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开断能力试验等价性研究

【摘要】:为了进行开断能力试验必须要有大容量的电源。为此,研究以较少的设备和投资去进行所需开断能力试验的方法得到很大的重视。试验断路器开断能力的方法很多,无论采用何种方法,均必须注意试验条件与被试断路器在实际系统中应用的等价性。特别是近年来高压断路器的电压等级和容量发展很快,对试验条件和设备的要求更高,试验方法和等价性更为重要。

为了进行开断能力试验必须要有大容量的电源。为此,研究以较少的设备和投资去进行所需开断能力试验的方法得到很大的重视。试验断路器开断能力的方法很多,无论采用何种方法,均必须注意试验条件与被试断路器在实际系统中应用的等价性。

对于直接加上高电压和大电流的试验,只需要满足提出的试验条件和要求就可基本保证与实际运行条件相等,即保证等价性。而这样做,设备容量非常大,现有设备根本无法满足超高压大容量断路器的试验要求。特别是近年来高压断路器的电压等级和容量发展很快,对试验条件和设备的要求更高,试验方法和等价性更为重要。但不管采用什么试验装置和方法进行试验,如采用其他间接的、模拟的试验方法,都必须满足等价性,否则试验结果毫无意义。所谓等价性,始终是与直接试验作比较的,是以直接试验来代表实际系统的各种条件进行考虑的。等价性试验的目的,是为了克服试验容量的不足。因此,要对等价性试验条件和试验方法有所要求。

试验中符合等价性的主要条件如下:

1)开断电流波形应与实际短路电流的波形一致,以保证燃弧过程和电弧能量与实际基本相同,这一要求主要是在电弧燃烧的第Ⅰ阶段(见图5-7)。在这一阶段内,电弧电流大,电弧正在燃烧,电弧电压基本为定值。只要线路电压能维持电弧燃烧,使电流波形不产生严重的畸变,则在一定的电流值下,电弧功率也是一定的。因此,这一阶段的试验电压可以降低,只要能保证产生相同的波形,又不严重畸变的电弧电流就可以了。

2)电流零点附近的电流、电压波形应与实际情况一致,以保证零点附近的物理过程与实际基本相同,如图5-7所示,在第Ⅱ阶段内,电流瞬时值减少,电弧电压升高达到熄弧峰值UhUh值与试验回路的参数有关,与熄弧条件有关,与熄弧的方法有关,也与电流下降率有关。这段内的物理过程复杂,而且不同灭弧方法与不同灭弧装置的情况都不相同,因此在试验中应尽力保证第Ⅱ阶段的试验条件与实际的应用情况符合。

3)恢复电压的大小、频率和波形应与实际情况基本一致,以保证电压恢复过程和过零后复燃过程与实际相同。如图5-7中所示的第Ⅲ阶段内,电弧电流过零后,触头间出现暂态恢复电压uhf。试验中在这一阶段应保证试验条件产生与实际应用情况符合。

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图5-7 断路器开断过程的几个阶段

为此,一种新的试验方法提出时,对于等价性的论证是特别重要的,并要得到开断情况与实际相一致的验证。