AC විශාල ධාරාවේ අඩ්වත් වෙන්ස් ස්විච් නියමිත IEC 62271-102 පෙත්තට අනුවගේ ප්රතිදීම
高压空气断路器和接地开关：功能、类型及常规测试
高压空气断路器的功能
高压空气断路器在高压电力系统中发挥着关键作用，通过提供不同部分之间的电气和可见隔离。这种隔离对于日常操作以及维护或维修活动都是必不可少的。主要的两种隔离形式是：
正常操作隔离：在正常操作期间，某些电力系统的组件（如并联电抗器）可能仅在轻负载期间需要。这些组件可以使用断路器切换出来，并在不需要时（例如，在高峰负载期间）使用断路器进行隔离。这允许对电力系统的资源进行高效管理。
维护和修理隔离：当输电线路、变压器、断路器或其他站内设备需要维护或修理时，必须将这些组件与系统的其余部分隔离开来以确保安全。空气断路器提供了电路中的可见断点，使工作人员能够确认他们正在工作的系统部分已经断电并且可以安全访问。
高压空气断路器和接地开关的类型
高压空气断路器和接地开关有多种类型和安装方式。最常用的四种类型是：
垂直断开型：在这种类型中，移动触点垂直移动以打开或关闭断路器。这种设计适用于空间有限的应用，因为它需要较少的水平间隙。
中心侧断开型：这种类型的移动触点在断路器中心处断开，两侧的触点保持静止。这种设计提供了清晰的开启位置指示，并且常用于开关设备应用。
双侧断开型：这种类型在断路器的两侧都有移动触点。它提供了更可靠的隔离，并且通常用于高压变电站，其中可靠隔离至关重要。
弓形断开型：弓形断开型使用剪刀式的机制来移动触点。这种设计特别适用于需要大距离接触以确保适当隔离的高压应用。
高压断路器和接地开关的常规测试
常规测试是为了确保高压断路器和接地开关符合所需的标准和规范。这些测试旨在揭示材料或构造中的任何故障，而不会影响设备的性能或可靠性。根据IEC 62271-1和IEC 62271-102标准，通常进行以下常规测试项目：
主电路的介电测试：对主电路施加频率为50或60 Hz的短时工频测试。测试电压在相关IEC标准中有规定，并应根据海拔因素进行调整。
该测试的目的是验证断路器的绝缘强度，确保其能够在不发生击穿的情况下承受额定电压。测试电压值在标准表中提供，并且必须考虑海拔因素，以考虑到高海拔地区空气介电强度的降低。
机械操作测试：此测试确保断路器在正常工作条件下能够正确运行。检查开合机构的平滑性以及触点的对齐情况。测试还验证断路器能否在没有故障的情况下处理指定的操作次数。
温升测试：此测试测量断路器在额定电流条件下的温升。目标是确保温升不超过允许的限值，因为过高的温度可能导致设备过热并损坏。
短路耐受测试：此测试评估断路器承受短路故障的热效应和电动力效应的能力。虽然断路器不是设计用来中断短路的，但它们必须能够保持完好并安全地隔离故障部分。
接地开关操作测试：对接地开关进行单独测试，以确保开关能够正确连接到地面。此测试检查接地功能的可靠性，这对于维护和维修操作的安全至关重要。
绝缘电阻测试：此测试测量带电部分与地之间的绝缘电阻，以确保没有泄漏电流。高绝缘电阻表明断路器的绝缘状况良好。
目视检查：进行全面的目视检查，以检查断路器及其组件是否有任何物理损坏、腐蚀或磨损。此检查有助于识别可能影响设备性能或安全的任何问题。
常规测试的重要性
常规测试对于确保高压断路器和接地开关能够正确运行并安全执行其隔离任务至关重要。这些测试通常在制造商的工厂进行，但经协商也可以在现场进行。测试有助于在设备安装或投入使用之前识别任何缺陷或弱点，确保电力系统可靠且安全地运行。
遵循IEC 62271-1和IEC 62271-102标准，制造商和运营商可以保持高压断路器和接地开关的完整性和性能，从而提高整个电力系统的安全性和效率。
如果断路器和接地开关的绝缘仅由实心绝缘子和环境压力下的空气提供，则可以在通过尺寸测量检查导电部件之间的尺寸（相间、开断设备之间以及导电部件与框架之间）后省略工频电压耐受测试。
高压断路器中接地开关和辅助/控制电路的介电测试
接地开关的介电测试
在对接地开关进行介电测试时，测试电压在接地开关处于开启位置时施加。测试在两个特定条件下进行，以确保开关不同部分之间的适当绝缘：
相邻绝缘端子之间（基座接地）：在基座接地的情况下，在相邻绝缘端子之间施加测试电压。这确保了端子之间有足够的绝缘，防止任何意外短路或电气击穿。
所有绝缘端子连接在一起（基座接地）：在这种情况下，所有绝缘端子连接在一起，并在这一组端子和接地基座之间施加测试电压。此测试检查开关的整体绝缘完整性，确保端子和地之间没有泄漏电流。
2. 操作机构中辅助和控制电路的介电测试
