高壓開(kāi)關(guān)的分、合閘速度，分、合閘時(shí)間，分、合閘不同期程度，以及分合閘線圈的動(dòng)作電壓，直接影響高壓開(kāi)關(guān)的關(guān)合和開(kāi)斷性能。高壓開(kāi)關(guān)只有保證適當(dāng)?shù)姆帧⒑祥l速度，才能充分發(fā)揮其開(kāi)斷電流的能力，以及減小合閘過(guò)程中預(yù)擊穿造成的觸頭電磨損及避免發(fā)生觸頭燒損、噴油，甚至發(fā)生爆炸。而剛合速度的降低，若合閘于短路故障時(shí)，由于阻礙觸頭關(guān)合電動(dòng)力的作用，將引起觸頭振動(dòng)或使其處于停滯狀態(tài)，同樣容易引起爆炸，特別是在自動(dòng)重合閘不成功情況下更是如此。反之，速度過(guò)高，將使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)受到過(guò)度的機(jī)械應(yīng)力，造成個(gè)別部件損壞或使用壽命縮短。同時(shí)，由于強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊和振動(dòng)，還將使觸頭彈跳時(shí)間加長(zhǎng)。真空和SF6高壓開(kāi)關(guān)的情況相似。 
    高壓開(kāi)關(guān)分、合閘嚴(yán)重不同期，將造成線路或變壓器的非全相接入或切斷，從而可能出現(xiàn)危害絕緣的過(guò)電壓。
    高壓開(kāi)關(guān)機(jī)械特性的某些方面是用觸頭動(dòng)作時(shí)間和運(yùn)動(dòng)速度作為特征參數(shù)來(lái)表示的，在機(jī)械特性試驗(yàn)中一般最主要的是剛分速度、剛合速度、最大分閘速度、分閘時(shí)間、合閘時(shí)間、合－分時(shí)間、分－合時(shí)間以及分、合閘同期性等。
    一、部分時(shí)間參量的定義
    1.分閘時(shí)間
    是指從高壓開(kāi)關(guān)分閘操作起始瞬間（接到分閘指令瞬間）起到所有極的觸頭分離瞬間為止的時(shí)間間隔。應(yīng)具有很短的分閘時(shí)間，減少分閘時(shí)電弧的能量，防止電弧使觸頭熔焊。
    2.合閘時(shí)間
    是指處于分位置的高壓開(kāi)關(guān)，從合閘回路通電起到所有極觸頭都接觸瞬間為止的時(shí)間間隔。合閘時(shí)間必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)。合閘時(shí)間太短，則系統(tǒng)短路時(shí)直流分量過(guò)大，可能會(huì)引起合閘困難；合閘時(shí)間太長(zhǎng)，則影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
    3.分－合時(shí)間
    是高壓開(kāi)關(guān)在自動(dòng)重合閘時(shí)，從所有極觸頭分離瞬間起至首先接觸極接觸瞬間為止的時(shí)間間隔。
    4.合－分時(shí)間
    是高壓開(kāi)關(guān)在不成功重合閘的合分過(guò)程中或單獨(dú)合分操作時(shí)，從首先接觸極的觸頭接觸瞬間起到隨后的分操作時(shí)所有極觸頭均分離瞬間為止的時(shí)間間隔。
    5.分閘與合閘操作同期性
    是指高壓開(kāi)關(guān)在分閘和合閘操作時(shí)，三相分?jǐn)嗪徒佑|瞬間的時(shí)間差，以及同相各滅弧單元觸頭分?jǐn)嗪徒佑|瞬間的時(shí)間差，前者稱為相間同期性，后者稱為同相各斷口間同期性。 
    二、測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)時(shí)間參量的方法
    在高壓開(kāi)關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，一般應(yīng)進(jìn)行分閘時(shí)間、合閘時(shí)間、分合閘同期性的測(cè)量，對(duì)于具有重合閘操作的高壓開(kāi)關(guān)，還需測(cè)量分－合時(shí)間和合－分時(shí)間。
    1.用電秒表測(cè)量時(shí)間
    電秒表具有測(cè)量簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但是，電秒表難以準(zhǔn)確測(cè)量相間或斷口間不同期性，所以已逐漸被取代。
    2.光線示波器測(cè)量時(shí)間
    使用光線示波器可以測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)分、合閘時(shí)間，同期差及分、合閘電磁鐵的動(dòng)作情況。這種方法具有測(cè)量準(zhǔn)確、直觀，且能同時(shí)測(cè)量多個(gè)時(shí)間參量等優(yōu)點(diǎn)。
    (1)測(cè)量基本原理。接線原理如圖1-1所示，光線示波器的測(cè)試回路由電源E、開(kāi)關(guān)S、可調(diào)電阻R、光線示波器振子g回路串聯(lián)組成。
    (2)單相單斷口高壓開(kāi)關(guān)的時(shí)間測(cè)量，其測(cè)量接線如圖1-2所示。

