高壓開關機械特性試驗的數據分析及應用

高壓開（kāi）關機械特性試驗

開關機械特性（xìng）試驗是高壓開關的動作特性重（chóng）要試驗，其實驗數據包括（kuò）高（gāo）壓（yā）開關的分（fèn）/合閘時間、分合閘速度、剛合（hé）速度（dù）、剛分速度、三相不（bú）同期時間、三相動作順序、三相彈跳時間（真空開關），斷口的開距，動觸頭行程及超行程等。高壓開關機械特性試驗的數據分析及應用
一、開關觸頭行程（chéng）與開距（jù）及超（chāo）行程（chéng）之間的關（guān）係及如何調整觸頭行程（chéng）A=斷口開距L+超行程S；其中觸頭行程（chéng）A與開（kāi）關機構的輸出和拐臂有關，其中機構的輸出是（shì）定死（sǐ）的，不能（néng）調整，通過調（diào）整拐臂連杆可以調整（zhěng）開（kāi）關三相的觸頭行程。斷口開距L是指開關在分閘狀（zhuàng）態下動觸頭與靜觸頭（tóu）之間的距離，通過調整輸出拐臂的長短來調整，它反應的是開關的開斷能力，可以通過高壓耐壓試驗（yàn）來進行檢驗；而超行程S是動靜（jìng）觸頭的接觸距離（如果是真空開關的時就是動靜觸頭接觸後的接觸壓力彈簧（huáng）的壓縮（suō）量），通過調整開關（guān）本體（tǐ）的拐臂連杆及各項斷口處的（de）拐臂（bì）螺杆來調整（zhěng），它反應的是開關合閘後動靜（jìng）觸頭的接觸好壞，可以通過做接（jiē）觸電阻測（cè）試來進行檢驗。高壓開關機械特性試驗的數據分析及應用
而我們在做各項試驗前首先要做的就是進開（kāi）距和超行程的測量以保證開距和超行程滿足技術要求的前提條件下進行，如果不滿（mǎn）足就要進行調整。
二、如（rú）果合閘功和分（fèn）閘功確定（dìng）（即分合閘彈簧長（zhǎng）度一定）的情（qíng）況下：
1、分、合閘時間與開距行程之（zhī）間（jiān）的關係
從（cóng）分閘時間（jiān）即動靜觸頭從接觸（chù）到分開是的時（shí）間，其反應（yīng）的就是（shì）超行程量（接觸行程）即動靜觸頭接觸的量，如果分閘時間長，開關的超行程（動靜觸頭接觸（chù）量或接觸壓力彈簧的壓縮量）就越大，反之則越小。合閘時間是動（dòng）靜觸頭從分閘時的狀態到（dào）剛接觸上的時間，其反應的是開（kāi）關的開距，如果合閘時間越長，說明分閘狀態時開關動靜觸頭之間的距離距就（jiù）越（yuè）大，反之則越小。高壓開關機械特性試驗的（de）數據分析及應用
從上麵的關係中我們（men）可以得知分（fèn）閘時間和合閘時間是兩個反向的量：合閘時間長即L大開關的（de）開斷能（néng）力（lì）強（qiáng）、分閘時間就短即（jí）S就小開關合上好接觸不佳（jiā），接觸電阻就大（dà）；合（hé）閘時間短即L就小開關的開斷能力差、分閘時間就（jiù）長即（jí）S就大，開關合上（shàng）後動靜觸頭接觸良好，接觸電阻就小。如果反應到開關的每一（yī）相上就是A、B、C三相的分合閘時間的長（zhǎng）短即三相的分合閘次序，即合閘時間短的相先合閘，其開距小、超行程（接觸行程）大，分閘時間就長，後分開；合閘時間長的相其開距大、超行程（chéng）（接觸行程（chéng））小，分閘時間就短先分開。這個（gè）原（yuán）則也是我們（men）調整開關不同期的一個法寶，原則上三相不同期（qī）越小（xiǎo）越好即不同期為零時同時分合閘是理想狀態，但是實際上很難達到，有時候（hòu）甚至超出標（biāo）準範圍很多，這就要求我們進行現場調整。
小結：根據上述法寶，分合閘不（bú）同期偏大，以時間的中間值相（xiàng）為基準調整Z大、Z小（xiǎo）相來降低不同期，當合閘不同期偏大時，調整（zhěng）合閘時間Z大相或（huò）時間Z小相（哪（nǎ）一相偏（piān）離中間值（zhí）大就調整哪一相或兩相同時調整）來使其開距減小或（huò）增大，從而縮短或增加時間使其三（sān）相不同期在標準值範圍內；（分閘正好和合（hé）閘（zhá）相反）。有（yǒu）時候出現悖逆情況即合閘時間大（或小）的相分閘時間也大（或），這就說明機構有卡澀現象（xiàng），適當的潤滑一（yī）下機構傳動部分就可以了。
2、分合閘速度
