理论教育 测量和试验方法:利用分闸线圈测开关分合时间

测量和试验方法:利用分闸线圈测开关分合时间

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:测量方法基本同上,所不同的是利用分闸线圈,QK闭合后分闸线圈接通电源,断路器分闸,秒表停走,并记下分闸时间。开关分、合时间的测试也可用KJTC系列开关机械特性测试仪进行,测量使用方法见第三章相关内容。

测量和试验方法:利用分闸线圈测开关分合时间

1.开关分、合闸时间的测量

低速或中速动作的断路器,一般用电秒表测量,高速动作的常用电磁录波器测量。电磁录波器的使用方法见本部分“3.分、合闸速度的测量及调整”。

(1)合闸时间的测量35kV油断路器通常都用电秒表测量,接线图见图5-12。将交流220V、直流220V(且能提供足够的合闸电流)接通,使电秒表与断路器操动机构得电,准备合闸;闭合QK(必须保证两刀闸同步),电秒表开始转动,同时合闸接触器动作,断路器合闸;断路器接通后,电秒表停走,其所指示的时间就是本次合闸的时间;重复三次试验,其平均值即为断路器的合闸时间。

(2)分闸时间的测量 接线图见图5-13。测量方法基本同上,所不同的是利用分闸线圈,QK闭合后分闸线圈接通电源,断路器分闸,秒表停走,并记下分闸时间。同样应取三次的平均值。

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图5-12 断路器合闸时间测量接线示意图

QK—单极刀开关 t—401型电秒表QF—被试断路器 KM—合闸接触器线圈 QF1—断路器辅助触头

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图5-13 断路器分闸时间测量接线示意图

QK—单极刀开关 QF—断路器 QF1—断路器辅助触头 t—401型电秒表 TQ—断路器分闸线圈

做上述试验时,合闸速度要快,通电时间要短,断路器动作后应立即切断电源再观察电秒表,以防线圈通电时间长而过热烧坏。

测量结果应符合产品要求,见表5-34,变化范围一般不得超出10%。测量时应在额定电压、气压、液压下进行,当测得时间超过规定时,应先检查线圈端子上的电压,必要时可使用稳压电压。

开关分、合时间的测试也可用KJTC系列开关机械特性测试仪进行,测量使用方法见第三章相关内容。

2.分、合闸三相触头同步性及触头行程的测量

通常使用灯泡法,也可用三只电秒表同时分别测量三相触头的动作时间,或用电磁录波器测量,方法见本部分“3.分、合闸速度的测量及调整”。也可用KJTC系列开关特性测仪进行,方法见第三章相关内容。

灯泡法的测量接线见图5-14。测量时应用手动操作,使动、静触头缓慢接触或分离,仔细观察灯泡点亮或熄灭的同步性,同时可检查每一相的两对动、静触头的接触是否同步。另外,在缓慢分、合过程中,从灯开始点亮到合闸终止的这段行程便是触头的插入深度。

油箱落下,在分闸位置上,在油断路器的绝缘提升杆或导电杆上划一水平标记,量出水平标记与某一基准点之间的垂直距离,这时可手动慢慢合闸,见图5-14,待串联在某一相

表5-34 常用油断路器的运动速度、动作时间和导电回路电阻数据(仅供参考)

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(续)

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触头电路中的灯泡点亮时,再次测量标记与基准点的垂直距离,两次测量结果之差就是该相动触头合闸的行程。比较三相动触头合闸行程,就可得到用行程计算的三相合闸动作时间差。根据差值的大小调整绝缘提升杆或导电杆、动触头或静触头,直到三相的灯泡基本同时点亮为止。DW8-35型多油开关的动触头和提升杆示意图见图5-15,合闸时动触头的总行程为200mm±68mm,动触头和静触头接触后的超行程为55mm±5mm。分闸后,动触头与静触头的断开距离为142mm±49mm。

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图5-14 灯泡法测量断路器三相动作的同步性

1—动触头 2—静触头 3—灯泡 4—刀闸 5—油断路器

改变传动拉杆或水平连杆的长度可调整改变静触头和灭弧室在套管导电杆上的位置和方向,以及动触头在绝缘提升杆上的高、低位置。总行程与超行程调整之后,改变绝缘提升杆在钢提升杆上的上、下位置,即可调整各相动触头和静触头的断开距离。当绝缘提升杆到达极限位置后,可通过改变动触头在导电横梁上的位置高低来调整。

