1114高壓電器第九章高壓斷路器的試驗

1、2010-2011年第一學期年第一學期 第九章第九章 高壓斷路器的試驗高壓斷路器的試驗第一節(jié) 概 述一、進行高壓斷路器試驗的意義：由于迄今為止還無法完全依靠設計來確定高壓斷路器的性能，因此，任何一種斷路器產品的制造，其性能都要經過試驗來校正，而且在運行過程中還需要不斷地檢查其各種工作特性，以保證高壓斷路器的工作可靠性。二、高壓斷路器的試驗項目：（l）機械性能試驗：有機械操作試驗，運動特性試驗，密封試驗，防雨試驗，破冰試驗，耐寒試驗，耐地震試驗，機械壽命試驗等。（2）截流性能試驗：有長期發(fā)熱試驗，回路電阻測量，短時耐受電流試驗，峰值耐受電流試驗等。（3）開斷與關合性能試驗：有短路開斷與關合能力試

2、驗，失步開斷與關合試驗，小電流開斷與關合試驗，空載長線開斷與關合試驗，電容器組開合試驗，近區(qū)故障開斷試驗等。（4）絕緣性能試驗：有工頻耐壓試驗，沖擊耐壓試驗，絕緣電阻測量，泄漏電流試驗，介質損失角正切值測量等。（5）特殊環(huán)境適應試驗：包括濕熱氣候條件試驗，高原氣候條件試驗，污穢試驗等。三、高壓斷路器試驗分類：分三大類。1研究性試驗：是設計制造前產品必要進行的試驗，它用以確定設汁的依據和結構參數(shù)；2產品試驗：包括型式試驗、參考性試驗、試運行試驗和出廠試驗四種，是產品在設計、制造和生產過程中進行的試驗，也是高壓斷路器試驗的主要部分。詳述如下：（l）型式試驗：目的是對某一斷路器的性能、質量等各方面進

3、行研究和考核，并據此對設計進行修改和重新加工，然后再作考核。該試驗的項目最多，占所有試驗項目的大部分。不同產品應做的試驗項目由產品標準確定。型式試驗是從一種產品中抽樣進行的，若一種產品的重要零部件經過修改、代用以及重要的工藝更改時，都要重新按有關型式試驗進行考核。一種產品生產經若干年后也要重新進行型式試驗。（2）參考性試驗：指型式試驗以外的性能驗證試驗。由于使用環(huán)境和場合的不同，有些斷路器還要進行諸如耐寒、耐地震、特殊環(huán)境適應性等）的試驗。（3）試運行試驗：指產品所需完成的工業(yè)實際運行試驗考核。注意：對一種新產品，原則上都必須滿足上述三種試驗所規(guī)定的試驗項目，才能通過鑒定，定型后方可投入批量生

4、產。（4）出廠試驗：目的是為了保證每一臺產品的可靠性，對每一臺產品都得進行。出廠試驗項目只是型式試驗項目中的一部分。具體項目由產品標準規(guī)定。3預防性試驗：是指斷路器在運行過程中所需進行的試驗。有關內容參見高電壓絕緣。第二節(jié) 斷路器開斷能力試驗一、試驗目的與條件：1目的：研究和驗證斷路器的開斷能力。2. 主要試驗條件：電源電壓、恢復電壓的瞬態(tài)特性、開斷電流中的直流分量、開斷的電流、功率因數(shù)、標準操作順序。（1） 電源電壓：試驗電源采用工頻（50hz）或盡可能接近工頻的正弦波交流電源。外施電壓應保證滿足工頻恢復電壓的規(guī)定要求，即三相開斷試驗的工頻恢復電壓應不低于其最高工作線電壓的90；當三相斷路器

