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高压断路器触头电寿命预测的研究
作者:华盛安达河北电气设备 发表时间: 浏览人气:14


       

: : 基于 诊断 技术 的 寿命 预测 是 断路器 维修 技术 的 新 阶段 , 本文 从 断路器 触头 电 这一 方面 进行 了 研究 , 提出 了 电 寿命 寿命 的 工程 实用 的 监测。


关键词 : 断路器 ; 触头 ; 电 电 预测 ; 监测


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0 前言



随着 科学 技术 的 发展 , 电力 设备 的 诊断 技术 经历 了 一个 从不 科学 到 较 科学 的 的 发展 过程。基于 诊断 技术 的 寿命 预测 就是 根据 电力 设备 的 老 、 劣化 规律 及 和 和 [[1] , , 是 是 实现 设备 设备 维修 维修 基础 和 前提。



1988 ~ ~ 1991 年 国际 大 电网 电网 对 72.5 kV 6 以上 现代 单 压 6 SF6 断路器 作了 世界 调查 , : : : 机械 故障 ~ 70 ~ 80 , 电气 故障 居 其次。由于 长期 的 计划 检修 , 盲目 的 解体 拆卸 浪费 了 大量 的 人力 物力 , 造成。



2 对 电 磨损 的 监测 是 记录 累计 开 2 2 2 2 ((I2t)) 事实上 , 同一 断路器 在 同样 的 外部 条件 下 先后 开 断 两次 同样 大小 的 电流 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2 [3]。大家 知道 , 开 断 电流 相差 很大 时 , 断路器 触头 的 烧损 机理 不同 , 烧损 相差 很大 , 因此 用 累计 开 断 电流 来 判断 触头 量 量 是 不够 的 ; 另外 电 磨损 于 电弧 能量 , 但 还 与 触头 分 断 速度 等 有关 , 电 磨损 与 电弧 能量 没有 比例 比例。因此 要 对 断路器 触头 电 磨损 、 电 寿命 监测 作 进一步 研究 , 对 断路器 触头 进行 电 寿命 需要 解决 电



1 不同 断路器 触头 电 寿命 的 标定 方法



1.1 触头 相对 电 磨损 与 相对 电 电 寿命 的



触头 的 磨损 系指 多次 开 断 闭合 后 , 触头 接触 表面 逐渐 ((((烧毛 、 、))) 电 磨损 主要 表现 为 触头 的 净 损失 、 触头 材料 的 金属 转移 和 化学 腐蚀 , 净 损失 是 在 高温 作用 下 已 熔融 或 的 触头 表面 被 被 流体。触头 的 电 磨损 又 取决于 电弧 能量 即 开 断 电流 电流 和 弧 时间 时间。20 的 试验 结果 表明 , 从 断路器 累计 电 磨损 的 角度 考虑 , 虽然 燃 弧 30 years old , 断路器 的 电 磨损 可以 用 开 断 电流 作 参照 参照。



设 额定 短路 开 断电 流下 单 次 开 断 的 电 为 M , 对应 的 允许 开 断。 N。为 统计 平均 和 累计 效应 , 可 认为 该 断路器 断路器 的 允许 磨损 为 N.M。为 说 定义 一 台 全新 的 断路器 的 触头 允许 为 为 100 , 即 其 相对 为 为 , / / / / / / / / / / / / M M M / / / /。1 根据 不同 断路器 1 N1 - Ic 曲线 , 求得 任意 大小 开 c Ic 的 1 1 1 N1 , 则 对应 单 次 开 1 的 相对 m / 1 / N1 (m Qm) m : 可求 出任 一次 开 断 时 的 相对 电 : :



QM = 1 / N ≤ Qm ≤ 1 / N1 ≤ 1 ≤



: 触头 的 绝对 电 磨损 总量 一定 , : :



QMN = QmN1 ≤ MN = mN1 ≤ 2 ≤



所以 Qm / QM = N / N1 = m / M (3)



Qm = QM ≤ m / M ≤ = ≤ 1 / N ≤ m / M ≤ 4 ≤



即可 求出 该 断路器 的 相对 相对 电



L = LN-∑Qm (5)



, 中 , LN 为 断路器 触头 电 寿命 的 初始 值 , 是 ≯ 1 的 百分数 , 其 值 由 的 运行 决定 , 刚 投 运 的 经过 大修。。。。。。。 1 为 6 以 目前 大量 使用 6 SF6 断路器 为例 来 推导 相对 相对 电 磨损 公式。



1.2SF6 断路器 触头 相对 电 电 磨损 公式 的



6 SF6 断路器 触头 的 电 磨损 , 取 文] 2] 中 弧 触头 的 允许 断 次数 与 开 电流 的 关系 曲线 和 对应 的 公式 作 , , 推导 其 相对 电 磨损 公式 C 任意 开 断 c Ic 的 1 允许 开 断 1 1 N1 (50Ie



E 从 断路器 的 型式 试验 或 技术 参数 中 查出 对应 的 额定 短路 e e Ie 的 允许 开 断 次数 N。6 式 (6))) 给出 开 断 次数 相对 相对 , , 则 允许 开 开 断 为 3.247N1N。以 LW6-500 型 断路器 为例, 其 额定 短路 开 断 电流 Ie 为 50kA, 取 额定 短路 电流 允许 开 断 次数 为 16, 由 式 (6) 可 得 允许 开 断 次数 和 开 断 电流 的 关系 如 表1 所示 所示 从 表 中 可 看出, 当 Ic / Ie 很 小时, 断路器 的 允许 开 断 次数 会 很大, 当 Ic / Ie 为 10 时, 允许 开 断 次数 达 4079 次, 对照 SF6 断路器 临时 检修 规定, 当 开 断 次数 达 3000 次 以上 时, 断路器 会 因 机械 故障 等 原因 而 需要 检修, 因此 取 Ic / Ie = 3 时 的 允许 开 断 次数 为 3000 (如 表 1 中 所示), Ic / Ie 在 15 ~ 3 之间 r Lagrange 线性 插值 近似 来 求 此时 此时 的 相对 电 磨损。



C Ic / Ie> 15 时 , ((6) 1 1 1 允许 开 1 N16 前面 所述 和 相对 电 磨损 定义 6 6 SF6 断路器 的 相对 电 m Qm 为 :



Qm = 1 / (3.247 × N1 × N)) 7)



6 式 (6)) (7)) :



Qm ≤ 1 / ≤ 5.942N (0.35Ie / Ic) 3] 0.15Ie ≤ Ic ≤ 0.35Ie


Qm ≤ 1 / ≤ 3.247N (0.5Ie / Ic) 1.7] Ic≥0.35Ie (8)



由此 根据 式 (5)) 即可 求出 电 电 寿命



2 结语



本文 从 工程 实用 角度 对 断路器 触头 的 电 寿命 在线 监测 提出 了 一种 方便 、 易 行 方法 根据 根据 应用 上述 监测 方法 , 我们 很 方便 地 研制 了 断路器 触头 电 寿命 期望 的 在线 监测 装置。本 装置 能 同时 对 一个 变电站 的 所有 断路器 的 各 相 电 磨损 与 电 寿命 进行 实时 实时。当 断路器 开 断 时 , 能 随时 根据 用户 设定 的 该 断路器 的 电流 互感器 的 变 比 记录 开 目前 的 相对 电 寿命 ; 当 断路器 的 电 寿命 已 到 时 , 发出 报警 信号。为 运行 部门 掌握 断路器 的 状况 和 预计 寿命 提供 了 方便 手段。


        


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