石墨触头高压开关时间参数测试的实现

　　O引言

　　近几年来，随着我国电力工业的高速发展，电网电压等级不断提高，SF。高压开关在110kV及以上电压等级线路中的应用日益广泛。为保证高压开关设备正常稳定的运行，电力设备预防性试验规程中，规定了对新安装的高压开关设备投运前要进行交接试验，对大修、小修和维护后的高压开关设备要进行预防性试验。这些试验中，都要求测试高压开关的分合闸时间参数，对于普通金属触头的高压开关，采用电压或电流的跳变采样法已经非常成熟;而对于有些SF。高压开关，例如西门子的3AQ、3AT系列石墨触头高压开关，普通测试方法却得不到正确的分合闸时间参数。本文结合石墨触头高压开关的特殊灭弧室结构，提出测试此类高压开关时间参数的解决方案和实现方法。

　　1 灭弧室结构

　　西门子3AQ、3AT系列高压开关的灭弧室为定开距压气式灭弧室，图1为定开距压气式开断灭弧示意图。高压开关主要由上、下静触头和可以上下滑动的动触头组成。随着动触头的上下滑动，上、下静触头处于导通(合闸)或断开(分闸)的状态，上、下静触头之间的距离始终保持不变，故称为定开距式灭弧室。

　　图2为3AQ型灭弧室剖面图，滑动触头由许多条状刷形的载流触头和一个石墨引弧环构成;上、下静触头由铜管制成，内部为空心石墨结构，外表面镀银，端部为喇叭形石墨喷口。该石墨喷口是由石墨和铜的复合材料制成，既是灭弧喷口，又是弧触头。由此可知，高压开关分闸、合闸的过程分为两个阶段，当合闸时，先与石墨弧触头接触，再与镀银载流的主触头接触;而分闸时，先与主触头分离，再与石墨弧触头分离。因此，3AQ、3AT系列石墨触头高压开关的分合闸过程包括银/石墨接触和银/银接触两个接触点，而普通高压开关只有一个银/银接触点，这是造成两者时间测试结果不同的根本原因。

　　根据GB3309《高压开关设备常温下的机械试验》，合闸时间是指从合闸命令开始到最后一极弧触头接触瞬间的时间间隔;分闸时间是指从分闸命令开始到所有极的弧触头都分离瞬间的时间间隔。对于3AQ、3AT系列石墨触头高压开关而言，刚分(合)时间点应该是石墨弧触头与主触头接触(分离)的瞬间，即银/石墨接触点。但是，银/石墨接触时接触电阻并不恒定且阻值较小(一般为几十毫欧)，无法准确定位。实际测试中，先找到银/银接触点(一般定义为接触电阻为lmn时)，再根据石墨弧触头的长度反推(分闸向后、合闸向前)银/石墨接触点。普通跳变测试法输出电流不到0.IA，无法分辨银/银和银/石墨接触点，因此必须加大测试电流，并且通过采样断口两端的动态电压变化过程来计算分合闸时间。