3.分、合闸速度的测量及调整

通常用电磁示振器测量,示振器在油箱内的布置示意见图5-16,并把其固定在油箱顶上特制的支架上,使划针对准绝缘提升杆。然后将绘图纸固定在钢纸板上,宽20mm,长800mm,并将钢纸板的上下端固定在绝缘提升杆上,使划针对准纸板的中心并将划针的压力调整好。

用手动操作断路器,当主触头与消弧室触头刚接触时,在纸条上划上记号并用划针对准此点,作为合闸的始点。然后给上示振器电源,用电动操作断路器合闸,合闸后将电源拉掉,在纸条上留下了一条曲线,见图5-17a。电动分闸时,同样记录分闸曲线。分闸速度示振曲线见图5-17b。

根据示振曲线和预先测得的行程,可以求得分、合闸过程中的平均速度和任一点的即时速度。

(1)平均速度V可按下式计算:

V=S/t(5-17)式中S——行程,单位为m;

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图5-15 DW8-35型多油断路器动触头及提升杆

1—连板 2—油缓冲器 3—导电横梁 4—分闸弹簧 5—动触头 6—绝缘导向管 7—钢提升杆 8—绝缘提升杆 9—静触头下端面 10—灭弧室 11—横吹口

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图5-16 电磁振荡法测量断路器触头运动速度的布置方式

1—线圈 2—振动片 3—弹簧套 4—铅笔(划针) 5—振幅调节螺钉 6—刀闸 7—支座 8—纸带 9—绝缘提升杆

t——经历时间,t=n×0.01s,n

为该行程内振动频率数。

(2)即时速度v可按下式计算:

v=L/t(5-18)式中L——两个波峰之间的距离,单位

为cm;

t——两个波峰之间的经历时间,

单位为s。

这里要注意以下几点:

1)测量时油箱应注满油,无油时,三相共箱测得的值要偏大15%~20%,三相分箱时要偏大5%~7%。

2)直流操作电压应为额定值,其电源应有足够的输出电流,不至于因为起动电流大而有较大的压降。

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图 5-17 a)合闸速度示振曲线 1—动触头起始位置 2—触头接触位置 3—合闸终了位置 b)分闸速度示振曲线

1—动触头起始位置 2—动触头离开位置 3—动触头离开灭弧室位置 4—与缓冲器接触位置 5—分闸终了位置

3)测量时的环境温度应在10~35℃下进行,以免油的黏度影响速度。

4)示振器的振动片应使用较厚的中碳钢,并固定牢固。

5)纸带的长度应大于横梁的行程,一般为200~400mm,宽度约为20~40mm,振幅的调整可调到10mm。

6)计算值应与表5-34中的数据进行比较,超差的应进行调整,在额定条件下,允许变化范围为-20%~+10%。

(3)速度测量中存在问题的分析及调整

1)合闸与分闸运动速度同时减慢:通常是运动部件装配不当,轴和孔不配套或者润滑不良。应拆洗运动部件,涂抹合适的润滑脂,重新装配。

2)合闸运动速度减慢或加快:速度减慢可能是分闸弹簧压缩行程偏大和分闸缓冲器压缩行程偏小;速度加快可能是分闸弹簧压缩行程偏小及合闸缓冲器的压缩行程偏小。同时,触头压紧弹簧的压缩行程偏大时,速度减慢,反之加快。可拧动分闸弹簧和触头压紧弹簧的定位螺母,改变弹簧的长度和预压力;变动合闸或分闸缓冲器的顶杆或冲击板的高低位置,改变缓冲的大小和作用时间;或者增减弹簧下面的垫片,改变弹簧的压缩行程。

3)分闸运动速度减慢或加快:速度减慢,可能是分闸弹簧的压缩行程偏小,合闸缓冲器的行程也偏小;当速度加快,可能是分闸弹簧的压缩行程偏大、分闸缓冲器的压缩行程偏小;同时,触头压紧弹簧的压缩行程偏大时,速度加快;反之减慢。调整方法与2)相同。

4)瞬间运动速度减慢或加快:当同时存在影响油断路器运动速度减慢或加快的原因时,便可能出现合闸或分闸过程中某一瞬间运动速度的减慢或加快,而其他阶段的运动速度正常。因此必须同时消除引起速度变化的原因才能解决。一般是先解决合闸原因,再解决分闸原因,最后以实际操作试验为准。

