斷路器開斷與關合特性試驗主要有以下目的：

一、驗證故障電流開斷能力

1. 短路故障應對

• 在電力系統(tǒng)中，短路故障是最嚴重的故障形式之一。當短路發(fā)生時，會產(chǎn)生巨大的短路電流。斷路器需要能夠快速開斷短路電流，以保護電力系統(tǒng)中的其他設備，如變壓器、發(fā)電機、輸電線路等免受過大電流的損害。通過短路開斷試驗，可以驗證斷路器在額定短路開斷電流，甚至是在一定倍數(shù)的額定短路開斷電流（如 1.2 倍、1.5 倍額定短路開斷電流等）下的開斷能力。

• 例如，在一個 110kV 的變電站中，如果一臺變壓器的出線端發(fā)生短路，短路電流可能達到數(shù)千安培。此時，斷路器必須能夠迅速切斷電流，防止變壓器繞組過熱、絕緣損壞等情況的發(fā)生。短路開斷試驗可以模擬這種特殊情況，檢驗斷路器是否能在規(guī)定的時間（包括開斷時間和燃弧時間）內有效地開斷短路電流。

2. 小電感電流開斷能力驗證

• 斷路器在切斷空載變壓器、并聯(lián)電抗器等小電感負載時，由于電感電流不能突變，在電流過零瞬間會產(chǎn)生很高的過電壓。這種過電壓如果不能有效抑制，可能會導致電力系統(tǒng)設備的絕緣擊穿。開斷與關合特性試驗中的小電感電流開斷試驗就是為了檢測斷路器在這種情況下的開斷性能。

• 比如，當斷開空載變壓器時，斷路器切斷的電流可能較小，但會產(chǎn)生數(shù)倍于額定電壓的過電壓。通過試驗可以測量開斷過程中的過電壓幅值、頻率以及斷路器的重燃次數(shù)等參數(shù)，從而評估斷路器在開斷小電感電流時的過電壓抑制能力，確保其不會對電力系統(tǒng)中的設備絕緣造成損壞。

3. 電容電流開斷能力驗證

• 對于空載線路、電容器組等電容性負載的開斷，斷路器也面臨挑戰(zhàn)。電容電流開斷時容易出現(xiàn)重燃現(xiàn)象，一旦重燃，會導致過電壓產(chǎn)生。開斷與關合特性試驗中的電容電流開斷試驗可以監(jiān)測斷路器的重燃次數(shù)、過電壓幅值、電容電流開斷前后的相位變化等指標。

• 例如，在一個變電站的無功補償電容器組投切過程中，斷路器需要能夠可靠地開斷電容電流。如果斷路器在開斷電容電流后發(fā)生重燃，可能會產(chǎn)生很高的過電壓，損壞電容器和其他連接設備。通過電容電流開斷試驗，可以優(yōu)化斷路器的滅弧裝置和控制策略，降低重燃概率，提高其電容電流開斷性能。

二、檢驗關合能力

1. 短路關合能力檢驗

• 當斷路器處于分閘狀態(tài)，而電力系統(tǒng)中突然出現(xiàn)短路故障時，斷路器需要能夠可靠地關合短路電流。短路關合試驗可以檢驗斷路器在這種情況下的關合能力。在試驗過程中，檢測斷路器是否能夠順利關合短路電流，觸頭是否發(fā)生熔焊，關合后的斷路器是否能保持正常的電氣和機械性能。

• 例如，在電力系統(tǒng)發(fā)生近區(qū)短路故障后，斷路器需要快速關合來恢復供電。關合瞬間會產(chǎn)生較大的沖擊電流和電動力，對斷路器的觸頭和機械結構是嚴峻的考驗。通過短路關合試驗，可以確保斷路器在故障情況下能夠正確執(zhí)行關合操作，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2. 正常電路關合能力驗證

• 除了故障情況下的關合，斷路器在正常操作中也需要能夠準確地關合電路。例如，在變電站進行設備檢修后的送電過程中，斷路器要能可靠地關合，使設備重新接入電力系統(tǒng)。開斷與關合特性試驗可以驗證斷路器在正常電路關合時的性能，包括關合速度、觸頭接觸壓力等是否符合要求，以保證正常電路的接通質量。

三、評估滅弧性能

1. 滅弧時間和過程評估

• 斷路器開斷電流的過程中，滅弧是關鍵環(huán)節(jié)。通過開斷與關合特性試驗，可以測量斷路器的開斷時間（從接到開斷指令到電流開斷的時間）和燃弧時間（觸頭分離后到電弧熄滅的時間）。這些時間參數(shù)直接反映了斷路器的滅弧性能。

• 例如，較短的燃弧時間意味著斷路器能夠更快地熄滅電弧，減少電弧對觸頭的燒損，提高斷路器的使用壽命和開斷能力。同時，通過觀察開斷過程中電弧的形態(tài)、顏色等特征，可以對滅弧室的工作狀態(tài)進行初步評估。

2. 滅弧后的恢復電壓評估

• 在電流開斷后，觸頭間會出現(xiàn)恢復電壓。如果恢復電壓上升過快或幅值過高，可能會導致觸頭間再次擊穿，即重擊穿現(xiàn)象。開斷與關合特性試驗可以測量開斷后觸頭間的恢復電壓，評估斷路器在滅弧后的絕緣恢復能力。

• 例如，對于采用 SF6 氣體絕緣的斷路器，通過試驗可以研究 SF6 氣體在滅弧后的絕緣恢復特性，確保斷路器在開斷電流后能夠有效地承受恢復電壓，防止重擊穿，從而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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