图8-3为额定电流为16A的微型断路器，当短路电流通过瞬动电磁铁线圈时，铁心向左移动，顶动脱扣杆，使机构脱扣。图8-3 微型断路器现对上述微型断路器描述其仿真过程。为了验证计算准确性，在预期电流Ip=10.2kA，U=232V，cosφ=0°，βv=4.5257×10-7条件下进行了开断试验，试验结果与计算机仿真进行了对比，如图8-7所示。......
2025-09-29
不同条件下的开断与关合性能优化
【摘要】：我国标准规定额定电压72.5 kV以上、额定开断电流12.5 kA以上，直接与架空线连接的断路器也必须进行开断近区故障能力的短路试验。进行这些试验的目的是确定断路器在近区故障条件下，瞬态恢复电压由电源侧和线路侧组合时断路器开断短路电流的能力。这种在开断动作过程中引起的短路故障，称为发展性故障。
1.小电流开断与关合性能
小电流开断与关合性能包括额定容性开和电流和小电感开断电流。当断路器开断与关合容性和感性小电流时的工作状态有：单个电容器组（以及多组并联）、空载架空线路、空载电缆、电动机、空载变压器、电抗器等。在开断感性和容性小电流时，由于开断性能好，因而在开断的后期会产生过电压。对于高压，特别是超高压或特高压系统，其设备、线路和绝缘设计均取决于操作过电压，因此在开断小电流时要求断路器应能在不产生危害的电压条件下进行开断。从断路器结构上要采取措施以降低开断感性和容性小电流时的过电压。
另外，断路器在闭合电容器组与空载长线时可能出现过电压，这种过电压称为合闸过电压。对于特高压系统，合闸过电压是一种影响并能决定系统绝缘水平的严重过电压。过电压的倍数主要与电力系统的参数、操作方式等有关。
2.近区短路故障开断性能
近区短路故障是指在离开断路器几千米之内的线路上发生的短路故障。当出现开断近区短路故障（SFL）时，其主要困难在于瞬态恢复电压起始部分的上升速度很高，难以将电弧熄灭。近区故障已作为最苛刻的开断条件受到重视。IEC规定对于额定电压不低于52 kV，且额定开断电流大于12.5 kA直接与架空线相连的断路器都应该进行近区故障试验。可以看出，关于SFL开断性能，IEC规定作为额定性能并通过鉴定试验进行验证。我国标准规定额定电压72.5 kV以上、额定开断电流12.5 kA以上，直接与架空线连接的断路器也必须进行开断近区故障能力的短路试验。进行这些试验的目的是确定断路器在近区故障条件下，瞬态恢复电压由电源侧和线路侧组合时断路器开断短路电流的能力。
3.失步关合和开断性能
当几个电网联网供电并联运行时，要求它们的电压同步。当电力系统发生短路故障或其他各负荷突变等时，网络电压之间失去同步，故而发生失步故障。通过断路器连接的两系统发生失步，对断路器提出了在失步条件下具有良好开断能力的这一重要要求，使并联运行的电网解裂，避免整个系统的崩溃。
由于电力系统容量增大，对于各电力系统联网用的联络断路器而言，失步条件下开断成为较重要的任务。我国标准规定，对于要求具有额定失步开断电流的断路器都要进行失步故障关合和开断能力的试验。(https://www.chuimin.cn)
4.单相和异相接地故障开断性能
在中性点接地系统中发生单相接地故障，称为单相接地故障。在中性点不直接接地系统中，可能出现异地两相接地故障，简称为异相接地故障。要求断路器在满足相应参数时能够开断，解决单相和异相接地故障。
当发生异相接地故障时，工频恢复电压与线间电压相等，即为相电压的1.73倍。国家标准对126 kV以下中性点不接地系统及126 kV及以上中性点接地系统断路器的单相和异相接地故障开断试验提出了试验要求，给出了试验条件和试验方法。
5.发展性故障开断性能
在126 kV及以上电压等级的电力系统中，当断路器开断感性小电流或容性小电流时，由于发生重击穿而产生过电压，这个过电压可使系统的绝缘破坏而发生短路故障，此时断路器在开断小电流的过程中突然通过大电流。这种在开断动作过程中引起的短路故障，称为发展性故障。
发展性故障的特点是断路器先开断小电流，断路器的触头已处于分离状态，其间已存在小电流电弧，当触头分开一段距离以后又要求开断很大的短路电流，因此燃弧时间比开断一般短路电流时长，灭弧室中积聚的电弧能量很大，可使断路器灭弧室中压力很高，以致发生破坏。因此，要采取措施限制出现发展性故障：一是降低开断感性和容性小电流时的过电压；二是改进断路器结构，提高开断小电流性能，使之不会出现发展性故障。
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2025-09-29
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