[发明专利]一种频繁开合容性电流的开关设备的试验评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种频繁开合容性电流的开关设备的试验评价方法及系统；所述方法包括对待评价开关设备进行C2级标准试验；并计算试验中A次关合预击穿过程中的累计电弧能量与实际运行工况中单次关合的平均电弧能量的比值以及试验中B次短燃弧开断而未发生重击穿所对应的实际运行工况中开关设备可靠开断次数；基于上述计算对开关设备进行连续X个循环的裕度试验；如所述开关设备可靠开断，则判断该开关设备满足实际运行工况需要的可靠开合次数；所述C2级标准试验中在断路器中加装合闸电阻以提高开关设备触头的使用寿命；所述方法及系统可验证开关设备是否满足工程中开关设备长期安全运行的需要。

技术领域

本发明涉及电气设备试验领域，更具体地，涉及一种频繁开合容性电流的开关设备的试验评价方法及系统。

背景技术

在断路器等开关设备研制过程中，容性电流开合能力是影响灭弧室结构和分/合闸速度的重要因素。特高压电网功率调整幅度大，交流滤波器组或无功补偿电容器组的容量大、投切频繁。开关设备关合电容器组或交流滤波器组时的合闸涌流大，开断过程中容性电流值虽然不大，但是开断该电流恢复电压高，易发生重击穿，进而引起严重的过电压，对系统造成很大的危害。理论上，投切电容器组(由于交流滤波器主要由电容器构成，可统一按电容器组考虑)用开关设备的运行工况，具有以下特性：

(1)关合时会产生高频涌流，背对背电容器组关合时尤为严重，由于电容器组间安装位置较近，其间电感很小，已投入的电容器组会向拟投入电容器组充电，产生幅值和频率都很高的涌流，涌流幅值比正常工作电流大几倍至几十倍，频率可达几千赫兹，容易造成触头熔焊和烧损、零件损坏及绝缘损伤等。

(2)容性电流开断时恢复电压高、持续时间长，易发生重击穿，产生过电压，对滤波器组和无功补偿装置及系统绝缘构成严重威胁。

(3)电容器组投切频繁，对开关设备的电气寿命要求高。

由于运行工况带来的以上特性，投切滤波器组或电容器组用开关设备的触头必须具有更高的电气寿命以及极低的重击穿概率。

以调研目前直流工程在运的滤波器组断路器运行情况为例，单相年均最多动作次数可接近500次。考虑到断路器的平均使用年限，工程中实际使用的断路器至少需可靠开合2500～3000次，甚至更多，如满足10年可靠开合不检修，则需达到5000次。而IEC和国家标准规定的电容器组开合试验中，即使C2级试验(表明试品具有极低重击穿概率)也仅是要求120次关合涌流试验和168次开断试验，难以验证是否可满足运行中频繁操作的要求。

发明内容

为了解决背景技术存在的目前的试验评价方法难以验证开关设备是否可满足运行中频繁操作的要求的问题，本发明提供了一种频繁开合容性电流的开关设备的试验评价方法及系统；所述方法及系统提出了C2级试验中的开合试验次数与运行工况下的等效理论方法，并以型式试验中的标准C2级试验为参考，结合现场运行所需的操作次数，设计C2级裕度试验来验证开关设备的安全运行性能，所述一种频繁开合容性电流的开关设备的试验评价方法包括：

步骤1，对开关设备进行C2级标准试验；

步骤2，计算开关设备在C2级标准试验中A次关合预击穿过程中累计电弧能量与实际运行工况中单次关合平均电弧能量的比值为M；

步骤3，计算开关设备在C2级标准试验中短燃弧B次开断而未发生重击穿所对应的实际运行工况中开关设备可靠开断下短燃弧开断的次数为N；

步骤4，对所述开关设备进行连续X个循环的裕度试验，每个所述裕度试验包括A次关合以及B次短燃弧开断；所述X为实际运行工况需要的可靠开合次数与一次C2级标准试验模拟满足的可靠开合次数的比值的向上取整值减1；所述一次C2级标准试验模拟满足的可靠开合次数取M与N中的较小值；

步骤5，如所述开关设备可靠开断，则判断该开关设备满足实际运行工况需要的可靠开合次数；