帶，或將負荷倒至旁母帶以后，再檢查處理故障。如無上述條件，又需緊急送電時，在能保證開關跳閘可靠的前提下，允許用手動接觸器（電磁機構）進行合閘操作或用手打合閘鐵心（彈簧機構）進行合閘操作，恢復送電以后處理故障。對于一般情況，或開關的問題較大時，經(jīng)處理完畢才能合閘送電。

9）如果檢查出的故障不能自行處理，或未能查明原因，應匯報調度和上級，通知檢修人員檢查處理。注意，檢查處理開關操作機構問題，應該拉開其兩側刀閘。二、開關跳閘失靈的處理開關跳閘失靈，在發(fā)生事故時會越級跳閘，造成母線失壓，使事故范圍擴大，甚至使系統(tǒng)瓦解。并且由于依靠上一級電源的后備保護動作跳閘，既擴大了停電范圍，又延長了切斷故障的時間，嚴重地破壞了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加大了設備的損壞程度。開關跳閘失靈，處理時應根據(jù)不同的情況，采取不同的措施。跳閘失靈大致分以下幾種情況：1）運行中發(fā)生了事故，保護拒動或保護動作但開關拒跳；2）運行中發(fā)現(xiàn)二次回路問題引起跳閘失靈；3）正常操作時，開關斷不開。1、發(fā)生事故時開關拒跳的處理（1）發(fā)生事故時開關拒跳，就是已經(jīng)發(fā)生了母線失壓事故。應將拒跳開關隔離之后，先使母線恢復運行，恢復對用戶的供電，恢復系統(tǒng)之間的聯(lián)絡，最后檢查處理開關拒跳的原因。（2）因為拒跳開關的線路上有故障，短時間內不能送電，所以應盡量使拒跳開關保持原狀，便于事故調查和分析。應當匯報上級，由有關人員共同檢查，運行人員應配合檢查。把發(fā)生事故時的保護及自動裝置運作情況、表計指示、狀態(tài)狀況、事故錄波情況等有關象征，詳細作好記錄，為事故調查分析提供準確的依據(jù)。查故障原因時，最好是給保護的測量元件加模擬故障量，作傳動試驗，如通一次電流等，查明開關不跳閘的原因。（3）檢查開關拒跳原因，可根據(jù)有無保護動作信號掉牌，開關位置指示燈指示，用控制開關斷開關時所出現(xiàn)的現(xiàn)象等，判斷故障范圍：

1）無保護動作信號掉牌，手動斷開之前紅燈亮，能用控制開關操作分閘。此情況多為保護拒動。如：電壓互感器二次開路、短路或接線有誤，保護的整定值不當，保護回路斷線，電壓回路斷線等?？梢酝ㄟ^作保護傳動（加模擬故障量、通一次電流等）試驗，驗證和查明原因。同時，還應檢查其保護的投入位置是否正確。

2）無保護信號掉牌，手動斷開關之前紅燈不亮。用控制開關操作仍可能拒跳。可能是操作保險熔斷或接觸不良，跳閘回路斷線。因為，一般35kV及以下線路的保護回路中，信號繼電器在保護出口回路，并且與控制回路中的跳閘回路串聯(lián)。跳閘回路不通時，保護動作開關拒跳，同時信號繼電器也不會動作。此情況下，會有“控制回路斷線”信號報出。

