Page 50 - 电力与能源2022年第二期

1 5 0 王军龙, 等: 真空断路器灭弧能力现场检测技术

触头合闸的短路状态时, 断路器两端的电压接近
为零, 在电弧导通阶段, 两端电压为12~100V 的
电弧燃弧电压, 在触头分闸完成阶段, 两端电压为
稳定的电源电压。据此, 我们只需要检测断路器
分合闸时刻端部电压的变化, 就能掌握其电弧分
断能力是否正常。
断路器正常灭弧电压波形如图 3 所示。当触
头断开后, 产生数 10V 的电弧电压, 随着触头拉
开, 电弧逐渐拉长, 弧压升高而熄灭, 最后触头两 图 4 截流过电压波形

端电压变为电源电压, 完成开断过程。
截流过电压波形如图 4 所示。断路器灭弧能
力过强, 电 弧 熄 灭 过 快, 以 至 于 产 生 了 截 流 过

电压。
灭弧能力下降电压波形如图 5 所示。断路器
电弧燃弧时间较长, 且电弧电压波动幅度小, 说明
电弧稳定性强, 该断路器显然灭弧能力有所下降。
重击穿电压波形如图 6 所示。断路器电弧熄
图 5 灭弧能力波形
灭后又再次击穿重新产生电弧, 该断路器灭弧能
力已经严重下降。
无法灭弧电压波形如图 7 所示。断路器完全
无法熄灭电弧, 说明该断路器机械结构或灭弧室
已完全失效。
通过对断路器分闸时断口电 压 加 以 横 向 对
比, 就能非常直观地发现断路器的灭弧能力与机
械特性存在的问题, 现有技术仅仅检测合闸时静
态的接触电阻或断口电压, 显然不能从根本上反 图 6 重击穿波形
映断路器的灭弧能力。

图 7 无法灭弧波形
图 3 正常灭弧电压波形 表 1 所示。
由试验结果可见, 当电源电压较低、 电流较小
3 低能量直流模拟交流故障电流原理
时, 因为电弧本身能量小、 不稳定, 交直流断路器
交直流断路器分断能力对比 测 试 如 图 8 所 分断能力接近; 当电源电压升高后, 交流断路器灭
示。图 8 是一个同参数交流断路器与直流断路器 弧能力远低于直流断路器, 对于同样电流, 灭弧时
直流电流分断能力的测试线路。通过示波器观察 间是直流断路器的几十倍, 对于中高压断路器, 交
断路器分闸后的电弧燃弧时间, 可间接了解交直 直流断路器灭弧能力差异更为显著。对于额定短
流断路器对同电流直流电流的分断能力, 结果如 路开断能力 30kA 的交流断路器, 直流的开断能