断路器开断与关合特性试验的目的是什么

断路器开断与关合特性试验主要有以下目的：

一、验证故障电流开断能力

1. 短路故障应对

• 在电力系统中，短路故障是最严重的故障形式之一。当短路发生时，会产生巨大的短路电流。断路器需要能够快速开断短路电流，以保护电力系统中的其他设备，如变压器、发电机、输电线路等免受过大电流的损害。通过短路开断试验，可以验证断路器在额定短路开断电流，甚至是在一定倍数的额定短路开断电流（如 1.2 倍、1.5 倍额定短路开断电流等）下的开断能力。

• 例如，在一个 110kV 的变电站中，如果一台变压器的出线端发生短路，短路电流可能达到数千安培。此时，断路器必须能够迅速切断电流，防止变压器绕组过热、绝缘损坏等情况的发生。短路开断试验可以模拟这种特殊情况，检验断路器是否能在规定的时间（包括开断时间和燃弧时间）内有效地开断短路电流。

2. 小电感电流开断能力验证

• 断路器在切断空载变压器、并联电抗器等小电感负载时，由于电感电流不能突变，在电流过零瞬间会产生很高的过电压。这种过电压如果不能有效抑制，可能会导致电力系统设备的绝缘击穿。开断与关合特性试验中的小电感电流开断试验就是为了检测断路器在这种情况下的开断性能。

• 比如，当断开空载变压器时，断路器切断的电流可能较小，但会产生数倍于额定电压的过电压。通过试验可以测量开断过程中的过电压幅值、频率以及断路器的重燃次数等参数，从而评估断路器在开断小电感电流时的过电压抑制能力，确保其不会对电力系统中的设备绝缘造成损坏。

3. 电容电流开断能力验证

• 对于空载线路、电容器组等电容性负载的开断，断路器也面临挑战。电容电流开断时容易出现重燃现象，一旦重燃，会导致过电压产生。开断与关合特性试验中的电容电流开断试验可以监测断路器的重燃次数、过电压幅值、电容电流开断前后的相位变化等指标。

• 例如，在一个变电站的无功补偿电容器组投切过程中，断路器需要能够可靠地开断电容电流。如果断路器在开断电容电流后发生重燃，可能会产生很高的过电压，损坏电容器和其他连接设备。通过电容电流开断试验，可以优化断路器的灭弧装置和控制策略，降低重燃概率，提高其电容电流开断性能。

二、检验关合能力

1. 短路关合能力检验

• 当断路器处于分闸状态，而电力系统中突然出现短路故障时，断路器需要能够可靠地关合短路电流。短路关合试验可以检验断路器在这种情况下的关合能力。在试验过程中，检测断路器是否能够顺利关合短路电流，触头是否发生熔焊，关合后的断路器是否能保持正常的电气和机械性能。

• 例如，在电力系统发生近区短路故障后，断路器需要快速关合来恢复供电。关合瞬间会产生较大的冲击电流和电动力，对断路器的触头和机械结构是严峻的考验。通过短路关合试验，可以确保断路器在故障情况下能够正确执行关合操作，保障电力系统的稳定运行。

2. 正常电路关合能力验证

• 除了故障情况下的关合，断路器在正常操作中也需要能够准确地关合电路。例如，在变电站进行设备检修后的送电过程中，断路器要能可靠地关合，使设备重新接入电力系统。开断与关合特性试验可以验证断路器在正常电路关合时的性能，包括关合速度、触头接触压力等是否符合要求，以保证正常电路的接通质量。

三、评估灭弧性能

1. 灭弧时间和过程评估

• 断路器开断电流的过程中，灭弧是关键环节。通过开断与关合特性试验，可以测量断路器的开断时间（从接到开断指令到电流开断的时间）和燃弧时间（触头分离后到电弧熄灭的时间）。这些时间参数直接反映了断路器的灭弧性能。

• 例如，较短的燃弧时间意味着断路器能够更快地熄灭电弧，减少电弧对触头的烧损，提高断路器的使用寿命和开断能力。同时，通过观察开断过程中电弧的形态、颜色等特征，可以对灭弧室的工作状态进行初步评估。

2. 灭弧后的恢复电压评估

• 在电流开断后，触头间会出现恢复电压。如果恢复电压上升过快或幅值过高，可能会导致触头间再次击穿，即重击穿现象。开断与关合特性试验可以测量开断后触头间的恢复电压，评估断路器在灭弧后的绝缘恢复能力。

• 例如，对于采用 SF6 气体绝缘的断路器，通过试验可以研究 SF6 气体在灭弧后的绝缘恢复特性，确保断路器在开断电流后能够有效地承受恢复电压，防止重击穿，从而保障电力系统的安全稳定运行。

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