5、作單相開斷試驗時，還應考慮首開相系數(shù)（1.5或1.3）。如首開相系數(shù)取1.5時，單相試驗工頻恢復電壓uhf應不低于下式確定的u1值：（2）恢復電壓的瞬態(tài)特性：有關數(shù)據可查gb198480。（3）開斷電流中的直流分量：用百分比表示。對于一般對稱開斷的情況，直流分量不應大于開斷電流中交流分量峰值的20，見式（3-2）和圖13-1所示，即:與活潑型客戶相處的原則 多微笑 說大白話 多講故事，少談業(yè)務 多保持一些神秘 多提醒他 趁熱打鐵 讓他多說，你多聽與完美型客戶交往的原則 應表情嚴肅，衣著正規(guī) 避免使用肢體語言 多提供資料，少說 注意你的細節(jié) 不要夸張，要具體 多進行感情上的溝通（4）開斷電流：交

6、流用周期分量有效值表示，直流用百分比表示。斷路器規(guī)定：至少應在10、30、60和100四種額定開斷電流下進行試驗。（5）功率因數(shù)：試驗回路的短路功率因數(shù)不應超過0.15。短路功率因數(shù)可從回路常數(shù)計算、直流分量確定和通過控制發(fā)電機確定等三種方法中，選取最適用的一種來確定。（6）標準操作順序： 手動操作： 分180s 合分； 一般自動操作：分 180s 合分 180s 合分； 具有自動重合閘的操作：分 合分 180s 合分其中為自動重合閘的無電流間隔時間，通常取0.3s或0.5s。二、開斷能力試驗方法：1、試驗原則：等價性。理論上講，只要能滿足前面提到的試驗條件和要求，就可基本保證與實際運行條件相

7、符。但是，由于試驗需要容量非常大的設備，實際上根本沒有相應的設備能真正滿足超高壓大容量斷路器的試驗要求。因此需采用滿足“等價性”的間接的、模擬的試驗裝置和方法來進行試驗。2“等價性”的主要條件：根據分析，試驗中符合“等價性”的主要條件是：（l）開斷電流波形應與實際短路電流的波形基本一致，以保證燃弧過程和電弧能量與實際基本相同；（2）電流零點附近的電流、電壓波形應與實際情況一致，以保證零點附近的物理過程與實際相同；（3）恢復電壓的大小、頻率和波形應與實際情況基本一致，以保證電壓恢復過程和過零后復燃過程與實際相同。為此，當一種新試驗方法提出時，需要進行等價性論證，并要得到開斷情況與實際相一致的驗證

8、。3試驗方法：有整體試驗、部分試驗、分步試驗和合成試驗。（1）整體試驗：按照斷路器規(guī)定的電壓和開斷電流來進行整體試驗。由于試驗需要提供斷路器的全部開斷容量，因此它只適用于容量較小的斷路器。該試驗只要參數(shù)和波形選擇得當，這會出現(xiàn)最接近于實際的開斷情況。（2）部分試驗：由斷路器部分斷口或單元的開斷能力試驗推斷出整個斷路器的分斷能力。這種方法對積木式結構、串聯(lián)單元的高壓斷路器是適用的。在積木式結構中，串聯(lián)各單元的結構、工作條件、工作狀態(tài)是基本相同的，只需取一個單元進行試驗，因此實際試驗電壓就可以降低。例如有n個單元串聯(lián)的斷路器，當以一個單元做試驗時，其試驗電壓只是整個斷路器做試驗時電壓的n分之一。當

9、然還需考慮各單元的電壓分布不均勻情況，要取其中電壓最高的單元電壓作為試驗電壓。（3）分步試驗：對斷路器分別以全電壓、小電流和低電壓、大電流進行試驗，從而推斷出斷路器在全電壓、大電流下的開斷能力，這是一種受試驗設備限制不得已而采用的間接試驗方法，以兩次不同情況下的試驗結果推斷出的開斷能力。目前分步試驗已不能作為性能的驗證試驗，但可作為研究性試驗，用以確定試品的最大開斷電流。此方法的等價性和可靠性均較差。（4）合成試驗：是以高電壓、小電流和低電壓、大電流兩個電源，先后加在斷路器上以滿足開斷過程中燃弧時的大電流和滅弧后的高電壓要求的試驗。這種方法顯著地降低了試驗設備的容量，等價性也得到公認。目前已廣

