一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法技术

本发明专利技术公开了一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法，属于电力开关设备中断路器设备领域。包括对断路器动态电场强度的判定曲线E

【技术实现步骤摘要】
一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法


[0001]本专利技术涉及电力开关设备中断路器设备
，具体为一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法。

技术介绍

[0002]断路器是电力系统中重要的电气设备，起到开断及关合额定电流、故障电流及短路电流的作用。在断路器开断及关合短路电流时，其所处的物理环境基本确定了其开断及关合电流的能力，设计不当的断路器在实际进行型式试验或实际运行时，由于其物理环境无法满足开断及关合电流的要求时，断路器会发生重燃、击穿、无法开断电流等情况，如在型式试验中发生上述情况轻则造成试验失败，损失大量时间成本及经济成本，重则会造成断路器因绝缘介质的压力变化导致的断路器爆炸，伤及人员及设备安全。而在现场如出现上述情况，因本级断路器无法开断电流，轻则逼迫上级或下级断路器非计划保护性跳闸，影响电力系统的稳定，甚至威胁运维人员及其他设备的安全。
[0003]断路器是否具备开断及关合能力，传统方法一般是按静态物理环境下开断及关合周期内的电场强度，按经验增加适当裕度后制造样机进行试验验证，如通过试验，则判定断路器符合要求可以批量生产，如未通过试验，则分析试验失败原因及改进部分结构重新进行试验，这种方法的主要问题是消耗时间长、人力物力消耗大。
[0004]断路器在开断或关合电流时，处于一个复杂的变化物理环境内，因变与自变因素相互交叠，工况复杂，物理环境随断路器的动作均在改变，只有将所有已知的物理变量建立相互影响的系统环境，才能更加有效的分析和判断断路器所处工况下的物理环境，基于各物理量随时间的变化从判定断路器是否具备开断及关合能力，进而确保合理的设计优化是否可以保障断路器顺利通过形式试验及投运后的安全稳定运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法，可以基本判定断路器在开断及关合电流时的物理环境是否满足要求，从而预判断路器是否可以顺利通过试验验证安全可靠。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法，包括如下步骤：
[0007]S1：将断路器安装在自然环境空气中，向所述断路器内冲入绝缘介质，所述绝缘介质一般为气体或液体，接通断路器，所述断路器处于合闸状态，流过断路器的电压稳定；
[0008]S2：当断路器分闸产生电弧时，所述断路器中的导电缸体受到间接操动机构的拉力，使原本在缸外空间的绝缘介质通过单向阀片向缸内空间流动，而短路电弧起到了堵塞作用，造成了缸内空间中的绝缘介质压力发生变化，形成压力与时间的曲线P
‑
t；
[0009]S3：所述短路电弧由于具有极高热量，将加热缸内空间中的绝缘介质，形成热量与时间曲线T
‑
t；
[0010]S4：当断路器分闸电弧刚熄灭时，所述短路电弧阻塞作用消除，所述缸内空间中的所述绝缘介质随着溢出孔的打开，而向指定方向扩散，形成由流速与时间的曲线F
‑
t；
[0011]S5：所述断路器中的静侧电弧触头及动侧电弧触头将被短路电弧烧灼，势必产生金属颗粒，所述金属颗粒的大致数量由所述短路电弧的产生时间计算，受所述绝缘介质流动影响发生扩散，形成扩散与时间曲线S
‑
t；
[0012]S6：所述断路器将形成分散的电场E，由于所述绝缘介质被压缩、加热及受到金属颗粒污染，使得决定所述绝缘介质耐受电场强度的重要参数介电常数ε随时间变化，由于时间t为统一量纲，则在以t为量纲下形成P
‑
t曲线、T
‑
t曲线、F
‑
t曲线及S
‑
t曲线按发生时间修正ε
‑
t曲线，获得由所述绝缘介质耐受电场强度
‑
时间曲线E`
‑
t；
[0013]S7：比较E
‑
t曲线与E`
‑
t，所述断路器内的电场可以耐受恢复电压则表示通过，所述断路器内的电场无法耐受恢复电压，则表示失败，从而判定所述断路器是否具备开断能力。
[0014]优选的，所述S1中，所述断路器包括第一外壳以及第二外壳，所述第一外壳与第二外壳一般为有机材质或瓷质绝缘材质，所述操动机构位于所述第一外壳与第二外壳右侧，所述第一外壳与所述第二外壳相连，所述第二外壳与所述操动机构相连，所述第一外壳顶端设有第一盖板，所述第一外壳与所述第二外壳之间设有第二盖板，所述第二外壳与所述操动机构之间设有第三盖板，所述第一盖板、第二盖板以及第三盖板具有密封性，其中所述第一盖板与第二盖板可以接入电流及电压。
[0015]优选的，所述第一外壳内部设有静侧导体以及动侧导体，所述静侧导体与动侧导体一般为导电合金材质，所述静侧导体安装在所述第一盖板上，所述动侧导体尾端安装在所述第二盖板上，所述导电缸体尾端滑动安装在所述动侧导体前端。
[0016]优选的，所述静侧导体上刚性安装有静侧电弧触头，所述导电缸体前端安装有动侧电弧触头，所述静侧电弧触头与动侧电弧触头一般为铜合金材质，主要作用是拉断短路电弧并耐受短路电弧灼烧，且所述导电缸体前端设有大喷口与小喷口，所述大喷口与小喷口一般为四氟有机材料。