高壓開關的分合閘速度至關重要（yào），當其分、合閘（zhá）功（分合閘彈簧（huáng））做好的情況下，它（tā）的大小由開具和行程與時間決定，而其重點是剛合、剛分速度，其直（zhí）接反映了開關的閉（bì）合和開斷能力，如果（guǒ）開關的分合閘時間一定，開距和（hé）行程一定其速度可以用下列（liè）公式即：
V=x/t=Δx/Δt=dx/dt
其中V 是速（sù）度（dù），x是行程 ， t是時間（jiān）
分、合閘（zhá）平（píng）均速度v就是接觸行程（開距）與分、合（hé）閘時間之比，剛分、合（hé）速度V（t）就是動、靜觸頭剛分開（合上）時的行程Δx與其所（suǒ）用的時（shí）間Δt之（zhī）比。高壓開關機械特性試驗的數據分析及應用（yòng）
小結：由上可見開關動作（zuò）速度是（shì）反應在時間（t）上的，因為各個距離量（x）是定的，因（yīn）此隻要合、分閘（zhá）時間（t）合（hé）格平均速（sù）度就一定合格，剛（gāng）合、剛分速度是大於平均合、分閘速度的，因（yīn）此合、分閘速（sù）度（dù）滿足要求（qiú）其剛合（hé）、分速度也能滿足要（yào）求。加速度不能直接測量到，是個間接量，它通過測量Δx與Δt，通過其比值來獲得，由於受現場試驗（yàn）條件及各（gè）種開關的動觸頭形式不一所（suǒ）限製，開關動作的剛合、分速度的測量比較困難的，一般情況下（xià）隻測量開距行程（滿（mǎn）足技（jì）術要求（qiú））和分合閘時間，隻（zhī）要幾（jǐ）個量都滿足要求即可（kě），現場進行剛分合速度測試（特殊情況例外）。
三、當行程及開距、超（chāo）行程一定時
前麵分析了（le）開關特（tè）性試驗中各個距離量與時間之間的（de）關（guān）係，我們分析的前提條件是開關的分、合閘功是一定的，下麵我們將反過來分析：開關動觸頭總行程一定的（de）情況下，彈簧機構開關分合閘時間與（yǔ）分合閘功（gōng）之間的關係。也（yě）就是說開關（guān）的各個距離量（liàng）在標準值範（fàn）圍內，開（kāi）關的分合閘時間隻能通過調整合閘功來實（shí）現，這對我們（men）處理一些故障有很大的幫助。
1、 分、合閘時間與速度
原則上（shàng）分閘時（shí）間越短，分閘速度越快就越好，由於分閘速度直接影響電流過零後觸頭間介質強度恢複的速度，如果電弧熄滅後，觸頭間介質強度恢複速（sù）度小於恢複電（diàn）壓，將造成電弧重燃，為了（le）防止電弧重燃，以及縮短燃弧時間，必須滿足分閘速度。分（fèn）閘速（sù）度的大小主要取（qǔ）決分閘彈簧的彈力，當彈力係數一定的情況下也就是（shì）彈簧的長短。但實際並非如此，分閘時間（jiān）越短、分閘速度越大，引起（qǐ）的分閘彈振越曆害，過衝也就越曆害，這樣對開關管波紋管的振動、壓（yā）縮也就越（yuè）嚴重（chóng），容易造成波紋管提早損壞而漏氣，對（duì）速機（jī）的振動也越（yuè）大，容（róng）易造成零部件的損壞，同時，不能滿足合閘時間與速度的要求。因此能夠在規定的時間內分（fèn）閘就（jiù）行了，一般小於60毫秒。 
開關（guān）的合（hé）閘時間及合閘速度要求較分閘相對低些。隻要具備一定的合閘時間和速度，盡量減小觸頭在合（hé）閘過程中由於予（yǔ）擊穿造成（chéng）的電磨損（sǔn），以及避免發生觸頭熔焊（hàn），因此，沒必（bì）要（yào）要求過高（gāo）的合閘速度（dù），因（yīn）為合（hé）閘時間太短，合閘速度（dù）太快不僅增加操作機構（gòu）的合閘功，同時使開關管受到的合閘衝擊增大，大（dà）大降低其使用壽命（mìng），因（yīn）此隻要在滿足要求的情況下實現（xiàn）順利合閘就（jiù）行一（yī）般要求小於100毫秒。高壓（yā）開關機械特性試驗的數據分（fèn）析及應用
2、分合閘（zhá）功的關係
合閘功的要求提（tí）供足夠的功來實（shí）現開關的合閘，其大小（xiǎo）應不小於分閘（zhá）功和合閘緩衝能（néng）量（如果是真空開關（guān）的（de）話還有超行程彈力；如果是插（chā）入式接頭的話還（hái）有接觸阻力）之和。而分閘功的要求提供足夠的能量保（bǎo）證開關在規定的時間內以一定的（de）速度可靠（kào）分閘。從上麵可知分閘功的大小決（jué）定合閘功（儲（chǔ）能彈（dàn）簧的能量）的（de）大小，而分閘功由分（fèn）閘彈簧的能量確定。而分、合閘能量彈簧是出（chū）廠安裝好的，在我們的實際工作中隻能通過調整（zhěng）儲能彈簧的長短來調整（zhěng）合閘功的（de）大小，從而調（diào）整合閘時間與合（hé）閘能量。調整分閘彈簧（huáng）的長短來（lái）同時改變分（fèn）閘時（shí）間（速度）和合閘時間（速度）。同時通過調（diào）整儲能彈簧及分閘彈簧（huáng）的長短來保證順利合閘。實際案（àn）例分析：