(4)按说明调整止动螺钉与提升杆顶端的间隙及传动箱内制止螺钉与曲柄之间的距离。

测量结果应符合产品技术条件的规定,且应为额定操作电压下进行。

4.电动合闸操作试验

将电动操动机构调整试验合格后,即可进行油断路器电动合闸操作试验。在直流母线的额定电压下进行分、合闸操作各三次,有调压条件时可在115%、90%(装有自动重合闸装置的断路器为80%)额定母线电压下进行操作各两次。断路器应动作正常,复测导电回路的直流电阻,应与前面测量的值相符。

5.电磁操动机构的试验及调整

1)测量分闸电磁铁、合闸电磁铁及合闸接触器的直流电阻,电阻值应符合制造厂规定。如有明显减少,则可能有短路现象;有明显增加,则可能焊接不良或断线。

2)测量线圈的绝缘电阻,一般应用500V绝缘电阻表测量上述各个线圈对地的绝缘电阻,应大于2MΩ。

3)按照图5-18复核操动机构内部接线是否正确,有无松动或脱扣(这里要以厂家提供的接线图为准)。(www.daowen.com)

4)测量合闸接触器或电磁铁及分闸电磁铁的最低动作电压,线圈端子上的电压不应超过表5-35中规定的范围。

试验电路见图5-19。在合闸状态下,调节电位器使YC电压为30%额定电压,断路器应不跳闸;然后升高电压,直至跳闸,此时的电压值即为分闸最低电压。同样在分闸状态下,可以测出合闸的最低电压,且在30%时不能合闸。

测量时应保证断路器动作后能立即切断电源,以免线圈长时得电而烧坏;电源的容量应足够大且能保证电压基本不变;发生异常时,除检查接线外,要注意电磁铁传动部分有否卡涩,双线圈要复核极性是否正确;合闸线圈因动作电流较大,一般不进行电压试验;试验时,不允许在不带断路器动作情况下进行试验。

5)操动机构动作情况的检查应与断路器电动操作合闸试验结合进行,主要检查额定电压下或高于、低于额定电压时,操作回路是否正常,分合是否正常,传动机构是否灵活可靠、动作正常。检查的项目和操作次数见表5-36和表5-37。

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图5-18 CD11-X型电磁操动机构接线示意图

YC—合闸线圈 YT—分闸线圈 QF—F2型辅助开关触头 KM—CZ0-40型直流接触器 SA—控制开关 LH—分闸信号灯 HH—合闸信号灯 UH—由远控继电器或手动脱扣的分闸信号灯

表5-35断路器操动机构最低动作电压值

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注:括号内数字适用于能自动重合闸的断路器。

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图5-19 操动机构最低动作电压的试验

DC—操作电源 R—可变电阻 YC—分闸电磁铁线圈 KM—合闸接触器线圈 QF1—断路器常开辅助触头 QF2—断路器常闭辅助触头 QK1、QK2—单相刀闸

表5-36直流电磁或弹簧操动机构的操动试验

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注:括号内数字适用于装有自动重合闸装置的断路器。

表5-37液压操动机构的操动试验

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注:1.括号内数字适用于装有自动重合闸装置的断路器。

2.模拟操动试验应在液压的自动控制回路能准确、可靠动作状态下进行。

3.操动时,液压的压降允许值应符合产品技术条件的规定。

现将各类操动机构常见故障列于表中,供读者参考,见表5-38~表5-40。

表5-38电磁式操动机构的常见故障及处理

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(续)

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表5-39弹簧式操动机构的常见故障及处理

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(续)

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表5-40液压式操动机构的常见故障及处理

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(续)

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6)电磁操动机构的安装应符合下列要求:辅助开关动作准确、可靠,触点接触良好;机构合闸至顶点时,支持板与合闸滚轮间应保持一定的间隙,且应符合产品的技术规定;分闸制动板应可靠地扣入,脱扣销钩与底板轴间应保持一定的间隙,且应符合规定。

操动机构安装应固定牢靠,底座或支架与基础间的垫片不宜超过3片,总厚度不应超过20mm,并与断路器底座标高相配合,各片间应电焊牢固;机构的零部件齐全,各转动部位应涂以适合当地气候条件的润滑脂;电动机转向正确;各接触器、继电器、微动开关、压力开关、辅助开关的动作应准确可靠,触点接触良好,无烧损锈蚀;分合闸线圈的铁心动作灵活,无阻卡;加热装置的绝缘及控制元件的绝缘应良好。信号灯指示正确,熔断器熔丝完好。

6.多油断路器及操动机构在检查测试调整中应注意的事项

1)同相支持瓷套的法兰面应在同一水平面上,各支柱中心线间距离误差不应大于5mm;三相联动的油断路器,其相间支持瓷套法兰面应在同一水平面上。三相底座或油箱中心线的误差不应大于5mm。