3）有保護信號掉牌，手動斷開關前紅燈亮，用控制開關操作能分閘?？赡苁潜Ｗo出口回路問題。

4）有保護信號掉牌，手動斷開關時，開關拒動。若紅燈不亮，屬跳閘回路不通；若操作前紅燈亮，可能是操作機構的機械問題。對于電氣二次回路的問題，可以用模擬傳動試驗或用表計測量的方法檢查，查出故障并處理。對于開關本體、操作機構的問題，不能自己處理時，由檢修人員處理。2、運行中發(fā)現(xiàn)二次回路問題引起跳閘失靈的處理正常運行中，發(fā)現(xiàn)開關的位置指示燈不亮，報出“控制回路斷線”信號，“保護直流斷線”信號、交流“電壓回路斷線”信號，都可能在發(fā)生事故時不跳閘。應當及時采取相應的措施處理，防止擴大事故。把越級跳閘事故的苗頭，消滅在萌芽狀態(tài)。對于沒有“控制回路斷線”信號的開關，運行人員必須經(jīng)常注意，檢查開關的位置指示燈。正常運行中，若紅燈亮，表示開關在合閘位置且跳閘回路正常。（1）發(fā)現(xiàn)紅燈不亮發(fā)現(xiàn)紅燈不亮時，應檢查燈泡是否燒壞，檢查燈具是否完好，檢查操作保險是否熔斷或接觸不良。若有上述問題，應更換處理，若無上述問題，應檢查跳閘回路有無斷線或接觸不良。在檢查、測量和處理時，應注意防止開關誤跳閘。（2）報出“控制回路斷線”信號先檢查操作保險是否熔斷或接觸不良，再檢查跳閘回路有無斷線或接觸不良。（3）報出交流“電壓回路斷線”信號報出交流電壓回路斷線信號時，應退出可能誤動的保護及自動裝置。檢查電壓切換回路是否正常，如母線側刀閘的輔助接點、電壓切換繼電器有無接觸不良或斷線之處，檢查端子排上的交流電壓端子有無接觸不良等。3、操作時開關拒跳的處理操作時開關斷不開，因不存在保證對用戶供電的問題，為了防止越級跳閘的事故發(fā)生，應匯報調度，迅速采取措施，簡明地判斷清楚故障范圍，及時將開關停電處理。（1）處理程序

1）檢查操作保險是否熔斷或接觸不良，直流母線電壓是否正常。若有問題，更換處理正常后斷開開關。2）上述情況正常，可以再分閘操作一次，同時注意紅、綠燈變化，并由專人同時觀察跳閘鐵心動作情況，判別區(qū)分故障。3）如果在操作之前紅燈亮，控制開關扭到“預跳”位置時紅燈閃光，操作時跳閘鐵心動作，都說明跳閘回路正常。反之，為跳閘回路不通。跳閘鐵心動作但開關不跳閘，屬操作機構和開關本體有問題。4）如果以手打跳閘鐵心或脫扣機構，仍斷不開開關，應設法將開關停電處理。如果檢查操作機構，問題是可以在較短時間內自己處理的，處理后斷開開關。如：四連板機構過“死點”太多、脫扣機構扣入尺寸過大等。5）無法將開關斷開時，可以采取如下措施，將拒跳開關停電檢修：①對于雙母線接線，可以把拒跳開關倒至單獨在一段母線上，與母線開關串聯(lián)運行。用母線開關斷開電路，再拉開拒跳開關兩側的刀閘，停電檢修。②有旁母的接線，可以經(jīng)倒運行方式，使拒跳開關與旁母開關并聯(lián)以后，拔掉旁母開關的操作保險，拉開拒跳開關兩側的刀閘，再裝上旁母開關的操作保險。斷開旁母開關，拒跳開關停電檢修。③利用本站一次系統(tǒng)主接線的特點，采用其他倒運行方式的方法，將拒跳的開關停電檢修。④在無法倒運行方式的情況下，對于35kV及以下的電容電流小于5A的架空線路，勵磁電流小于2A的變壓器，可以把負荷全部轉移以后，用戶外三相聯(lián)動刀閘拉開其空載電流，拒跳開關停電檢修。不具備用刀閘拉空載電流條件的，只能在不帶電的條件下，拉開故障開關兩側刀閘，停電檢修。（2）檢查處理拒跳的原因根據(jù)前面所講的分析判斷的依據(jù)，查找拒跳原因的方法如下：1）跳閘鐵心不動作，將控制開關扭到“預跳”位置，紅燈不閃光，說明跳閘回路不通，可以在斷開關操作的同時，測量其跳閘線圈兩端有無電壓。1).若測量無電壓或很低。原因有：操作保險熔斷或接觸不良，控制開關接點接觸不良，跳閘回路中其他元件接觸不良。2).跳閘線圈兩端電壓正常。說明跳閘回路其他元件正常，原因可能有：跳閘線圈斷線或兩串聯(lián)線圈極性接反，跳閘鐵心卡澀或脫落。2）跳閘鐵心已經(jīng)動作，脫扣機構不脫扣。原因有：①脫扣機構扣入太深，四連板機構過“死點“太多。②跳閘鐵心行程不夠。跳閘線圈剩磁大，使鐵心未復位，頂桿沖力不足。也可能是跳閘線圈有層間短路。③機構防跳保安螺絲未退出，分閘鎖鉤扣入太多等。3）彈簧機構的跳扣鉤合面角度不良。4）跳閘鐵心已經(jīng)動作，機構雖脫扣但仍不分閘。主要原因有：①操動、傳動、提升機構卡澀，摩擦力增大。②機構軸銷竄動或缺少潤滑。③開關的分閘力太?。ㄓ嘘P的彈簧拉伸或壓縮尺寸小、彈簧變質）。④開關動靜觸頭熔焊、卡澀。開關拒跳的原因查明后，對于二次回路元件的內部問題、操作機構和傳動機構的問題，不能自行處理者，應匯報上級，由專業(yè)人員處理。三、開關誤跳閘的處理

