断路器机械特性试验(讲义)
武汉市大洋新技术有限公司
断路器机械特性试验
断路器的分合闸时间，分合闸不同期程度，分合闸速度以及线圈的动作电压
等，直接影响断路器的切合性能，并且对继电保护，自动重合闸装置以及系统的
稳定带来极大的影响。
对于油断路器，刚分速度的降低将使触头的燃弧时间延长，特别是在切断短
路故障时，可能使触头烧损，喷油，甚至发生爆炸。而刚合速度的降低，若合闸
于短路故障时，由于阻碍触头关合电动力的作用，将引起触头振动或使其处于停
滞状态，同样容易引起爆炸，特别是在自动重合闸不成功的情况下更是如此。反
之，速度过高，将使运动机械受到过度的机械应力，造成个别部件的损坏或缩短
使用寿命，这是不允许的。
断路器分合闸严重不同期，将造成线路或变压器的非全相接入或切断，从而
可能出现危害绝缘的过电压。
据国内运行经验，在断路器事故中，属于机械原因造成的占第一位，故现场
对此应予以足够的重视。
断路器的动作特性试验，应符合制造厂规定，否则须进行检修处理。
1、分合闸时间和同期性的测量
《中华人民共和国电力行业标准DL/T846.3—2004》对开关的分合闸时间有
详细的定义：
“合（闸）时间”：指接到合闸指令瞬间起到所有极触头都接触瞬间的时间间隔；
“分（闸）时间”从开关分闸操作起始瞬间（即接到分闸指令瞬间）起到所有极
的触头分离瞬间的时间间隔。
早期的测量方法，多采用数字式电子毫秒表测量，现在此法已不被采用了。
最为传统的方式是16线光线示波器，如图1中所测的结果，直接在光学感光纸上
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图1
得到各断口的时间跳变波形图，在感光纸的时间坐标分格上进行分析，得到试验
结果。
此种方式是最传统、可靠的试验方式，但①使用较为烦琐；①操作此设备需要
较有经验的人员；①设备较重；①夜晚加班操作极为不便，因为感光纸必须在较强
光线下才能显现波形；①受环保政策的影响，感光纸较难购买。因此近十年来，将
计算机技术应用于断路器机械特性试验的电子仪器渐渐地多起来，为我们的现场
试验提供了方便的条件。
计算机技术应用于断路器机械特性的基本原理是：计算机同时对多个断口信
号进行采样，不停地扫描计时，一旦检测到断口信号状态发生改变，即计时终止。
用计算机计时，原理简单，测量准确度高，但是需对仪器有较高的抗干扰设计要
求，因为仪器使用现场一般都在电磁场干扰较强的变电站内。
现场的干扰源一般有两个，一个是仪器周围的强电磁场，可直接对仪器计算
机进行辐射；另一个是试验时，邻近母线带电运行，通过仪器断口线感应过来的
感应电压，在500KV环境下，此感应电压往往会达到几千甚至上万伏，此感应电
压如不采取措施，直接进入仪器的计算机采样回路，势必对测量结果造成影响
严重者甚至会损坏仪器。因此，这种仪器的抗干扰设计相当重要，目前市面上各
种机械特性仪器良莠不齐，在一定程度上体现在抗干扰设计上。周围电磁场辐射
干扰一般用金属机箱，对主机进行屏蔽，将机箱外壳接好大地，一般都能解决。
对于母线感应过来的感应电压干扰，通常的做法是采用光电隔离法，将现场
断口信号（带强干扰）接入仪器的光电隔离的输入端，经过光电隔离，因为感应
电压一般能量较弱，通不过光隔器件，而真正的断口信号则通过光隔器件传输到
计算机，这样就将干扰电压从有用信号中滤除掉，达到了搞干扰的目的。
接现场断口线接仪器计算机
（干扰电压）
图2
当然，这里只是抗干扰设计的基本原理中的一种，真正实现起来，有许多因
素和参数要考虑，这里不能一一列举，抗干扰电路设计的好坏，是衡量一台仪器
优劣与成败的一个关键因素。
关于相间同期测量的一个值得注意的问题：
《中华人民共和国电力行业标准DL/T846.3-2004》对开关的同期性定义如下：
“开关合（闸）同期性”：开关合时各极间及（或）同一极各断口间的触头接触
瞬间的最大时间差异；
“开关分（闸）同期性”：开关分时各极