[0017]优选的，所述第二外壳内设有一绝缘拉杆，所述绝缘拉杆与所述操动机构之间通过设有的第一连接头刚性相连，所述绝缘拉杆另一侧设有一金属拉杆，所述金属拉杆位于所述第一外壳内，所述金属拉杆与所述绝缘拉杆之间通过设有的第二连接头刚性连接，所述金属拉杆与所述导电缸体刚性连接，所述操动机构动作时，带动所述导电缸体运动。
[0018]优选的，所述S2中，所述单向阀片位于所述导电缸体上，且所述单向阀片单向连通所述缸内空间与缸外空间。
[0019]优选的，所述缸内空间指所述导电缸体内的一个定容量空间，所述缸外空间指所述导电缸体与所述动侧导体之间形成的可变容量空间。
[0020]优选的，所述S6中，所述电场E包括静侧与地电位间的电场、动侧与地电位间的电场及静侧与动侧间的电场。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术中通过对断路器动态电场强度的判定曲线E
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t、短路电流及电弧电流形成的绝缘介质温度曲线T
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t、绝缘介质随机械力造成流动的流速曲线F
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t及电流烧灼物的扩散曲线S
‑
t、绝缘介质随机械力形成的压力曲线P
‑
t等，利用系统判断在短路电流开断及关合周期内，断路器所处的各类物理场交叠工况下断路器
的绝缘能力是否满足短路电流开断及关合的基本物理条件，从提高断路器的基础设计能力，校验断路器的实际工作能力。
附图说明
[0022]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0023]在附图中：
[0024]图1是本专利技术断路器开断周期内合闸状态图的结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种验证断路器是否具备开断及关合能力的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将断路器安装在自然环境空气中，向所述断路器内冲入绝缘介质，接通断路器，所述断路器处于合闸状态，流过断路器的电压稳定；S2：当断路器分闸产生电弧时，所述断路器中的导电缸体受到间接操动机构的拉力，使原本在缸外空间的绝缘介质通过单向阀片向缸内空间流动，而短路电弧起到了堵塞作用，造成了缸内空间中的绝缘介质压力发生变化，形成压力与时间的曲线P
‑
t；S3：所述短路电弧由于具有极高热量，将加热缸内空间中的绝缘介质，形成热量与时间曲线T
‑
t；S4：当断路器分闸电弧刚熄灭时，所述短路电弧阻塞作用消除，所述缸内空间中的所述绝缘介质随着溢出孔的打开，而向指定方向扩散，形成由流速与时间的曲线F
‑
t；S5：所述断路器中的静侧电弧触头及动侧电弧触头将被短路电弧烧灼，势必产生金属颗粒，所述金属颗粒的大致数量由所述短路电弧的产生时间计算，受所述绝缘介质流动影响发生扩散，形成扩散与时间曲线S
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t；S6：所述断路器将形成分散的电场E，由于所述绝缘介质被压缩、加热及受到金属颗粒污染，使得决定所述绝缘介质耐受电场强度的重要参数介电常数ε随时间变化，由于时间t为统一量纲，则在以t为量纲下形成P
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t曲线、T
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t曲线、F
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t曲线及S
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t曲线按发生时间修正ε
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t曲线，获得由所述绝缘介质耐受电场强度
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时间曲线E`
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t；S7：比较E
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t曲线与E`
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t，所述断路器内的电场可以耐受恢复电压则表示通过，所述断路器内的电场无法耐受恢复电压，则表示失败，从而判定所述断路器是否具备开断能力。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘世岩，曲正伟，宋新慧，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：