開關誤跳閘是指一次電路中未發(fā)生故障，而因某些原因誤跳閘。主要原因有三大類：人員誤動、操作機構自行脫扣、電氣二次回路問題。對于開關誤跳閘，應首先分清性質，正確判斷故障。根據(jù)設備上及二次回路上有無工作、有無保護動作信號掉牌、表計指示情況、所報信號、有無短路電流引起的沖擊等綜合分析判斷，及時匯報調度。1、人員誤動使開關誤跳閘的處理人員誤動使開關誤跳閘，有以下幾種情況：（1）走錯設備間隔，誤動二次元件，誤觸動同盤上的其他回路元件，誤碰設備某些部位等。（2）二次回路上有工作，防誤安全措施不完善，防護措施不可靠。如：忘記斷開保護

聯(lián)跳其他開關的回路；二次回路上帶點工作時，不小心造成的失誤等。

人為的原因使開關誤跳閘，造成非全相運行的，可根據(jù)調度命令立即合上。

人為的原因使開關三相誤跳閘，對于一般的饋電線路及無非同期并列可能的，可以立即合閘。對于聯(lián)絡線，應注意投入同期并列裝置，檢查同期合閘。無同期并列裝置的，在確無非同期并列的可能時，方能合閘。2、操作機構自行脫扣的處理判斷依據(jù)：喇叭響（有保護出口繼電器報事故信號的，自行脫扣不報事故音響），開關閘，綠燈閃光，無保護動作信號掉牌。跳閘的線路上，系統(tǒng)中沒有發(fā)生短路（或接地短路）的沖擊擺動現(xiàn)象，照明燈也無突然變暗，電壓表指示無突然下降，只有跳閘時的負荷電流（或潮流）波動。對于聯(lián)絡線，跳閘以后，如果線路上有電，則更能證明屬誤跳閘。這種原因造成的誤跳閘，一般情況下，重合閘會動作。若重合成功，則不允許再檢查處理操作機構的問題。應匯報調度和上級，待以后停電檢查處理。（1）主要原因1）電磁機構的合閘保持支架的坡度過大。彈簧機構的合閘保持頂塊，與斧形連扳的扣合尺寸過小，使合閘保持不可靠。2）脫扣機構扣入尺寸不夠。四連板機構過“死點”尺寸不夠等。3）彈簧機構的分閘跳扣扣合面過小、扣合角度不符合要求，機構箱門上的跳閘按鈕頂桿過長。（2）處理方法1）拉開誤跳開關的兩側刀閘，檢查上述原因（合上開關檢查）。首先，應進行檢查判斷。在檢查時，可以觀察操作機構各重點部位的狀態(tài)，便于發(fā)現(xiàn)問題。同時，還要在保護盤上，觀察各繼電器所處的位置有無異常，以便于區(qū)分是否屬于二次回路問題。操作機構自行脫扣，很多情況下能再次合上，保護盤上各繼電器位置無異常。而二次回路的問題造成誤跳閘，一般不能再合上，可以發(fā)現(xiàn)各繼電器的位置不正常情況。2）根據(jù)調度命令，將負荷倒至備用電源供電。3）無備用電源的，將負荷倒至經(jīng)旁母供電。4）無備用電源，又不能倒運行方式時，檢查處理完畢再送電或根據(jù)調度命令執(zhí)行。對于操作機構的故障，不能自行處理時，應由檢修人員進行。操作機構經(jīng)過重新調整時，必須測量其動作電壓合格，方可合閘送電。3、二次回路問題造成開關誤跳閘的處理