10、泛采用，特別在發(fā)展超高壓大容量斷路器時，更顯示出它的優(yōu)越性。第三節(jié) 開斷能力試驗裝置開斷能力試驗裝置需要在短時間提供巨大的能量，這些能量一般由電網、短路發(fā)電機和高壓電容器儲能來提供。一. 斷路器開斷過程的描述及其特點：圖13-6是斷路器電流開斷過程中幾個階段的電流、電壓原理波形圖。它可劃分為四個階段：a 從觸頭分離瞬間起到主電流消失瞬間止的這一段時間為燃弧階段。b 在每個燃弧半波，電弧電壓在電流過零前通常表現(xiàn)出顯著變化，這取決于弧隙特性，因此電流變化率也將偏離相應的預期電流的變化率。這階段為電流零前弧壓顯著變化階段。隨后，斷口兩端的電壓與電流一起降至零，并改變極性，斷口兩端出現(xiàn)瞬態(tài)恢復電壓。

11、c 在電流零點后，由于存在瞬態(tài)恢復電壓和弧隙剩余電阻，斷口會流過弧后電流，這就是弧后電流階段。流過斷口的任何電流消失以后，斷口就象一段絕緣距離似地承受電壓。這就是介質強度。d 實際上由于不能精確確定這些階段的界線，常常是將弧壓顯著變化階段和弧后電流階段統(tǒng)稱為電流零點階段，即電流零區(qū)。二、網絡試驗1. 網絡試驗是直接利用電網進行開斷能力試驗，即把被試斷路器接到所需的電網上，人為造成電網短路來進行斷路器開斷能力的試驗。2. 優(yōu)點：不需專門電源，且可做三相試驗。其試驗條件比較符合實際運行情況。3. 缺點：（1） 試驗容量受到現(xiàn)有電網短路容量的限制；（2）試驗時的參數(shù)由電網和試驗地點所確定，調整很困難

12、；（3) 造成電網的短路才能進行試驗，對電網有損害；（4）試驗時間和次數(shù)受到限制；準備試驗太費時間。所以，網絡試驗有很大的局限性。4、為克服上述缺點，可建立專供試驗的網絡試驗站。（1）其原理接線如圖13-2所示。圖中變壓器b用來改變試驗電壓，在需要時接入；電抗器dk和電阻r用以調節(jié)試驗時的短路電流及功率因數(shù)；c0用以調節(jié)瞬態(tài)恢復電壓的特性。（2）若只進行“單分試驗” ，可先使被試斷路器dlbs和后備斷路器dlhb閉合，再接通合閘開關dlh，使線路中產生需要的短路電流，然后開斷dlbs進行試驗。如果dlbs不能開斷，則由后備斷路器dlhb將短路電流開斷而起保護作用。（3）若進行“合分”試驗，則先

13、將dlhb和dlh閉合，然后接通dlbs，產生短路電流，并立即使dlbs自動分閘開斷電路。同樣，此時若dlbs試驗失敗，也可由dlhb開斷行路。我國已在北京、沈陽和上海等地建立了網絡試驗站。但是用網絡試驗站做直接試驗時，短路容量仍會受到限制，只有在網絡合成試驗時，試驗容量才能提高。三、短路發(fā)電機回路試驗：1. 這是一種采用巨型三相短路發(fā)電機作為試驗電源的短路開斷試驗。所謂短路發(fā)電機實際上是特殊結構的同步發(fā)電機，只供重復地短時提供巨大的短路電流之用。它的電抗特別小，因此能提供的短路電流大，繞組的機械強度特別強，因此能經受短路電流電動力沖擊的反復作用。它由一臺普通交流感應電動機帶動，電動機功率通常