检查和符合性验证
材料和装配质量：检查辅助和控制电路中使用的材料性质、装配质量、表面处理以及任何防腐蚀保护涂层。这确保了组件适合其预期用途，并且不会随时间退化。
热绝缘：进行目视检查以验证热绝缘的满意安装。适当的热绝缘对于防止过热并确保设备的使用寿命至关重要。
导体和电缆布线：检查导体、电缆和加热器的布线，确保它们正确安装且不会造成损坏或干扰。还对加热器进行电阻检查，以确保其正常工作。
功能测试
低压电路功能：对所有低压电路（包括继电器、接触器和互锁磁铁）进行功能测试，以验证辅助和控制电路与其他断路器开关部分一起正确运行。还必须检查互锁机制，确保其按预期工作。
防电击保护：进行目视检查以验证主电路有足够的直接接触保护，并且在正常操作期间可能触及的辅助和控制设备部分是安全可访问的。这确保了操作人员免受电击。
辅助和控制电路的介电测试
工频测试：仅对辅助和控制电路进行工频测试。测试电压为1 kV或2 kV，持续时间为1秒，频率为50或60 Hz。此测试确保低压电路的绝缘能够在不发生击穿的情况下承受额定电压。
3. 主电路电阻测量
在例行测试中，测量主电路每个极的直流电压降或电阻，测试条件应尽可能接近型式测试时的条件。具体而言：环境空气温度和测量点应尽可能接近型式测试时的情况。
测得的电阻不应超过1.2 × Ru，其中Ru是在温升测试前测得的电阻。这确保了主电路的电阻保持在可接受范围内，表明触点状态良好且电路能够在不过度发热的情况下承载额定电流。
4. 设计和目视检查
断路器和接地开关必须经过彻底的设计和目视检查，以确保其符合采购规格。这包括：
合规验证：确保所有组件、材料和结构符合采购订单或合同中规定的各项要求。
组件检查：检查任何可见缺陷，如裂纹、腐蚀或不当装配，这些都可能影响设备的性能或安全。
标签和标记：验证所有必要的标签、标记和标识标签是否齐全且清晰，包括电压等级、操作说明和安全警告。
5. 机械操作测试
机械操作测试是为了确保断路器或接地开关在其操作机构的指定电压和供压限制内正确运行。这些测试在主电路无电压或电流流过的情况下进行。验证以下方面：
操作机构性能
操作机构输出轴的角度：测量操作机构输出轴的旋转角度，确保其与设计规格一致。这确保了触点在开合操作过程中移动到正确的位置。
测量操作机构输出扭矩：测量操作机构所需的扭矩，确保其在指定范围内。过大的扭矩可能表示机械问题，而扭矩不足可能导致操作不完全。
操作机构电机电流：记录操作过程中电机的电流，以验证其在可接受范围内。异常电流水平可能表示电机或电源存在问题。
操作时间：测量断路器或接地开关完成一个完整周期（闭合-打开）所需的时间。这确保设备在所需时间内运行，这对系统协调和保护至关重要。
操作循环
进行以下操作循环以测试断路器或接地开关的可靠性和耐久性：
在最低供电电压（85%）下进行10次闭合-打开循环：断路器或接地开关在85%的标称供电电压下操作10次，以确保其在低电压条件下正确运行。
在最高供电电压（110%）下进行10次闭合-打开循环：断路器或接地开关在110%的标称供电电压下操作10次，以验证其在高电压条件下的性能。
在标称供电电压（100%）下进行50次闭合-打开循环：断路器或接地开关在标称供电电压下操作50次，以测试其在正常工作条件下的长期可靠性和耐久性。
在这些操作循环中，记录或评估以下特性：
操作时间：测量每次闭合-打开循环所需的时间，以确保一致性。
最大能耗：记录操作机构在每次循环中的能耗，以验证其在指定范围内。
手动操作（如果适用）：对于具有手动机构的断路器，记录操作设备所需的最大力。这确保手动操作在安全和人体工程学范围内。
辅助触点和位置指示装置
验证辅助触点和位置指示装置（如果有）的满意运行。这些组件向控制系统提供关键反馈，必须可靠运行以确保系统的正常运行。
测试后检查
完成机械操作测试后，断路器或接地开关的任何部件都不应损坏。设备应保持良好的工作状态，没有磨损、变形或故障迹象。
主电路电阻测量
在机械耐久性测试前后测量主电路的电阻。电阻的变化不应超过测试前测量值的20%。这确保了触点在测试过程中没有退化或错位，这可能会影响设备的电气性能。
高压设备的特殊考虑
对于额定电压为52 kV及以上的断路器和接地开关，机械操作例行测试可以在子组件上进行。这使得测试过程更加易于管理，同时确保设备的整体性能符合要求标准。
结论
通过进行这些全面的设计和目视检查以及机械操作测试，制造商和运营商可以确保高压断路器和接地开关可靠、安全，并能够在各种操作条件下执行其预期功能。这些测试有助于在早期识别任何潜在问题，确保设备准备好在高压电力系统中安装和使用。