2)支持瓷套内部应洁净,法兰垫密封良好,安放位置正确且紧固均匀;支持瓷套的卡固弹簧应穿到底。工作缸或定向三脚架应固定牢固,工作缸的活塞杆表面应清洁,并有防雨防尘罩;定位连杆应固定牢固,受力均匀。

3)油断路器的灭弧室应作解体检查和清理,制造厂规定不必解体且有具体保证的10kV油断路器可进行抽查。解体检查时应由电钳工进行,必要时应由厂家协助。拆下部件应编号并画组装草图,记录顺序、方向、间隙、角度等,安装复原时必须保证正确无误。

4)油断路器的导电部分其触头表面应洁净,镀银部分不得锉磨;触头上的铜钨合金不得有裂纹或脱焊现象;其触头中心应对准,分合过程中无卡阻现象;同相各触头的弹簧压力应均匀一致,合闸时触头紧密,一般应用0.05mm×10mm塞尺检查应塞不进去;导电部分的编织铜线、可挠软铜片不应有伤痕或断裂,铜片间应无锈蚀,其固定螺栓应齐全紧固。

5)弹簧缓冲器或油缓冲器应清洁、固定牢固、动作灵活、无卡阻回跳现象,缓冲作用良好;油缓冲器注入油的规格及油位应符合要求。

6)三相联动或同相各柱之间的连杆,其拐臂应在同一水平面上,拐臂角度一致并使连杆与机构工作缸的活塞杆在同一中心线上;连杆拧入深度应符合产品技术规定,防松螺母拧紧。

7)操动机构与断路器的连接应紧固严密,受力均匀,传动机构动作灵活,无阻卡现象。

8)油断路器和操动机构的联合动作试验时,必须先进行手动慢分合操作,开关动作应缓慢平稳,不得有阻卡、滞留现象;产品规定无油时严禁快速分合闸的油断路器,必须充油后才能进行快速分合操作。无论哪种操作,机构指示器的分、合位置应与断路器触头实际分、合状态相符一致。

9)调整结束后注油前应检查以下项目:油断路器及其传动装置的所有连接部位应连接牢固;机构无变形,锁片锁牢,防松螺母拧紧,开口销子张开;具有油压活塞的油断路器,其压油活塞的尾部螺钉必须拧紧;油断路器内部不得遗留任何杂物;顶盖及检查孔应密封良好;断路器的油箱升降机构及钢丝绳等应完好,升降机构应操作灵活。

10)多油断路器内部需要干燥时,应将其处于合闸状态,以防提升杆变形;干燥过程中,升温及冷却速度应均匀,一般为10℃/h,干燥的最高温度不宜超过80~85℃;干燥结束后,应再次检查复测,绝缘应无脆裂变形,套管应无渗油,螺栓应紧固。

7.电容器的试验

(1)绝缘电阻的测量 一般应用2500V绝缘电阻表测量两极短接后对外壳的绝缘电阻,在室温下测量应大于2000MΩ,至少应大于1000MΩ。

(2)电容值的测量 一般用交流阻抗法,接线见图5-20,电压表、毫安表应用0.5级,调压器0~15000V、1kVA。接通电源后,调至额定电压,待电流表的指针稳定后,读取仪表示值,代入下式计算:

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式中I——试验时实测电流值,单位为mA;

U——试验时实测电压值,单位为V;

ω——试验时电源角频率,取314。

电容量值不超过产品出厂值的±10%。

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图5-20 交流阻抗法测量电容值

测量三相电容时,方法与上相同,当需求各相电容值时,可按表5-41的接线而进行计算。

(3)交流耐压试验 二极对外壳交流耐压试验标准见表5-33。

(4)冲击合闸试验 冲击合闸试验应在安装完毕后进行,一般进行三次合闸、拉闸试验,同时应观测每相的电流,其各相电流的差值不应超过5%。试验后,将电源断开,检查熔丝是否熔断,否则应找出原因,处理后才能投入运行。

电容器的试验可用ZL6型自动LCR测量仪进行,具体使用方法见第三章相关内容。

8.压力表及压力动作阀的校验

1)压力表应用标准表同时加同一管道的压力进行试验,一般用手摇压力发生器进行,其误差应符合标准的要求。试验时应取示值最小值、中间值、最大值三个点进行,均应符合标准要求。

2)压力动作阀与压力表试验方法相同,只是将压力动作阀用标准表同时加同一管道的压力进行试验,在规定压力下阀应开启。

表5-41三相电力电容器测量电容值试验接线和计算式

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