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操作性能与动作时间优化策略

【摘要】:操作是指动触头从一个位置转换至另一个位置的动作过程,操动机构在高压断路器中占有重要地位。它不但要保证断路器长期的动作可靠性,而且要满足灭弧特性对操动机构的要求。断路器开断大电流和开断小电流时对操动机构的要求是不同的。对于断路器的操动机构,则要求能够很好地实现各种情况下的分合要求。操动机构的操作特点是由其动作时间来说明的。

操作是指动触头从一个位置转换至另一个位置的动作过程,操动机构在高压断路器中占有重要地位。它不但要保证断路器长期的动作可靠性,而且要满足灭弧特性对操动机构的要求。断路器的分合所需时间或速度必须满足其开断和关合的要求,以便通过快速切除故障不使故障扩大,以保持系统的稳定。再者也可减轻故障点的设备、线路、绝缘等的损伤,为此要求断路器具有良好的操作性能以满足上述要求。

断路器开断大电流和开断小电流时对操动机构的要求是不同的。开断大电流时需要较大的分断速度,因而也需要较强的操作力,但对于小电流分合电磁反弹力较小,为了在此情况下不致由于过大的操作力而产生冲击,故要采用油、空气或弹簧等缓冲装置。可是对于运动部件重量较大时,操作力大而冲击力小的要求不容易实现。对于断路器的操动机构,则要求能够很好地实现各种情况下的分合要求。

操动机构的操作特点是由其动作时间来说明的。断路器的动作时间有开断时间与闭合时间之分。

下面给出断路器的时间参量术语:

1.分闸时间

分闸时间是指处于合闸位置的断路器,从分闸操作起始瞬间(即接到分闸指令瞬间)起到所有极的触头分离瞬间的时间间隔。

断路器的分闸时间根据下述的脱扣方法分别定义:

1)对于用任何形式辅助动力脱扣的断路器,分闸时间是指处于合闸位置的断路器从分闸脱扣器带电瞬间起到所有各极的弧触头均分离瞬间为止的时间间隔。

2)对于自脱扣断路器,分闸时间是指处于合闸位置的断路器从主电路电流达到过电流脱扣器的动作值时刻到所有各极弧触头分离时刻的时间间隔。

分闸时间可以随开断电流的变化而变化,但是准确地测量开断短路电流时的起弧时间并不容易,因此分闸时间一般为空载状态下测得的数值。

2.燃弧时间

燃弧时间是指从首先分离极主回路触头刚脱离金属接触起,到各极中的电弧最终熄灭为止的时间间隔。

3.开断时间

开断时间是指从断路器接到分闸指令起到各极中的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔,一般等于分闸时间与燃弧时间之和。

4.合闸时间

合闸时间是指处于分位置的断路器,从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔,即直到主弧触头都接触瞬间的时间。

5.关合时间

关合时间是指处于分位置的断路器,从合闸回路通电起到任意一极中首先通过电流瞬间为止的时间间隔。

6.合分闸时间(即金属短接时间)

合分闸时间是指在合操作中,从首合极中各触头都接触瞬间起到随后的分操作时在所有极中弧触头都分离瞬间为止的时间间隔。

7.关合开断时间

关合开断时间是指关闸操作时第一极触头出现电流时刻到随后的分闸操作时燃弧时间终了时刻的时间间隔。

8.分闸时延

分闸时延是指断路器主回路开始通过故障电流到断路器接到分闸指令的时间间隔。

9.合闸不同期性

合闸不同期性是指合时各极间或同一极各断口间的触头接触瞬间的最大时间差异。

10.分闸不同期性

分闸不同期性是指分时各极间或同一极各断口间的触头分离瞬间的最大时间差异。

11.断路器的燃弧时差

断路器的燃弧时差是指断路器能有效熄弧的最长燃弧时间和最短燃弧时间之差。

12.预击穿时间

预击穿时间是指合闸操作期间,第一极出现电流时刻,对于三相条件,到所有极触头接触时刻的时间间隔;对于单相条件,到起弧极的触头接触时刻的时间间隔。断路器的开断时间和关合时间分别如图2-6和图2-7所示。

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图2-6 断路器的开断时间

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图2-7 断路器的关合时间