浅谈断路器的合分时间及其重要性

合分时间是断路器中一个重要的时间参数，它如何影响断路器本身及系统操作要求呢？今天我们就聊聊这个参数。

在电力系统运行中，架空线路短路故障多为雷电、鸟击等暂时性故障。为提高供电可靠性和系统稳定性，线路保护控制通常采用再合闸操作方式。当架空输电线路发生短路故障时，断路器在保护装置的指令下分断，并在短时间间隔内自动重新合闸。通常CB重合闸后，超过一半以上的暂态故障会被清除，系统恢复正常输电。

如故障并未消除，断路器须能再次开断短路故障（线路中依然存在的短路故障）。此后，在有的情况下，由运行人员在断路器第二次开断短路故障后经过一定时间(例如 180s)再令断路器关合电路，称作“强送电”。强送电后，如故障仍未消除，断路器则需要第三次开断短路故障。所有这些重合闸过程也对应了断路器的操作顺序要求即O-CO-CO。当然不是所有的电力部门都依次顺序，这完全取决于系统的保护要求，有些电力线路要求断路器CO-CO的顺序。总之，无论哪种方式，断路器本身需要满足这些操作条件。

与自动重合闸操作顺序中有关的时间参数有分-合时间、重关合时间、重合闸时间、合-分 CO 时间(也称金属短接时间)和关合-开断时间等。采用快速自动重合闸的断路器在上述很短的时间内应能可靠地多次连续关合、开断短路故障（电流及承受恢复电压）。

对断路器来讲，这种连续多次开合短路电流比只是开断一次短路电流，负担要沉重得多。而其中断路器合-分 CO时间是断路器特性的重要参数。

合-分时间(Close-Open time)

合-分时间是指合分操作中，从合闸操作的第 一极触头接触时刻到随后的分闸操作中所有极弧触头都分离时间的时间间隔。

这个时间过去曾称为金属短接时间，它是断路器动、静触头在重合闸过程中的第 一个“合”开始机械性接触起，直到重合闸第二个“分”又机械地脱离接触之间的时间间隔，它代表重合又再分时动、静触头处于接通的时间区段。

除非另有说明，关合过程中断路器的分闸脱扣器在第 一极中的触头接触时刻就带电，这个合-分时间表示最短合-分时间。

由于断路器合-分时间加长时，对系统稳定性起着不利影响；而合-分时间过短又不利于断路器重合闸时第二个“分”的可靠开断能力，因此合-分时间应该有个范围。制造厂应给出断路器合-分时间的上下限，用户应对断路器在规定的最小合-分时间下的额定短路开断能力给予关注。

验证断路器在最小合-分时间下的额定短路开断能力的试验方法，DL402 正在考虑中。

为了保证断路器分闸特性，需要考虑断路器主触头刚接触至合闸到底之间的时间，即首先保证断路器具有“自卫“能力（尤其少油断路器，金短时间达70~100ms 左右；SF6气体断路器则恢复时间很短，金短时间在几十ms左右）。所谓断路器的“自卫”能力，是指断路器在“合分”操作时，能保证将合闸进行到底，达到最终合闸状态。同时能保证下一个“分”操作时“分闸速度”，和下一个“分”的“开断能力”。

对于有自卫能力的断路器，一般通过辅助开关来完成分、合闸回路切换时间顺序控制。断路器在合闸没有完成，或断路器还没有完成好下一个“分”的分闸特性和开断能力准备，分闸控制回路不会接通。因此在正常情况下不会出现断路器还没有合到位就开始分闸的情况。这跟自由脱扣的注释一致，即即使具有自由脱扣的断路器也需要使动触头合到底再分闸（通过调整继电保护时间大于最小金短时间），以保证断路器的开断性能不变。

一般现场预防试验和交接试验不要求测量断路器的合分时间(金属短接时间)。DL/T405规定：断路器的CO时间由产品技术条件规定，在型式试验中的CO 时间不得大于规定值，而运行中实际的CO时间不得小于规定值。但是，断路器的CO时间过长、过短或三相不致时就会导致严重后果。

如果CO时间过短，断路器在重合闸方式时，特别是切断永 久短路故障情况下，就会因为断路器灭弧室的绝缘强度和灭弧能力恢复不够，出现断路器不能够切断故障电流，或出现重燃或重击穿情况，导致严重的电网事故，特别是对那些不具备自卫能力的少油断路器（如SW4-252、SW6-252）等，其需要回油时间，重合闸时预击穿时间比单次合闸可能要长很多。

当CO时间过长，在断路器重合闸时，由于断路器不能及时快速地切除故障，给电网带来巨大的冲击和危险即长时间承受巨大短路电流。例如某220kV电网，发生这样A相故障，系统检测到的实际CO时间为183ms，使单相接地电流14400A多，冲击系统120ms；三相CO时间不一致，或某相过长或过短都会导致在断路器重合闸操作时，会出现三相不同期，相当于在一段时间内系统出现非全相运行。

我国500kV电网要求断路器对近区故障的切除时间不大于90ms。但是，解决断路器的CO时间与继电保护的动作时间配合不当的问题，必须以满足电力系统安全稳定要求为前提，因此不宜通过延长继电保护装置动作时间来解决，而应该通过断路器自身采取可靠措施来实现。现在国网的订货技术规范或反措等都为此做了明确的规定。对于CO的时间，例如在126kV~800kV电压等级对AIS以及罐式断路器要求是≤50ms，而对GIS断路器在126kV则是≤60ms。