断路器短路接通和分断能力型式试验优化版

1.断路器短路接通和分断能力型式试验的试验线路及试验参数的调整

断路器短路接通和分断能力型式试验的试验线路如图3-68所示。

图3-68中，G是电源；PV是电压测量装置；R是可调电阻；L是可调电抗器；R_s是分流电阻器；SV₁～SV₆是电压传感器；Q是接通电器；QF是被测断路器；W是整定用临时连接线；SA₁～SA₃是电流传感器；FU是熔断器；R_L是限制故障电流的电阻器。

调整电路时用阻抗可以忽略不计的临时连接线W来代替被试断路器QF，连接线要尽量靠近QF的一次接线端子。调整可调电阻R和可调电抗L，使得从试验整定波形图上能确定某相的电流为预期接通电流。

在这里有一个关键因素，就是试验电路的功率因数。只有准确地测定了功率因数后才能根据GB 14048.1或者GB 7251.1换算出峰值系数n，然后进一步确定出峰值电流。冲击系数n的确定方法可参见本书第1章1.4.1节中的表1-11。

2.试验程序

当试验电路调整好后，就用被测断路器取代连接电缆W，接着就可以进行短路接通和分断能力试验了。断路器的型式试验是按程序进行的，程序如下：

对于额定运行短路分断能力的型式试验，试验过程是：额定运行短路分断能力、操作性能、验证介电耐受能力、验证温升、验证过载脱扣器；

图3-68 断路器的短路接通能力和短路分断能力的型式试验线路

对于额定极限段分断能力的型式试验，试验过程是：验证过载脱扣器、验证极限短路分断能力、验证介电耐受能力、验证过载脱扣器。

我们先看额定运行短路分断能力I_cs的试验。这个试验适用于使用类别为A或B的断路器。

I_cs试验程序是：额定运行短路分断能力试验、操作性能验证试验、验证介电耐受能力试验、验证温升试验、验证过载脱扣器试验。

I_cs试验的操作程序为：O—t—CO—t—CO。这里的O表示打开操作，t表示适当的延时，CO表示闭合后经过一段适当的时间间隔后立即打开。

对于额定运行短路分断能力的试验I_cs来说，t的时间长度为3min。如果断路器的前方还配备了熔断器，则应该在每次动作后更换熔芯，t会适当延长。

我们再看断路器的额定极限短路分断能力I_cu的试验。这个试验同样适用于使用类别为A和B的断路器。注意：对于B类断路器，其额定极限短路分断能力I_cw要比额定短时耐受电流I_cw要高。

断路器的额定极限短路分断能力的型式试验所进行的项目是：验证过载脱扣器、验证极限短路分断能力、验证介电耐受能力、验证过载脱扣器。

额定极限短路分断能力的试验操作程序为：O—t—CO。

3.试验波形分析(www.xing528.com)

试验波形分析如图3-69所示。

图3-69中A₁为预期接通电流峰值，A₂/22为预期对称分断电流有效值；B₁/22为外部所施加的电压的有效值，而B₂/22为分断后电源电压的有效值，即工频恢复电压。工频恢复电压应当在断路器所有的极电弧消失后的第一个完整周波中观察到。

图3-69中的A₂/22其实就是预期短路电流的交流分量的有效值，而预期接通电流峰值就是图中的A₁。在三相电路中，A₁应当取三相中A₁的最大值。

在图3-69最上边的一张图中，第一个周波明显比后边的周波高一截，这两个波形的差值：

式中 A₁——预期接通电流峰值；

A₂——预期短路电流交流分量；

I_g——预期短路电流直流分量。

式（3-25）中的差值就是直流分量I_g。直流分量I_g叠加在交流分量A₂上形成的最高值就是冲击短路电流峰值A₁。

直流分量I_g是会衰减的，从波形图看出此直流分量衰减得很快。这说明试验站的变压器其负载几乎为零，只是为试验供电而已。为什么呢？因为直流分量衰减的时间常数等于L/R，这里的L是变压器和导线的电抗，R是变压器和导线的电阻，时间常数短恰好说明了其供电的单一性。

图3-69 断路器短路接通和分断能力试验波形图

从图3-69波形图中可以识别出断路器的短路接通能力I_cm、断路器的极限短路分断能力I_cu、断路器的运行短路分断能力I_cs和断路器的分断能力I_cn这四个参量。

例如我们要测I_cm，于是按照断路器的参数取短路电流值，记录下此时的波形，波形就能反映出具体的I_cm参数。所以，对于每次的O和C，我们都要仔细去看它的波形，由此分析出断路器的具体参数和性能。

试验中的两个CO与一个CO的区别很大，前者相当于对断路器进行两次考验，而后者只有一次；其次，前者试验时所用的模拟短路电流较小，后者较大，故I_cs用于表达断路器执行短路分断后能够重复使用的技术参数，而后者则用于只能执行一次性分断操作的技术参数。

4.试验结果的判定

断路器短路接通和分断能力试验的过程中和结束后，断路器应当符合生产厂商的技术说明。在试验中不允许出现伤害操作者的电弧，也不允许出现持续燃弧，断路器各极之间也不允许和框架之间有飞弧或闪络。

短路试验结束后，断路器的状况应当符合每一道试验及验证程序所规定的各种外在状态及技术状态，而且要每一道试验结果均合格，才能判此断路器合格。