14、只要求能拖動發(fā)電機正?？蛰d運轉即可。短路發(fā)電機回路試驗的原理接線圖如圖13-3所示。同樣，試驗回路中也可加裝變壓器b來改變試驗電壓。試驗電流和功率因數(shù)q通過調整l和r完成。 2. 短路發(fā)電機試驗的兩種運行操作方式：（1） 突然短路：啟動電動機和勵磁機組，當電動機短路發(fā)電機組達到額定轉速后，逐漸將勵磁電流通入短路發(fā)電機，使其電壓達到要求值。然后，將電動機電源切除，并接通試驗回路，執(zhí)行短路開斷試驗。此時靠發(fā)電機組轉子和飛輪所儲存的動能提供試驗能量，以保證試驗時電壓和轉速的基本穩(wěn)定（2） 沖擊勵磁：試驗前先將試驗回路與短路發(fā)電機短接，但不接入勵磁電流。當短路發(fā)電機達到額定轉速時，將電動機的電源切斷并

15、突然加入勵磁電流，這時發(fā)電機的短路電流由零開始急速上升，至一定程度時，被試斷路器開斷。由于沖擊勵磁電流可達正常勵磁電流值的十幾倍之多，因此在試驗回路開斷后，必須迅速使勵磁繞組去磁，否則發(fā)電機端電壓將急速上升而損壞繞組絕緣。這種運行方式，短路電流內沒有直流分量，因此可以增大發(fā)電機的短路容量。3 等價性：短路發(fā)電機回路試驗的等價性好，能做三相試驗。試驗裝置還能進行諸如重合閘試驗、短時和峰值耐受電流試驗等其它試驗。4 缺點：投資大，相當于一座不供電的大容量電站設備；維護、操作等較復雜。試驗裝置用作直接試驗也受到容量的限制，但可做合成試驗時的電流源。四、振蕩回路試驗1. 基本原理：用小電流在較長時間內

16、對脈沖電容器組充電，儲存能量，然后經電感和被試斷路器放電，以在短時間內獲得交變的大電流供進行斷路器開斷能力試驗。2. 高列夫 單頻振蕩回路的 原理接線圖如圖 13-4所示。2. 分為充電回路和試驗回路兩部分。先合充電斷路器dlc，將電容器充電至ucm，打開dlc，使充電回路與試驗回路脫開。在被試斷路器閉合狀態(tài)時，接通dlh，形成振蕩的放電過程，此時將被試斷路器分閘，即可進行開斷能力試驗。3. 在忽略回路中的電阻和被試斷路器的電弧影響時，可得出放電回路中電流i和電容器上電壓uc的變化規(guī)律為：4. 單頻振蕩回路試驗：（1）振蕩回路試驗中的波形圖如圖13-5所示。只要合適地選擇l和c，就可在放電回路

17、中獲得工頻50hz的正弦電流，而且回路中的正弦電流i落后于電容上電壓uc90相角。振蕩回路中被試斷路器開斷的電流相當于電網中的純電感性電流。當電流過零時，電容電壓uc為最大值ucm，相當于開斷瞬間的工頻恢復電壓值。（2）f0：在被試斷路器dlbs上并接有調頻電容c0，當dlbs電流過零開斷時，斷路器上將出現(xiàn)瞬態(tài)恢復電壓。瞬態(tài)恢復電壓的振蕩頻率f0為：調節(jié)c0的大小就可改變被試斷路器開斷時的瞬態(tài)恢復電壓頻率。如尚需調節(jié)瞬態(tài)恢復電壓的幅值，則可用一電阻與c0并聯(lián)或串聯(lián)。調節(jié)此電阻，即可改變恢復電壓幅值。由于實際回路中總有電阻存在，振蕩回路提供的是衰減振蕩過程；再考慮電弧電壓的影響，實際衰減就更大。

18、因此，實際試驗中有效的只是第一個半波。如果被試斷路器在后面幾個半波才開斷，則由于損耗的結果，電源能量已大大減小，為保證開斷條件，須備有附加的特殊回路。（3） 優(yōu)缺點：設備簡單，投資費用較少，維護、操作方便，容易做成合成回路；但不適用于進行燃弧時間較長的斷路器的開斷能力試驗，且只能做單相試驗。 由于f0比工頻50hz高得多，因此c c0，式（13-6）可改寫為：（4） 單頻振蕩回路計算舉例（自學）：若采用圖13-4回路對一臺額定電壓ur為10kv，額定（短路）開斷電流ike為20ka的三相斷路器作滿容量開斷試驗，試選擇振蕩回路的幾個主要參數(shù)：a電容器充電電壓ucm：由于只能進行單相試驗的工頻恢復