二次回路問題使開關誤跳閘，情況比較復雜，處理時，應根據(jù)有無保護動作掉牌，采用不同的措施。（1）無保護動作信號掉牌1）主要原因如下：①直流回路多點接地。②二次回路中某些元件性能不良。例如：防跳躍繼電器的彈簧不良，受震動時接點閉合并會自保持，開關誤跳閘，紅燈燈具燒壞，燈具短路使跳閘線圈兩端電壓增大。③二次回路短路。如：電纜、端子因受潮或腐蝕而使絕緣損壞，小動物等引起短路，使開關誤跳閘。2）處理方法如下：①拉開誤跳開關的兩側刀閘，進行檢查判斷。這種情況，除直流接地原因以外，和操作機構自行脫扣誤跳閘相比，外表現(xiàn)象無多大的差別。但是通過檢查操作機構、二次回路上的故障，除直流接地外，一般無明顯的特征，不太容易發(fā)現(xiàn)，并且不容易在短時間內排除故障。應向調度和上級匯報。②有備用電源時，根據(jù)調度命令，對負荷采用備用電源供電。③無備用電源，但可以倒運行方式的，通過旁母對負荷供電。④無備用電源，又不能倒運行方式時，停電檢查，處理完畢再送電或根據(jù)調度命令執(zhí)行。

