高压断路器全电压关合试验研究

摘要

合成试验在断路器额定电压关合试验中应用较少，而在开断试验中应用较多，究其原因，一方面是经济原因，但主要是合成试验在时间控制精度、电流源合闸装置的高要求。国际电工委员会和我国高压组织都做过关于高压断路器合成试验的相关指导标准，本文正是以此为背景，综述了高压断路器试验方法的现状和发展，阐述了合成试验的原理及意义，引出本文的研究内容和目标。
　　 对合成关合试验要求进行分析探讨，介绍了断路器在关合过程中应该满足的负荷要求。介绍了采用的全电压合成关合试验回路，分析电流源主控开关的性能和相关理论。提出以真空触发间隙和快速合闸开关构成的电流源主控开关，分析了短路关合电流由真空触发间隙支路到快速合闸开关支路的电流转移过程，解决全电压关合试验电流源主控开关的设备问题。试验结果表明，真空触发间隙的导通时延在微秒量级，快速合闸开关的合闸时间不大于10ms，满足快速稳定投入电流源的要求。并阐述了影响真空触发间隙导通的各种因素，包括电极几何形状、电极材料、老练作用、间隙大小、真空度等。
　　 想确保直接试验与合成关合试验的等价性，就要保证施加在各个阶段的电压和电流满足试验标准，还要满足短路关合电流与外施电压的相位容差在规定范围之内。而本文正是通过同步关合技术对试验相位容差进行控制的。
　　 根据前面的研究和理论分析，设计了可行进额定试验参数为110KV/40KA的全电压关合装置，并作出了校验。电流源主控开关和试验样机工作性能稳定可靠，达到了本文的预期研究和设计目标。