19、電壓應不低于下式確定的值：u1=1.5ur0.9/3 = 0.78ur，式中ur：線電壓，11.5kv。則u10.7811.58.79kv可得外施電壓幅值：若暫不考慮衰減的影響，取ucm=12.7kvb電容量c：試驗電流幅值im=2ike，所以如采用my30-19電容器，則至少需用374臺。c電感量ld調頻電容c0對于10kv斷路器進行滿容量開斷試驗時，其瞬態(tài)恢復電壓的固有振蕩頻率f0的規(guī)定值為5.9khz，則五合成試驗法的基本思想及基本分類：1. 合成試驗法的基本思想：將大電流和高電壓先后加在斷路器上進行試驗，以滿足斷路器開斷過程中燃弧時的大電流和熄弧后的高電壓的要求。2. 合成試驗回路：采

20、用兩個獨立的電源（即低電壓、大電流的電流源和高電壓、小電流的電壓源）來代替直接試驗時的一個高電壓、大電流電源，兩個電源按需要先后加在被試斷路器上進行開斷能力試驗。合成回路的電流源可以是網絡、短路發(fā)電機和單頻振蕩回路裝置中的任一種，而電壓源一般均采用振蕩回路。由于每個電源的容量都較小，從而可以用較小的設備獲得較大的試驗容量，其投資費用比同樣試驗容量的直接試驗設備實小得多。3. 等價性：很好，已得到公認，為發(fā)展超高壓大容量斷路器提供了有利條件，但尚只能進行單相試驗。用合成試驗法進行斷路器型式試驗已被國際電工委員會認可而列入iec標準中。4. 合成網絡試驗裝置的種類：有電壓引入回路和電流引入回路兩大

21、類。（l）電壓引入回路：電壓源在電弧電流過零后才加到弧隙上，因此電流源供給過零前的大電流和剛過零后很短時間內的恢復電壓，然后由電壓源提供高的恢復電壓。（2電流引入回路：a 電壓源在電弧電流過零前一段時間加到弧隙上，因此電壓源也要提供一定數(shù)量的電流，與電流源的大電流疊加，而過零后，完全由電壓源提供恢復電壓。一般認為，只有在電流過零前就在弧隙上加上電壓源，才能保證試驗與實際開斷情況基本一致。因此，電流引入回路的試驗等價性要好得多。b 威爾合成回路：電流引入回路的一種，其原理接線圖如圖13-7所示。它由短路發(fā)電機f和變壓器b作為電流源，而用振蕩回路作為電壓源。試驗時，dlf與dlbs都處于閉合位置，

22、接通dlh后，就有短路電流i1通過dlf和dlbs。dlh接通后隨即讓dlf與dlbs分斷，產生電弧。在電流過零前某一時刻（一般為幾百微秒）時使球隙g點火，于是預先已充到相應試驗電壓的電容器cu通過球隙和電抗器dku向dlbs放電，使高壓回路投入工作。電壓源提供的電流i2也通過dlbs弧隙，于是dlbs中流過的電流為i1+i2，波形見圖13-8。由于流過dlf中的電流i1比流過dlbs中的電流（i1+i2）要先過零，dlf中的電弧就先熄滅，使電流源與被試斷路器dlbs及電壓源脫離，免受高電壓的的危害。從圖中可以看到，由于電流i2的引入，使流過dlbs的電流發(fā)生了畸變。但是只要畸變不大，并且畸變

