摘要：若断路器的分合闸时间超过规程，就可能导致电力系统的非全相运行进而导致继电保护的误动作，因此断路器的分合闸时间直接关系到电网故障持续时间的长短，对电力系统持续可靠运行有着十分重要的影响。电力系统的各种运行状况、检修与维护导则等也对高压断路器的电气和机械性能提出了较高要求。在分析断路器分合闸动作时间及过电压的基础上，深入研究造成高压断路器的动作时间不同期的原因及三相不同期超标的处理，为电网安全、稳定、可靠运行提供依据。

　　关键词：断路器；分合闸不同期；电力系统稳定

　　作者简介：李亚明（1987-），男，河北沧州人，国网冀北电力有限公司检修分公司，助理工程师；张建勋（1971-），男，满族，北京人，国网冀北电力有限公司检修分公司，工程师。（北京102488）

　　中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）36-0229-02

　　高压断路器在电网中主要起控制及保护两方面作用。控制作用指根据电力系统运行的需要，将部分线路或电气设备投入或退出运行，如变压器的投入或退出；保护作用指的是在电力线路或电气设备发生故障时，断路器接到继电保护装置发出的跳闸信号，将线路或故障电气设备从电网中迅速切除，确保电力系统的正常运行。要求这种不同期程度越小越好，断路器分合闸严重不同期，将造成线路或用电设备的非全相接入或切除，可能产生危及设备绝缘的过电压，对断路器的触头也会带来损伤，并造成发电机、变压器同期并列不良。因此对断路器进行三相同期性试验是很有必要的。[1]电压等级在220kV及以上的电力系统中，高压侧多为分相操作的断路器，有时由于机械性能或误操作而导致三相不能同时合闸或跳闸，造成了电力系统的非全相运行。这虽然不会导致过电流或者过电压运行，但会在系统中产生零序和负序分量，从而对发电机转子和通讯系统产生影响。[2，3]另外，电力系统不对称运行产生的零序分量和负序分量，会对相应的继电保护装置产生影响，严重情况下会导致保护装置误动。

　　本文在分析断路器分合闸动作时间及过电压的基础上，深入研究造成高压断路器的动作时间不同期的原因及三相不同期超标的处理，为电网安全、稳定、可靠运行提供依据。

　　一、断路器动作时间分析

　　1.断路器的合闸时间

　　当电网中薄弱环节发生瞬间故障时，如果断路器合闸时间比规定值长，则会导致重合闸时间延长，严重情况下会导致系统解列。如果合闸时间小于规定时间，则会导致电流间隔时间变短，此时有可能因为重合闸不成功而导致线路非正常停电。[4，5]图1为断路器合闸过程。从接到合闸指令瞬间起，到所有极的触头都接触瞬间的时间为断路器的合闸时间，此段时间为t1。

　　2.断路器的分闸时间

　　断路器的全开断时间t4包括固有分闸时间t2和燃弧时间t3。其中，从系统发生故障到继电保护发出跳闸指令的时间为保护的固有动作时间。从接到分闸指令瞬间起，到所有极的触头都分离瞬间的时间为固有分闸时间t2，从分离瞬间到电弧熄灭为止是断路器燃弧时间t3。表2是常见断路器的分断时间和全断开时间。

　　二、断路器分合闸时间不同期的故障

　　断路器分合闸不同期可能存在多种原因，比如断路器液压操作机构油路管道中存在气泡引起的不同期；断路器超行程造成分合闸时间不同期。[6]断路器拉杆卡涩而造成分合闸时间不同期等，下面就液压操作机构油路管道中存在气泡引起的不同期做试验。

　　某变电站220kVSF6断路器因故障发生跳闸，由故障录波器测得三相合闸不同期时间为49ms，检修人员根据断路器机械特性测试仪测量断路器的分、合闸时间的数据如表3所示。由试验数据可以得到B相的Ⅰ、Ⅱ断口合闸时间与A、C相的合闸时间差值明显大。排除试验接线、测试仪器、天气环境等因素的影响，检查SF6气体压力正常，电路无其他缺陷，转换开关行程符合规定。检查发现在液压操作机构油路管道中存有残余气泡，在将油路管道气体排净后再进行试验，得到的试验数据如表4所示。

　　三、断路器动作时间对电力系统稳定运行的影响

　　电网安全可靠运行需要对系统多方面因素进行综合考虑。改善电网结构，保证系统充足无功裕度，加强坚强智能电网建设是稳定运行的基础；低周减载、无功补偿等是电网稳定运行的重要措施。而选择动作时间符合规程、机械性能良好的断路器，维持继电保护装置固有动作时间的稳定，以最大程度满足电力系统稳定运行的要求，也是十分重要的，为此对断路器的动作时间做出如下要求。

　　1.断路器相间分闸、合闸不同步时间

　　如果断路器相间分闸存在不同步问题，那么对电网安全稳定运行将产生很大危害。分闸不同步时间大于规程，则等于电力系统一定时间内的非全相运行。由此产生的不对称电流则可能导致继电保护装置误动作。如果断路器相间含闸存在不同步问题，则会直接影响到系统中性点的运行，同样会对电网造成严重危害。IEC标准规定断路器相间合闸不同步时间应在5～10ms之间。国产LW6-220型断路器分闸不同步时间3ms，合闸不同步时间为5ms。

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