摘要：本文介紹了負荷開關試驗方式6a和6b的一些試驗要求，提供了確定決定試驗電流的原則，分析了斷口恢復電壓，加深對標準的理解。
關鍵詞：負荷開關接地故障開斷電流額定電纜充電開斷電流恢復電壓試驗回路
　　中圖分類號：TM51文獻標識碼：A　　Abstract：Thispaperintroducestestrequestontest-duty6aand6fortheswitches,andalsoprovidestheprinciplethatisusedtodeterminetestcurrentandanalyzesrecoveryvoltageacrossthecontacts,thereforethisstandardisfurtherunderstood。　　KeyWords:test-duty6aand6b;earthfaultbreakingcurrent;cable-chargingbreakingcurrentunderearthfault;recoveryvoltage;testcircuit　　GB3804-2004標準規定，用于中性點絕緣或諧振接地系統的負荷開關應具有額定接地故障電流的開斷能力（即試驗方式6a）以及接地故障條件下的額定電纜充電和線路充電開斷電流的開斷能力（即試驗方式6b）^[1]。本文就試驗方式6a和6b進行一些分析，明確標準中的一些要求。　　

1試驗方式6a　　

1.1試驗電流　　

在中性點絕緣或諧振接地系統中，負荷開關出線端一極對地短路，導致該極與負荷開關電源側線路的對地雜散電容構成回路，在故障極中流過容性電流。由此額定接地故障開斷電流定義為負荷開關在其額定電壓下能夠開斷的故障相的最大接地故障電流。　　

標準中沒有給出額定接地故障電流開斷電流值，這是因為不同的系統結構和布線方式，當發生接地故障時，故障電流各不相同。圖1是輻射型結構的配電系統簡圖，圖中：A、B、C為電源三相母線，A1、B1、C1和A2、B2、C2分別為1^＃支路和2^＃支路三相線路，St1和St2分別為支路中的負荷開關，C₁和C₂分別為線路側對地雜散電容。當1^＃支路D點發生接地故障時，A1和B1相將因為對地電容的存在而有電流流過負荷開關的C1相，同時2^＃支路A2、B2、C2相也會因為對地電容的存在而有電流流過負荷開關的C1相。支路越多，流過故障相的故障電流越大。　　
圖1輻射型結構的配電系統簡圖　　因此，實際試驗時，制造廠應根據電力系統的情況合理選擇試驗電流。一般可選幾十安培。　　

1.2試驗回路和恢復電壓　　試驗回路　　試驗方式6a的試驗回路如圖2。圖中：St為負荷開關，電源電壓u_a=U_msinωt，Z_S為電源回路阻抗，Z_S等于100額定有功負載電流開斷試驗回路的電源阻抗，且其功率因數不大于0.2。電容C應根據試驗電壓和試驗電流確定，電阻R用于限制涌流，一般取容抗的5，不宜過大，否則會影響回路功率因數和恢復電壓。　　
圖2試驗方式6a試驗回路簡圖　　試驗電壓應在電流開斷后、在負荷開關端子間測量，即ab點間或bc點間電壓，試驗電壓有效值應等于負荷開關額定電壓U_r（ 10），由于容性回路中的電壓升高，試驗電壓高于電源電壓ΔU。一般ΔU很小。　　

參數計算—開斷電流和恢復電壓　　

為方便計算，忽略電源回路阻抗Z_S，負荷開關合閘狀態下的穩態電流為：

（1）　　開斷電流有效值為：　　

（2）　　當i_C過零開斷后，負荷開關斷口恢復電壓為（以i_C過零開斷時刻為計時起點）：　　

（3）　　負荷開關斷口最大恢復電壓為U_tr=2U_m。　　

如果考慮電源阻抗上的壓降，并折算到試驗電壓，負荷開關斷口最大恢復電壓為：　　

（4）　　通常，ΔU很小，所以負荷開關斷口最大恢復電壓約為試驗電壓幅值的倍。　　

額定接地故障開斷電流試驗仿真波形圖如圖3。圖3中u_a、u_b、u_c分別電源相電壓，u_ao、u_bo為圖2中a、b點對地電壓，u_CO為C相斷口恢復電壓。　　
圖3試驗方式6a試驗恢復電壓波形圖　　試驗回路的TRV主要取決于回路中實際的R、C和Z_S，因此不必規定電源回路的TRV。　　當進行單相試驗時，為保證斷口恢復電壓為額定電壓幅值的倍，試驗電壓應為U_r。　　

2試驗方式6b　　

2.1　試驗電流　　

在中性點絕緣或諧振接地系統中，負荷開關正常開合空載電纜或空載線路時，負荷開關電源側發生一相對地短路故障時，其它兩個健全相中會出現更大的容性電流，如圖4所示。即接地故障條件下的額定電纜充電和線路充電開斷電流是負荷開關在其額定電壓下能夠開斷的健全相中的最大電流。標準規定該電流為額定電纜充電和線路充電電流的倍。由于用于不接地系統，即首開相系數為1.5，通常情況下可以僅進行接地故障條件下的額定電纜充電電流開斷試驗。　　

2.2試驗回路和恢復電壓　　

試驗回路　　試驗方式6b的試驗回路如圖4（試驗中可以不接C相的R和C）。圖中符號及參數要求同圖1。　　　　

圖4試驗方式6b試驗回路簡圖　　

試驗電壓應在電流開斷后、在負荷開關端子間測量，即ab點間或bc點間電壓，試驗電壓有效值應等于負荷開關額定電壓U_r（ 10），由于容性回路中的電壓升高，試驗電壓高于電源電壓ΔU。一般ΔU很小。　　

參數計算—開斷電流和恢復電壓　　為方便計算，忽略電源回路阻抗Z_S，負荷開關合閘狀態下的穩態電流為：　　

（5）　　開斷電流有效值為：　　

（6）　　當i_a過零開斷后，負荷開關斷口A的恢復電壓為（以i_a過零開斷時刻為計時起點）：　　

（7）　　負荷開關斷口最大恢復電壓為U_tr=2U_m。　　如果考慮電源阻抗上的壓降，并折算到試驗電壓，負荷開關斷口最大恢復電壓為：　　

（8）　　通常，ΔU很小，所以負荷開關斷口最大恢復電壓約為試驗電壓幅值的2倍。　　　　

圖5試驗方式6a試驗恢復電壓波形圖　　圖5為接地故障條件下的額定電纜充電電流開斷試驗仿真波形圖。圖5中u_a、u_b、u_c分別電源相電壓，u_ao、u_bo為圖4中a、b點對地電壓，u_AO、u_BO為A、B相負載電容電壓，則A、B斷口恢復電壓分別為u_ao-u_AO、u_b-u_BO。　　電源回路應符合100額定有功負載電流開斷試驗回路的TRV參數，因為如果不提供調節TRV的元件，電源回路電感上的能量將無法釋放。　　當進行單相試驗時，為保證斷口恢復電壓為額定電壓幅值的2倍，試驗電壓應為U_r。　　

3結論　　

1）額定接地故障開斷電流應由用戶根據系統結構確定，電源回路不需規定TRV，開斷時斷口恢復電壓最大值約為試驗電壓幅值的倍；　　

2）通常情況下可以僅進行接地故障條件下的額定電纜充電電流開斷試驗，其試驗電流為額定電纜充電的倍，電源回路的TRV應符合100額定有功負載電流開斷試驗回路的TRV，開斷時斷口恢復電壓最大值約為試驗電壓幅值的2倍。　　參考文獻：　　[1]GB3804—2004.3.6～40.5kV高壓交流負荷開關[S]