23、區(qū)域離電流過零點較遠，可以認為不影響試驗的等價性。在bc段時間內（通常為50300s），只有電流i2流過dlbs中的電流過零，電弧熄滅?；謴碗妷壕土⒓醇釉跀嗦菲鞯幕∠秲啥?。r0、c0用來調節(jié)瞬態(tài)恢復電壓的參數(shù)。5. 合成試驗法是一種間接試驗方法，它除了必須合適地選擇回路參數(shù)以滿足開斷條件外，尚需保證與相同開斷條件下的直接試驗方法等價。保證合成回路等價性的要求在iec號427號出版物中作了詳細的規(guī)定?，F(xiàn)就電流引入回路的幾個主要要求說明如下：（1）電流源必須提供所需要的試驗電流，其電弧能量應與等價的直接試驗相同。燃弧時間內釋放的電弧能量取決于電弧電壓及電流。當斷價器開斷電流時，電流總有些畸變，幅值

24、和半波持續(xù)時間要相應減小，畸變的大小取決于電弧電壓與回路電壓之比。在直接試驗時，不需考慮斷路器電弧電壓在減小電流幅值及半波持續(xù)時間（與預期電流相比較）方面的影響，因為這一影響是斷路器的一種性質。在合成試驗中，由于工頻電流回路的電壓較低，以及由輔助斷路器和被試斷路器相加的總電弧電壓較高，電弧電壓對工頻回路電壓之比增大，對電流的影響就更顯著。因此，為了避免合成試驗中加于斷路器的開斷電流畸變到不可接受的程度，用開斷電流的兩個特性值（幅值和半波持續(xù)時間）的誤差來確定可允許的最大影，即要求開斷電流的幅值和電流半波持續(xù)時間的誤差小于10%。為滿足這一要求電流源的電壓不能太低，其電壓幅值至少應為電弧電壓的1

25、015倍。（2） 在直流試驗中，瞬態(tài)恢復電壓與工頻恢復電壓是連續(xù)的。在合成試驗中恢復電壓或由電壓回路直接供給或與工頻電流回路串聯(lián)后供給。這時給出的是一直流電壓或一交流和直流組合起來的電壓，或一交流電壓，由于電壓源的能量有限，大部分情況下是衰減的，但恢復電壓至少要維持0.1s。（3）從被試電器電弧電壓示波圖來確定電孤電壓顯著變化階段。此階段決定了試驗可采用的引入電流的最高頻率f2max。這是因為電弧電壓顯著變化階段必須比電弧單獨由引入電流供給的時間短。為做到這一點，與f2max相當?shù)闹芷谥辽賾请娀‰妷猴@著變化階段的4倍。引入電流的頻率f2不應大于f2max，但又應足夠高，以防止在燃弧階段因引入

26、電流和工頻短路電流疊加而引起過度的電流畸變。而且人還應足夠低于瞬態(tài)恢復電壓的基頻，使回路易于調整。通用的引入電流頻率f2為250hz到1000hz。（4）為了保證過零前后電弧的物理過程相同，在投入電壓源后，被試斷路器dlbs中電流過零時的變化率應與規(guī)定的預期電流過零時的di/dt相等。根據這一條件，電流源與電壓源的電流間的關系應由下式決定：第四節(jié) 機械特性試驗一、機械特性試驗的重要性1. 意義：提高產品的機械性能，加強對斷路器的維護，這對系統(tǒng)的安全運行有著非常重要的意義。 2. 機械性能：包括各部件的強度、機械操作的正確與靈活、運動特性是否滿足要求等，都直接影響到斷路器的性能和工作可靠性。它不

27、僅是斷路器型式試驗的主要項目，而且其中的機械操作試驗、運動特性試驗等還列入出廠試驗項目和斷路器的預防性試驗中。（1）機械操作試驗：一般要求產品在操作電壓、氣壓或液壓的最高、最低額定值，以及在最高工作氣壓（或液壓）和最低操作電壓組合的情況下，能正確可靠地按規(guī)定的次數(shù)連續(xù)進行合閘、分閘和自動重合閘操作。在型式試驗中還要進行機械壽命試驗，按規(guī)定完成操作次數(shù)，試驗后不應引起任何妨礙其正常工作的損壞，但允許作少量的修整。而在出廠試驗和運行中只是檢查產品安裝調整得正確與否及操作是否靈活可靠，通常以連續(xù)操作若干次不出現(xiàn)異常情況即認為合格。（2）運動特性試驗 運動特性常用動觸頭運動速度和動作時間來表示，其中，

