Lecture 07 各類斷路器檢驗.

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1 Lecture 07 各類斷路器檢驗

2 油斷路器 OCB(Oil Circuit Breaker) 空氣斷路器 ACB(Air Circuit Breaker)
斷路器必須具備之能力: 有載情況下開啟或閉合 啟斷故障電流 (跳脫電流) 承受瞬時故障電流 (通常比啟斷電流大) VCB 依據斷路器消弧的方式，可分為: 油斷路器 OCB(Oil Circuit Breaker) 空氣斷路器 ACB(Air Circuit Breaker) 瓦斯斷路器 GCB(SFG6 Gas Circuit Breaker) 真空斷路器 VCB(Vacuum Circuit Breaker) 屋外型 VCB

3 Vacuum Circuit Breaker or VCB
Advantages : 1. Service life is much longer than other types of circuit breakers. 2. There is no chance of fire hazard as OCB. 3. It is much environment friendly than GCB (SF6). 4. Replacement of vacuum interrupter (VI) is much convenient. The dielectric strength of vacuum is eight times greater than that of air and four times greater than that of SF6 gas. This high dielectric strength makes it possible to quench a vacuum arc within very small contact gap. 真空斷路接點部分裝置結構

4 VCB 的結構 接點部分 操作機構 上接點 真空斷路裝置 緊急手動啟斷裝置 啟斷線圈 下接點 永久磁鐵 接點壓力彈簧 閉合線圈

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6 Oil Circuit Breaker 啟斷情況

7 斷路器常見故障情況統計: 斷路器無法閉合 % 斷路器無法斷開 % 故障 (絕緣不良) % 自行動作 (無命令下) 7% 其他 <5% 斷路器 故障元件統計: 操作機構 % 接點部分 % 絕緣 % 框架 % 其他 <5%

8 真空斷路器常見故障原因分析 真空腔真空度降低 斷路器無法閉合 斷路器無法斷開 彈簧操作機構之儲能回路故障 斷路器閉合時彈跳時間過長
其他 (儲能馬達轉不停、斷路器接觸電阻太大等)

9 斷路器的測試 基本測試 靜態接觸電阻 跳脫及投入時間 進階測試 動態接觸電阻 特殊測試 真空度(VCB) 壓力(GCB)

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11 靜態接觸電阻(Static contact resistance)
足夠大的電流 (增加準確度) 建議以額定電流之10%為測試電流。 台電規定: 依不同的電壓等級分類，至少10A以上。 IEEE規定至少100A以上 以DC電流為測試電流 低接觸電阻 (< mΩ)

12 靜態接觸電阻測量 –四點式 大電流 μΩ 量測電壓降 內部接點閉合狀態下通過大電流。

13 接觸電阻測試儀器

14 Contact Resistance Test
Conventional Setup

15 台電對GCB 、 VCB 、 OCB 、 ABS 、及DS 等斷路器或開關之接觸電阻要求:
電壓等級 試驗電流 新品 良好(G) 劣化(D) 尚堪用 待檢(I) 不良(B) 備註 斷路器額定電流 / <接觸電阻 161KV >200A 800A <200μ Ω 1000A <150μ Ω 1200A <100μ Ω 1500A 2000A <85μ Ω 69KV >100A 600A <400μ Ω 22.8KV >10A <300μ Ω 11.4KV <250μ Ω 3.3KV <500μ Ω

16 動態接觸電阻測量 (DRM) Dynamic Resistance Measurement
在CB閉合情況下注入大的DC電流。 紀錄電壓電流關係。 讓斷路器啟斷。 紀錄觀察電壓電流關係。 由紀錄曲線，判斷接點啟斷能力。

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19 DRM Diagnosis: arcing contact length
main contact motion arcing contact length dynamic resistance coil current ms

20 Circuit Breaker Timing Test
Connect to all main contacts Connect to trip & close coil Voltage supply required Conventional Setup Time-consuming and error-prone

21 IEC – CB timing definition ONOFF

22 IEC – CB timing definition OFFON

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24 三相同步時間

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27 時間測試 CIBANO 500 可以评估主触头的动作时间和动作时间差。通过测量动作最快的相和动作最慢的相之间的时间差就可以检测出不恰当的机械调整或者断路器的磨损状态。 通过其开断与闭合时间的分析，可以检测出断路器的老化状态。 可用的操作循环：O，C，CO，OC，O-CO，CO-CO，O-CO-CO。可以完成所有的循环测试，时序完全可以灵活调整。 静態接觸電阻測試 CIBANO 500 可以测量闭合断路器的传输电阻，检查其值是否足够低，以保证在流过负荷电流的时候断路器的损耗比较低。

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31 士林電機

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34 Standards – ANSI C37.04-1999 Standard ratings defined C37.06-2000
Schedule of preferred ratings C Type tests Routine tests C37.081, C37.082, IEEE 693 © OMICRON

35 Standards – IEC IEC 62271-100, 2001 Type, routine & field tests
Timing definitions Guide for selection and specification IEC 60694, 2001 Normal service conditions Schedule of preferred ratings Altitude correction IEC 60427, IEC 60815, IEC 60529, IEC 61166, IEC 61233 © OMICRON

36 斷路器VCB、GCB、VCS、GCB 檢驗流程
一、接觸電阻檢測： 　　1.斷路器抽出放置定位。 　　2.確定斷路器ON狀態下。 　　3.以接觸電阻計分別檢測R、S、T相開關接點電阻，以μ Ω為單位記錄之。 　　　　R=套管1+套管2 　　　　S=套管3+套管4 　　　　T=套管5+套管6 　　4.使用儀器：接觸電阻計或微歐姆計。 二、跳脫及閉合時間檢測： 　　1.斷路器抽出放置定位。 　　2.確定斷路器在 off狀態下。 　　3.開啟斷路器之控制電源。 　　4.以三相同步測試器，各相有二條測試線共6條，接於R、S、T相上下段，時間以秒或HZ為單位。 　　5.以三相同步測試器操作，使斷路器做啟閉ON-OFF動作，動作後再放開CS開關， 　　　即可得跳脫時間檢測並記錄之。 　　6.使用儀器：三相同步測試器。

37 三、介質功率因數檢測： 　　1.斷路器確定在OFF狀態下。 　　2.單套管試驗時以功率因數試驗器分別檢測三相上段和下段，不得投入或三相
並試，非受測之其餘套管需連同外殼施予接地。 　　3.檢測電壓為AC2.5KV。 　　4.使用儀器AC2.5KV功率因數試驗器。 四、介質吸收及耐壓檢測： 　　1.斷路器確定在OFF狀態下。 　　2.單套管試驗時以耐壓試驗器分別檢測三相上段和下段，不得投入或三相並試， 　　 非受測之其餘套管需連同外殼施予接地。 　　3.檢測電壓：竣工檢測加壓額定電AC1.5倍10分鐘無異狀即可。 　　　　　　　　定期維護加壓DC10KV 1分鐘之絕緣值。 　　4.使用儀器：竣工檢測：AC耐壓試驗器。 　　　　　　　　定期維護：AC耐壓試驗器或高壓絕緣電阻計。 五、絕緣電阻： 　　1.以高阻計分別檢測三相上段和下段，不得投入或三相並試。 　　2.使用儀器：以1000V或2000V高阻計。