檢查二次回路故障時，運行人員一般只進行外部的檢查。短時間難以查明時，應匯報上級，由專業(yè)人員檢查處理。（2）有保護動作信號掉牌

因為繼電保護誤動跳閘，有保護信號掉牌，故應判斷是否確屬于誤動，并匯報調度。判斷依據(jù)有：雖有保護掉牌信號，當時系統(tǒng)中有無發(fā)生短路、接地時的沖擊，電壓有無下降，照明燈有無突然變暗，設備本身有無通過短路電流的跡象。檢查保護投退位置是否正確，保護范圍內有無故障，保護范圍外有無故障，保護回路有無工作，與調度聯(lián)系了解的情況等。聯(lián)絡線上若線路有電，更能證明屬誤動跳閘。保護誤動作的原因有：1）保護整定值不符合要求。如;整定值過小，用戶負荷增大過多而誤動作；雙回路供電線路（過流保護有兩個整定值的），其中一回停電，而運行中的另一回線路保護，沒有按現(xiàn)場規(guī)程的規(guī)定投大定值位置，造成誤動跳閘。處理辦法：匯報調度。如果是保護范圍以外有故障，隔離故障之后恢復供電，如果屬負荷過大，應將保護改投大定值或減負荷以后恢復供電，保護整定值符合要求之后，才能增加負荷。2）保護回路上有工作，安全措施不完善。如：未斷開應該拆開的接線端子，未斷開有關聯(lián)跳壓板，工作中誤碰、誤觸及誤接線等，使開關誤動作跳閘。處理辦法：停止在保護及二次回路上的工作，拉開其試驗電源。根據(jù)二次回路上有人工作，而在電網(wǎng)中，并無發(fā)生故障時的電流、電壓沖擊擺動，照明燈無突然變暗的情況，判定屬誤動時，按有關規(guī)定糾正、完善有關安全措施后恢復供電。送電時，對于聯(lián)絡線，應注意防止非同期并列。3）電壓互感器二次斷線，斷線閉鎖不可靠的保護誤動作。這種情況，一般會報出交流電壓回路斷線信號。如果電壓互感器的一、二次保險熔斷，則電壓表指示不正常。跳閘時，沒有短路故障引起的沖擊擺動。處理辦法：迅速使電壓互感器的二次電壓恢復正常，重新合閘送電，恢復系統(tǒng)間的并列。注意，對于聯(lián)絡線，應經(jīng)并列裝置合閘。電壓互感器二次電壓不能立即恢復正常時，應把負荷倒備用電源帶，使誤跳開關停電處理問題。若無備用電源時：①將負荷倒旁母帶。②無旁母的，先解除誤動作的保護，把誤跳閘開關倒至單獨在一段母線上，與母線開關串聯(lián)（雙母線接線，且母聯(lián)的保護，能保護所串線路時）運行。③無上述條件的，如果誤跳開關配有其他保護裝置，又必須緊急送電時，可根據(jù)調度令，退出誤動的保護，恢復供電。4）保護裝置工作時，接線錯誤未被發(fā)現(xiàn)，在外故障、負荷增大或有波動時誤動作。如：差動保護、零序保護、高頻保護等，電流互感器二次接線有誤，帶負荷測相量時又未發(fā)現(xiàn)，運行中就會誤動作。還有，二次回路工作中留下隱患，在運行中誤動作等。這種情況，除了外部有故障以外，二次回路中的問題，一般不容易直接發(fā)現(xiàn)，短時間內難以排除。處理辦法：匯報調度。經(jīng)綜合分析判斷，判定屬誤動作以后，將負荷倒備用電源帶，將誤跳開關停電處理二次回路問題。若無備用電源，應經(jīng)倒運行方式的方法先恢復供電，其具體方法和前一種故障處理的①—③項相同。4、處理開關誤跳閘故障時的注意事項（1）及時、準確地記錄所出現(xiàn)的信號和特征。匯報調度以便聽從指揮，便于在互通情況中判斷故障。（2）對于可以立即恢復運行的，應根據(jù)調度命令，按下列情況恢復合閘送電：①對于單電源饋電線路，可以立即合閘送電。②對于單回聯(lián)絡線，需檢查線路上無電壓后合閘送電（同期并列裝置應投于“手動”位置）③對于聯(lián)絡線，當線路上有電時，必須經(jīng)并列裝置合閘（并列裝置應投于“同期”位置或在無非同期并列的可能時合閘。（3）無論是什么原因造成的誤跳閘，凡是重合閘動作，重合成功時，不許再對誤跳開關的操作機構、保護裝置、二次回路進行檢查處理缺陷，以免再次誤跳閘。應分析原因，觀察情況，匯報調度和上級，待命處理。第五節(jié)典型開關設備的故障診斷斷路器的故障和其類型有關。從故障率看以多油斷路器為多，SF6斷路器最小。目前，SF6斷路器在電力系統(tǒng)中運行的數(shù)量越來越多，故本節(jié)重點介紹SF6斷路器的故障及其處理。一、典型斷路器的故障1、多油斷路器