28、重要參數(shù)是：剛分速度、剛合速度、最大分閘速度、分閘時間、自動重合閘無電流間隔時間以及金屬短接時間等。. 斷路器分閘時的速度行程特性（速度特性）中，速度應是動觸頭在各個位置時的瞬時速度。但是要準確測出各點的瞬時速度有一定的困難。一般要從動觸頭運動的時間特性（即時間行程特性）計算出速度特性，因此就與測量和計算的精度有關。速度特性中各點的速度雖指瞬時速度，但測量中往往是以某一小區(qū)段內的平均速度來代替，區(qū)段取得越小則越接近瞬時值。 剛分（或剛合）速度的確定，一般采用剛分點后（或剛分點前）0.01s內的平均速度來表示剛分（或剛合）速度。 運動特性測量方法：a電磁振蕩法測速度特性:圖13-9示出電磁振蕩器

29、測速原理圖。它的主體是一個交流電磁鐵，在街鐵上裝有振動記錄筆。當通以50hz交流電時，銜鐵以每秒100次的頻率振動，使振動筆在運動紙板上繪出振蕩周期為0.01s的波形。紙板上波形的總長度，就是觸頭的總行程。由于運動速度不同，各波峰之間的距離不相同，波形有疏有密。只要量得兩波峰之間的距離hi（cm），就可得出該區(qū)段內的平均速度：vi= hi /0.01（cm/s）= hi （m/s）根據觸頭行程和所對應的時間，就可算出各段的平均速度，然后繪出v=f（h）的速度特性曲線。這種方法十分簡便，立即可看出觸頭運動的全過程，在出廠試驗和運行現(xiàn)場廣泛采用。但是它的測量誤差大，對運動速度很高的產品不宜采用。（

30、2）行程記錄器示波器法測運動特性: 圖13-10示出該方法的測量原理和線路圖。行程記錄器包括行程板和滑動觸頭兩部分。行程板由厚度相等的絕緣片與導電片相間疊裝而成，滑動觸頭與導電桿（或操作桿）相連接。當串聯(lián)電阻r1r2r3，且滑動觸頭與行程板的導電片逐片接觸時，就能在示波圖上記錄下依次改變振幅的波形圖。同樣，也可由此而求得斷路器的運動特性。 這種方法可記錄多種訊號，能比較準確地把多種參數(shù)的變化過程同時記錄于一張示波圖上（見圖13-10，b），便于分析比較。但當速度很高時，行程測量板上滑動觸頭的接觸點容易產生彈跳，使波形失真，誤差增大。 （3）電秒表測動作時間 電秒表或周波積算器是一種測量通電時間

31、的儀表。接通時它就開始計數(shù)，直到斷電為止。它最小的記時單位為一個工頻周波，即0.02s。測量斷路器的分閘時間、合閘時間以及各斷口之間的不同期性等均可采用電秒表法。此法簡單，便于在運行現(xiàn)場采用。 其測定動作時間的原理如圖13-11所示。 其中同步接點k應與操作訊號同時投入，dl即為斷路器觸頭。（4）微分式斷路器測速儀a 用一根電阻絲，兩端接上直流電源，與斷路器動觸頭相連的一滑動觸點可在電阻絲上滑動，那么當斷路器分（合）閘操作時，動觸頭帶動滑動觸點在電阻絲上移動，用示波器錄下電阻絲一端與滑動接點之間的電壓，即得到v=f（t）的時間特性曲線。這是將電阻絲上均勻分布的電壓用來模擬行程，如圖13-12曲

