斷路器開斷與關(guān)合特性試驗(yàn)主要有以下目的：

一、驗(yàn)證故障電流開斷能力

1. 短路故障應(yīng)對(duì)

• 在電力系統(tǒng)中，短路故障是最嚴(yán)重的故障形式之一。當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的短路電流。斷路器需要能夠快速開斷短路電流，以保護(hù)電力系統(tǒng)中的其他設(shè)備，如變壓器、發(fā)電機(jī)、輸電線路等免受過(guò)大電流的損害。通過(guò)短路開斷試驗(yàn)，可以驗(yàn)證斷路器在額定短路開斷電流，甚至是在一定倍數(shù)的額定短路開斷電流（如 1.2 倍、1.5 倍額定短路開斷電流等）下的開斷能力。

• 例如，在一個(gè) 110kV 的變電站中，如果一臺(tái)變壓器的出線端發(fā)生短路，短路電流可能達(dá)到數(shù)千安培。此時(shí)，斷路器必須能夠迅速切斷電流，防止變壓器繞組過(guò)熱、絕緣損壞等情況的發(fā)生。短路開斷試驗(yàn)可以模擬這種特殊情況，檢驗(yàn)斷路器是否能在規(guī)定的時(shí)間（包括開斷時(shí)間和燃弧時(shí)間）內(nèi)有效地開斷短路電流。

2. 小電感電流開斷能力驗(yàn)證

• 斷路器在切斷空載變壓器、并聯(lián)電抗器等小電感負(fù)載時(shí)，由于電感電流不能突變，在電流過(guò)零瞬間會(huì)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓。這種過(guò)電壓如果不能有效抑制，可能會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)設(shè)備的絕緣擊穿。開斷與關(guān)合特性試驗(yàn)中的小電感電流開斷試驗(yàn)就是為了檢測(cè)斷路器在這種情況下的開斷性能。

• 比如，當(dāng)斷開空載變壓器時(shí)，斷路器切斷的電流可能較小，但會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍于額定電壓的過(guò)電壓。通過(guò)試驗(yàn)可以測(cè)量開斷過(guò)程中的過(guò)電壓幅值、頻率以及斷路器的重燃次數(shù)等參數(shù)，從而評(píng)估斷路器在開斷小電感電流時(shí)的過(guò)電壓抑制能力，確保其不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)中的設(shè)備絕緣造成損壞。

3. 電容電流開斷能力驗(yàn)證

• 對(duì)于空載線路、電容器組等電容性負(fù)載的開斷，斷路器也面臨挑戰(zhàn)。電容電流開斷時(shí)容易出現(xiàn)重燃現(xiàn)象，一旦重燃，會(huì)導(dǎo)致過(guò)電壓產(chǎn)生。開斷與關(guān)合特性試驗(yàn)中的電容電流開斷試驗(yàn)可以監(jiān)測(cè)斷路器的重燃次數(shù)、過(guò)電壓幅值、電容電流開斷前后的相位變化等指標(biāo)。

• 例如，在一個(gè)變電站的無(wú)功補(bǔ)償電容器組投切過(guò)程中，斷路器需要能夠可靠地開斷電容電流。如果斷路器在開斷電容電流后發(fā)生重燃，可能會(huì)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，損壞電容器和其他連接設(shè)備。通過(guò)電容電流開斷試驗(yàn)，可以優(yōu)化斷路器的滅弧裝置和控制策略，降低重燃概率，提高其電容電流開斷性能。

二、檢驗(yàn)關(guān)合能力

1. 短路關(guān)合能力檢驗(yàn)

• 當(dāng)斷路器處于分閘狀態(tài)，而電力系統(tǒng)中突然出現(xiàn)短路故障時(shí)，斷路器需要能夠可靠地關(guān)合短路電流。短路關(guān)合試驗(yàn)可以檢驗(yàn)斷路器在這種情況下的關(guān)合能力。在試驗(yàn)過(guò)程中，檢測(cè)斷路器是否能夠順利關(guān)合短路電流，觸頭是否發(fā)生熔焊，關(guān)合后的斷路器是否能保持正常的電氣和機(jī)械性能。

• 例如，在電力系統(tǒng)發(fā)生近區(qū)短路故障后，斷路器需要快速關(guān)合來(lái)恢復(fù)供電。關(guān)合瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流和電動(dòng)力，對(duì)斷路器的觸頭和機(jī)械結(jié)構(gòu)是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。通過(guò)短路關(guān)合試驗(yàn)，可以確保斷路器在故障情況下能夠正確執(zhí)行關(guān)合操作，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 正常電路關(guān)合能力驗(yàn)證

• 除了故障情況下的關(guān)合，斷路器在正常操作中也需要能夠準(zhǔn)確地關(guān)合電路。例如，在變電站進(jìn)行設(shè)備檢修后的送電過(guò)程中，斷路器要能可靠地關(guān)合，使設(shè)備重新接入電力系統(tǒng)。開斷與關(guān)合特性試驗(yàn)可以驗(yàn)證斷路器在正常電路關(guān)合時(shí)的性能，包括關(guān)合速度、觸頭接觸壓力等是否符合要求，以保證正常電路的接通質(zhì)量。

三、評(píng)估滅弧性能

1. 滅弧時(shí)間和過(guò)程評(píng)估

• 斷路器開斷電流的過(guò)程中，滅弧是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)開斷與關(guān)合特性試驗(yàn)，可以測(cè)量斷路器的開斷時(shí)間（從接到開斷指令到電流開斷的時(shí)間）和燃弧時(shí)間（觸頭分離后到電弧熄滅的時(shí)間）。這些時(shí)間參數(shù)直接反映了斷路器的滅弧性能。

• 例如，較短的燃弧時(shí)間意味著斷路器能夠更快地熄滅電弧，減少電弧對(duì)觸頭的燒損，提高斷路器的使用壽命和開斷能力。同時(shí)，通過(guò)觀察開斷過(guò)程中電弧的形態(tài)、顏色等特征，可以對(duì)滅弧室的工作狀態(tài)進(jìn)行初步評(píng)估。

2. 滅弧后的恢復(fù)電壓評(píng)估

• 在電流開斷后，觸頭間會(huì)出現(xiàn)恢復(fù)電壓。如果恢復(fù)電壓上升過(guò)快或幅值過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致觸頭間再次擊穿，即重?fù)舸┈F(xiàn)象。開斷與關(guān)合特性試驗(yàn)可以測(cè)量開斷后觸頭間的恢復(fù)電壓，評(píng)估斷路器在滅弧后的絕緣恢復(fù)能力。

• 例如，對(duì)于采用 SF6 氣體絕緣的斷路器，通過(guò)試驗(yàn)可以研究 SF6 氣體在滅弧后的絕緣恢復(fù)特性，確保斷路器在開斷電流后能夠有效地承受恢復(fù)電壓，防止重?fù)舸?，從而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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