這類斷路器的故障以操動機構和觸頭系統(tǒng)為多數(shù)，其次是套管及外部原因。由于結構的復雜性，所以操動機構容易發(fā)生故障。主要是動作不良，包括拒合、拒分、缺相分合閘，分合不佳等。（1）拒合。這往往是操作回路中的線圈斷線或燒壞，控制回路接線端子松動、輔助觸點接觸不良等而引起的。（2）拒分。這往往是脫扣機構的鎖扣部分磨損變形、生銹、分閘彈簧變形、折斷、傳動機構變形、連接銷生銹、損壞及操作回路故障等而引起的。（3）分合不佳。這往往是脫扣機構的鎖扣部分不能穩(wěn)定扣住或合閘時振動使扣入部分滑脫；傳動機構因生銹而不靈活或因多次的操作而變形、磨損；合閘機構的犯卡；合閘電磁鐵的動鐵心動作卡滯；油緩沖器襯墊間隙增加或材料失去彈性。觸頭系統(tǒng)的故障往往是過熱，隨著通斷次數(shù)的增加，觸頭部分磨損使觸頭壓力不夠而接觸不良過熱；隨著多次的開斷電流，滅弧室和觸頭受到電磨損，產生裂紋、損傷而達到了壽命限度，特別是遮斷較大的短路電流時則更甚。套管故障往往是破損、裂紋所致。其他的故障如漏油、油變色、套管電暈放電及閃絡等故障。2、少油斷路器

基本上和多油斷路器相似，往往在操作時就發(fā)生故障。3、空氣斷路器

由于使用壓縮空氣，管道多，接頭多，因此漏氣的可能就多，漏氣是其主要故障。造成漏氣的原因是：瓷套管密封件老化；法蘭密封件老化；氣缸，活塞滑動面間隙增大；高速動作接觸部分密封的損傷；鑄件、鍛件的氣孔、裂紋等；管道的漏泄等。其次是操動機構動作不良，造成原因除了在油斷路器中所述的以外，還有壓縮空氣操作系統(tǒng)，包括管道、閥門的漏氣，活塞犯卡等所致。4、真空斷路器

除了油斷路器中所述的有關故障外，還有真空滅弧室的真空度是否下降的問題。動端的波紋管的損傷是影響真空滅弧室壽命的主要原因之一。5、磁吹斷路器

和油斷路器相似，主要故障是操動機構動作不良，原因可見上述。此外還有觸頭過熱、低壓控制回路接觸部分生銹、螺栓松動、彈簧變形、絕緣部分老化、粘灰使絕緣降低，受到外力而損壞等。6、SF6斷路器