32、線1所示。因為速度v=dh/dt，就是曲線l上各點的斜率。因此，對曲線1上各點求微分，就可得到運動過程中各點的瞬時速度與時間的關系曲線v=f（t），如圖13-12曲線2。由于所獲得的信號是一個電壓信號，只要將該信號經過rc微分電路進行變換，即可直接得到速度隨時間變化的關系。b 微分測速儀就是利用上述原理，從電阻采樣，獲得行程隨時間變化的電壓信號，經過微分電路變換，再放大，來得到v=f（t）的關系，由示波器記錄。所測速度的數(shù)值，可根據用定標裝置錄取的標準波形，直接從示波圖上讀得。微分測速儀可分為采樣構架、定標裝置、微分放大器和電源四個部分。c 圖13-13為用微分測速儀實測的斷路器分閘時的關系曲

33、線，曲線1是斷路器分閘時行程與時間的關系；曲線2為速度與時間的關系；曲線3為觸頭分閘信號；曲線4為分閘線圈電流波形。其測量結果比較直觀，而且很容易獲得觸頭剛分離時的速度。第五節(jié) 溫升試驗溫升試驗的目的是研究和驗證高壓電器各部分的發(fā)熱情況，它是高壓電器型式試驗之一。除適用于斷路器外，同樣適用于其他高壓電器。高壓電器在正常運行情況下，其任何部分的溫升不得超過規(guī)定的允許極限值。該數(shù)值由國家標準gb763-74給出。一、溫升的測量l線圈溫升的測量一般應采用電阻法測量。僅當電阻法不能使用時，才考慮使用其他方法。電器線圈內部溫度的分布沿徑向是不均勻的，其最高溫度點在線圈內部。測量表面溫度的方法不能真實反映

34、線圈內部的溫度。而用電阻變化法測量得到的是線圈平均溫升，也只能間接反映線圈內部的發(fā)熱情況。（1）用電阻法求線圈平均溫升的求法： 金屬導體的電阻隨溫度變化，即r=r0（1+a）式中r 溫度為0時線圈的電阻（ ）； r0 0時的線圈電阻（）； a 0時導線材料的電阻溫度系數(shù)（1/）。對于紫銅為1/234.5，對鋁為1/245。 設周圍空氣溫度為01時，測得線圈冷態(tài)電阻為r1；線圖通電發(fā)熱至溫度2時，測得線圈熱態(tài)電阻r2，分別代入式（13-9），并求解可得：r2-r1/r1= 2 01/（1/a+ 01 ）整理后 2 = r2-r1/r1（1/a+ 01 ）+ 01 （） 如果測熱態(tài)電阻時周圍空氣溫

35、度變成02，則線圈溫升用下式計算顯然，只需測得r1、r2和01、02，即可算出線圈的平均溫升。線圈的電阻常用單臂電橋或雙臂電橋來測量。2電器零部件表面溫升的測量：對除線圈外的電器零部件不同部位的溫度應使用合適的溫度計或熱電偶，放在最熱的能測到的部位上進行測量。用溫度計或熱電偶進行測量時，應注意下列事項：（l）溫度計或熱電偶的球泡應予保護（用干而清潔的毛織品等進行保護），以防散熱。而受保護的面積與受試電器的散熱面積相比可以忽略。（2）應確保溫度計或熱電偶與被測部件表面之間具有良好導熱性。當球泡溫度計放在有交變磁場的受測點時，應使用酒精溫度計。實際測量中，除個別處用溫度計測量外，一般用熱電偶法來測量。當熱電偶的熱端與冷端存在溫度差時，就會在熱電偶的回路中產生熱電勢，它是熱端與冷端溫度的函數(shù)。當保持冷端溫度不變，則所產生的熱電勢就僅是熱端溫度的函數(shù)。這就是熱電偶測溫的基本原理。利用熱電偶，就把溫度的測量轉變?yōu)闊犭妱莸臏y量。為了減少測量中的誤差，一般熱電勢可采用直流電位差計來測得。電器溫升試驗常用線徑為0.20.5mm的康銅線和絕緣銅線組成熱電偶。銅一康銅測溫范圍在300以內。一個電器產品作溫升試驗時，往往需要很多支熱電偶同時測量許多點的溫變，通常用一只開關轉換箱接到熱電偶測量線路中