（一）110千（qiān）伏錦界變錦大開（kāi）關，戶外110千（qiān）伏六氟化硫開關合閘後，合閘彈簧能量不能完全釋放，必須經儲能電機在儲能的過程中將合閘凸輪頂到合閘位置，這時（shí）彈簧能量徹底釋放，開關二次合閘（zhá）到位，後經調緊（jǐn）合閘彈簧（huáng）和適當的放（fàng）鬆分閘簧後開關合閘正常。
（二）某110千伏煤礦變電站，戶內組合電器開關，開關合閘後無位置指示紅、綠（lǜ）燈及開關（guān）儲能指示燈都不亮，儲能電機空轉了一會過熱保護啟動（dòng）使儲能電機斷（duàn）電。經查開關分（fèn）合閘指示牌無（wú）指示，手動（dòng）不（bú）能跳閘，開關拒動。給儲能電源（yuán）後，儲能電機一直空轉（zhuǎn），不會儲能。經檢查儲能機構棘輪夠不到傳動輪的輪齒上，整（zhěng）個傳動輪隻有一（yī）半齒輪。經分析屬（shǔ）於開關合閘功不（bú）夠，開關不能一次（cì）性（xìng）合（hé）到位，合閘（zhá）簧（huáng）不能完全（quán）釋放，而且由於傳動輪隻有一（yī）半有齒使得合不到位時儲能機（jī）構棘輪夠不到輪齒，不能使開關通過儲能機構來實現完全合閘，從而導致開關合到（dào）一半後（hòu），拒動（合不上，跳不開（kāi）），儲能（néng）電機（jī）空轉。後通過擰緊合閘彈簧長度控製螺絲（sī），和給分閘簧加裝墊（diàn）片後，開關動作正常。
（三）10千伏柱上開關在合閘後幾秒鍾內又聽到“噔”的一（yī）聲，其原因就是合閘後合閘功不夠、儲（chǔ）能彈簧在合閘後不能完全釋放，不能一次將開（kāi）關（guān）合到位，通（tōng）過儲能電（diàn）機在儲能過（guò）程中將合閘（zhá）凸輪頂到合閘位（wèi）置，才又聽（tīng）到儲能彈簧完全（quán）釋放的聲音，然後才是開關（guān）的正常儲能（néng）。 
上述三個案例就是典型的開關合閘功不夠導致開關不能一次性合閘，隻能通（tōng）過儲能電機電機（jī）儲能來實現二次完全合閘。我（wǒ）們（men）隻（zhī）要通過拉長（zhǎng）合閘（zhá）簧或更（gèng）換新的合閘簧後就能實現一次（cì）性完（wán）全合閘。上述故障情（qíng）況輕則引起（qǐ）合閘線圈燒毀、如果是儲能齒盤是半齒盤（儲能齒盤隻有一部分（fèn）有齒）可能導致儲能電機的燒損，重則如果帶大負荷合閘因為合不到位（wèi），接（jiē）觸電（diàn）阻大，觸頭瞬（shùn）間發熱嚴重引起觸頭燒損或氣體受熱膨脹引起（qǐ）開關爆炸，如果在合閘過（guò）程中遇到故障（合在故障點上）會導致開關拒動導致越級跳閘擴大事故範圍等嚴（yán）重後果。
小結：我們在安裝（zhuāng）調試做機械特性試驗時，隻要分合閘（zhá）時間都在規定範（fàn）圍內就對機構不做調整，對分合閘時間之間的關係不做（zuò）對比。雖然新安裝（zhuāng）調試的時候，開關（guān）分合（hé）閘動作靈（líng）活，但經過一段時間的運行就出現上述現象。因此在做機械特性試驗時我們要重視分合閘時間數據的分析滿足要（yào）求的情況下分閘時間不能太短，而（ér）合閘（zhá）時間不能太長，根據本人多年了的總結分析（xī）得出合閘時間大概（gài）是1.5~2倍的（de）分（fèn）閘時間，這個比例關係比較合理可靠，如果超出這個範圍就應該對分合閘簧的長（zhǎng）度適當的調整。因為分閘時間太短、合閘時間太長說明分閘彈簧彈力大（dà），有（yǒu）效合閘功就小，合閘時間（jiān）就要長一些，在設備（bèi）運行後，分、合閘簧一直在拉伸狀態，再加上（shàng）一些開關儲能簧在選材（cái）上的因素，使得彈簧過早疲勞，致使彈簧彈力不夠（gòu），合閘功不足，出現合閘功不足的情況，導致開關不能一次性可靠合閘（zhá）到位，從而導致（zhì）零部件損（sǔn）壞或機構（gòu）拒動或設備爆炸等事故（gù）。