斷路器觸頭系統(tǒng)的壽命是相當長的，其操作系統(tǒng)也是比較可靠。主要檢測年泄露率和濕度，同時還應試驗觸點接觸狀況，包括測接觸電阻和測觸頭的接觸位置尺寸。在故障跳閘后還需進行下列檢查：包括斷路器外部的導流部件；主隔離觸頭；動作部件和連接機構。對操動機構應進行保護性維修，如加潤滑脂，檢查松動和穩(wěn)定性等。此外，在故障跳閘次數(shù)增多情況下，還可能使觸頭產生電腐蝕。因此，應根據(jù)制造廠說明書對此用圖表曲線進行對照檢查。二、SF6斷路器常見故障及其處理通過對SF6斷路器的故障調查和統(tǒng)計可以看出，隨著科技的進步和制造水平的提高，SF6斷路器的產品性能和質量也在不斷提高，出現(xiàn)的故障有些是設計原理性的，如：切不斷電容電流而導致斷路器分閘時滅弧室損壞、經(jīng)受不住操作過電壓發(fā)生、對地放電或相間放電等；有的是制造工藝上的問題，如：機構運動部分的卡澀、電磁鐵芯的松動、脫扣失靈、焊接裂紋、砂眼等；有的是材質選擇不當，如：零部件的生銹、軸的折斷、密封墊圈變形、失效等；有的故障則又是多方面原因和多種因素造成的。要消除這些故障，要從原理設計、工藝制作、裝配調試各個環(huán)節(jié)加強管理。以下對SF6斷路器常見的、頻率高的泄露問題、微水超標問題和拒分問題進行剖析。1、泄露泄露是一種很普遍的自然現(xiàn)象，凡是存在濃度高低、溫度差異、壓力不同的地方都會有泄露存在。要防止或消除泄露，就要對各種不同的情況采取針對性的措施，生產運行單位一般采用的方法是密封或堵塞。SF6斷路器的泄露可以分為以下幾種情況。（1）液壓機構的泄露對不同的液壓機構，其泄露的部位及情況會有所不同，但總的來說，主要泄露部位有以下幾處。1）閥門和密封圈、密封墊。三通閥、放油閥、一級閥、二級閥、保護閥等。造成泄露的原因有閥芯關閉不嚴、接觸面加工精度不夠而不平正。閥體有砂眼、密封處沒壓緊、放氣螺絲沒擰緊。2）高低壓油管、壓力表、壓力繼電器接頭處。這些接頭的密封墊、密封圈不平正或者失效沒有彈性極易造成滲漏。3）工作缸活塞桿、儲壓筒活塞的密封面，低壓油箱引出結合面。因為這些部位的密封墊、密封圈經(jīng)常受到活動的摩擦，容易發(fā)生變形，變位或者受損。液壓機構存在泄露而造成的后果是顯而易見的，小的泄露既影響到設備的清潔，也必然會引起油泵的頻繁起停打壓或補壓時間過長；閥體大量的滲油會造成失壓的故障，液壓油進入儲壓筒使氮氣測會造成壓力異常升高，從而導致臨修、誤動、成為設備缺陷，影響設備的安全運行。消除泄露需要設計、制造、材料選用、加工裝配、安裝調試等多個方面的共同努力，從上面的剖析可以看出，制造廠家的設計和選材是前提，加工裝配式關鍵，安裝調試時基礎。這是一環(huán)扣一環(huán)的，在哪一個環(huán)節(jié)上出問題，都會最終影響SF6斷路器產品的性能、質量和可靠性。（2）本體及連接部位的泄露1）焊縫。焊接時由于電流過大，焊縫燒穿，開始有微漏，過一段時間后漏氣量逐漸增加；在兩種不同的材料的連接處，由于局部應力過大，焊縫開裂同樣會造成泄露。2）支持瓷套與法蘭聯(lián)接處。由于這部分壓強較大，若密封不嚴密極易泄露，如瓷套結合面加工粗糙，結合面不嚴密，密封圈不平正、粘接不牢等。3）滅弧室頂蓋，提升桿密封處。滅弧室頂蓋因鑄造有砂眼、提升桿動密封處因頻繁動作，導致動密封墊磨損或失去彈性。4）管路接頭、密度繼電器接口、壓力表接頭、三聯(lián)箱蓋板等處。這些部位是接頭、接口、密封和焊縫多的部位，是密封的難點和薄弱點，泄露的可能性較大。對SF6氣體而言，不論哪個部位的密封面都必須保持十分清潔，否則，在密封面處即使卡入微小的異物，都可使其泄露速率達到10-3MPa·mL/s數(shù)量級。這是設備所不允許的。因此，裝配前必須用白布或優(yōu)質衛(wèi)生紙粘酒精仔細清擦密封面和密封圈，仔細檢查，確認無缺陷后才能裝配。同時，還應擦凈法蘭、螺栓孔及連接螺栓上的灰塵，以免帶入密封面，尤其是在裝配直立密封環(huán)節(jié)時，更要認真做到這一點。SF6氣體的泄露造成的直接影響是需要及時補氣，否則就不能保證斷路器的正常工作，一旦發(fā)生事故，該臺斷路器因不能正常工作，會給電網(wǎng)和用戶帶來很大的損失；另一方面，大氣中的水分亦會通過泄露點滲入斷路器內部，影響斷路器的電氣絕緣性能和導致零部件的銹蝕，造成不良后果。再者，SF6氣體泄露到大氣中去，它在大氣中有很長的殘存期，會吸收紅外輻射而產生溫室效應，對環(huán)境造成污染和破壞生態(tài)平衡；另外，SF6中如含有水分，在火花和電暈的作用下，SF6會分解出SO2F2、SO2等，亦可能會分解產生微量劇毒的物質S2F10，對人體器官造成危害，嚴重的甚至會危及人的生命。所以，對SF6泄露問題一定要高度重視，不論是制造、裝配還是運行單位，都要嚴格檢查泄露，嚴防水分的浸入，絕不能等閑視之。（3）氣動機構的泄漏

氣動機構泄漏有以下一些主要部位。1）連接管路、活塞和閥的密封部分、傳動機構的密封部分。連接管路中緊固部位的松動，活塞與動桿的密封圈或密封墊、閥體的密封墊等部位，會因操動機構的運動而發(fā)生松動、磨損而變位，也有密封圈未能放入槽內等引起泄漏。氣動機構中由于活塞，各種閥和密封面比較多，所以由這些部件造成漏氣的比例也比較高。2）儲氣罐。儲氣罐是氣動機構中壓縮空氣儲藏和分配的罐體，它與各部分機構連結的管道和閥門比較多，如有安全閥、排水閥、檢查閥，有連結到壓縮機的管道，有連結到各相儲氣罐的管道及連接到氣動機構的管道等，這些連結部位的密封是個薄弱點。氣動機構的漏氣點不易查找，特別是慢跑氣，由于不留痕跡而查找很困難，所以要特別注重安裝、施工的工藝標準和質量要求。2、SF6斷路器的微水超標（1）微水超標的危害

常態(tài)下，SF6氣體無色無味，有良好的絕緣性能和滅弧性能，但是，一旦大氣中的水份浸入或固體介質表面受潮，則電氣強度會顯著下降。斷路器內部用材料多為環(huán)氧樹脂，它的工頻閃絡電壓隨表面濕度的增加而下降。在一般環(huán)境溫度（—2℃—40℃）下，當相對濕度為50%時，閃絡電壓將下降5%——17%；當相對濕度約為30%時，閃絡電壓開始下降。此外，高壓斷路器觸頭在含有水份的SF6中發(fā)生電弧放電時，產生有潛在危險的化學物質，危及人的生命安全，這也是人所共知的。應當看到，要完全清除SF6斷路器內SF6氣體中的水份是不可能的，但是，應當設法盡量減少SF6氣體中的水份。（2）微水超標原因

1）SF6出廠時水分不合格。為了保證SF6氣體新氣的純度和質量，許多國家都制訂了SF6氣體新氣的質量標準，如表7-5所示。下表列舉了IEC和我國的SF6氣體新氣的質量標準。我國的SF6氣體新氣的質量標準還規(guī)定SF6氣體生產廠家應向用戶提供生物試驗無毒說明書。表8-5SF6氣體新氣的質量標準對于超過上述標準的不合格氣體，應拒絕使用。2）充入SF6氣體時帶進水份。充SF6氣體時，有可能工藝不當，如充氣時氣瓶未倒立，管路、接口未干燥，裝配時暴露在空氣中的時間過長等導致水分帶進。特別是在回收SF6氣體時，由于干燥，凈化不徹底，帶進水分的可能性很大。3）絕緣件帶入的水分。主要是氣體絕緣設備中使用的有機絕緣材料內部所含的水分，一般估計為0.1%—0.5%（重量比）。在長期運行過程中，這部分水分會慢慢地釋放出來。4）吸附劑帶入的水分。如果吸附擠活化處理時間短，安裝時暴露在空氣中的時間太長，吸附劑可能帶入數(shù)量可觀的水分。5）透過密封件滲入的水分。運行經(jīng)驗表明，在數(shù)年中氣體含水量持續(xù)上升無疑是外部水蒸汽向設備內部滲漏的結果。水分子呈V形結構，其等效分子直徑僅為SF6分子的0.7倍，因此水滲透力極強，而且大氣中水蒸汽分壓力通常為設備中水分分壓力的幾十倍，甚至幾百倍，在這一壓差作用下，大氣中的水分會逐漸透過密封件進入氣體絕緣設備。透過密封件滲入的水分可按下式計算：Q=D（lh/b）tΔP式中Q—滲入的水分，g；D—水分滲透率，g/(cm·Pa·s)；l—密封墊長度，cm；h—密封墊厚度，cm；b—密封墊