圖1-1 光線示波器振子回路接線原理圖

圖1-2 用光線示波器進(jìn)行斷口測(cè)量接線原理

 測(cè)量前，事先將電阻箱中的電阻r1、r2調(diào)節(jié)到適當(dāng)值，當(dāng)電路接通時(shí)，電路中的電流值應(yīng)在示波器振子允許的范圍之內(nèi)。
    (3)電流信號(hào)。在高壓開(kāi)關(guān)的機(jī)械試驗(yàn)中，通常將分閘和合閘電磁鐵在操作高壓開(kāi)關(guān)分、合閘時(shí)的電流波形，稱為電流信號(hào)。它是高壓開(kāi)關(guān)接受分閘和合閘操作指令的標(biāo)志，這個(gè)標(biāo)志是高壓開(kāi)關(guān)時(shí)間測(cè)量中不可缺少的信號(hào)，其測(cè)量原理接線如圖1-3所示。
    (4)高壓開(kāi)關(guān)的三相時(shí)間測(cè)量。一臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)一般由三相組成，所以在機(jī)械試驗(yàn)中必須測(cè)量三相的時(shí)間參數(shù)。圖1-4示出了用光線示波器進(jìn)行三相時(shí)間測(cè)量的接線圖。

圖1-3 抽取分、合閘線圈電流信號(hào)原理圖

圖1-4 用光線示波器進(jìn)行三相時(shí)間測(cè)量接線圖
XQ－線圈

 由于光線示波器時(shí)標(biāo)范圍寬、精度高，且能直觀反映出高壓開(kāi)關(guān)在動(dòng)作過(guò)程中有關(guān)參量的變化情況，因此，過(guò)去一直是測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)機(jī)械特性的主要方法。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)機(jī)械動(dòng)作各參數(shù)的儀器，已逐步取代了光線示波器的使用。
    三、速度參量的定義
    1.觸頭剛分速度
    指開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭分離瞬間的運(yùn)動(dòng)速度。技術(shù)條件無(wú)規(guī)定時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦取剛分后0.01s內(nèi)平均速度作為剛分點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并以名義超程的計(jì)算點(diǎn)作為剛分計(jì)算點(diǎn)。
    2.觸頭剛合速度
    指開(kāi)關(guān)在合閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸瞬間的運(yùn)動(dòng)速度。技術(shù)條件無(wú)規(guī)定時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一般推薦取剛合前0.01s內(nèi)平均速度作為剛合點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并以名義超程的計(jì)算點(diǎn)作為剛合計(jì)算點(diǎn)。
    3.最大分閘速度
    指開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程中區(qū)段平均速度的最大值，但區(qū)段長(zhǎng)短應(yīng)按技術(shù)條件規(guī)定，如無(wú)規(guī)定，按0.01s計(jì)算。
    四、測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)速度參量的方法
    高壓開(kāi)關(guān)的速度參量以其分、合閘速度來(lái)表示。由于高壓開(kāi)關(guān)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每一時(shí)刻的速度是不同的，一般所關(guān)心的是剛分、剛合速度和最大速度。根據(jù)以上定義要求，下面介紹幾種測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)特性的方法。
    1.電磁振蕩器測(cè)速法
    電磁振蕩器測(cè)速原理如圖1-5所示。

圖1-5 電磁振蕩器測(cè)速原理示意圖
1－運(yùn)動(dòng)紙板；2－振動(dòng)筆；3－銜鐵；4－振動(dòng)簧片；
5－線圈；A－剛分、剛合點(diǎn)

 運(yùn)動(dòng)紙板通過(guò)測(cè)速桿與動(dòng)觸頭連接。當(dāng)振蕩電磁鐵線圈中通入50Hz交流電時(shí)，振動(dòng)筆以100次／s的頻率振動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的紙板上繪出周期為0.01s的振蕩波形。紙板上波形長(zhǎng)度就是觸頭總行程，行程間對(duì)應(yīng)的周波數(shù)，就是觸頭總運(yùn)動(dòng)時(shí)間。在觸頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于每相鄰波峰間時(shí)間間隔為0.01s，振動(dòng)曲線最大波峰間的厘米數(shù)就是觸頭的最大速度值vmax。剛分(合)點(diǎn)位置的確定如圖6－8所示。

圖1-6 振蕩器測(cè)速波形圖
（a）分閘速度曲線；（b）合閘速度曲線

 在振蕩波形圖上，首先要分清楚分(合)閘曲線的兩個(gè)端頭中哪一端是分閘位置S1，哪一端是合閘位置S2，然后以合閘位置S2為起始點(diǎn)，向分閘方向量取一段等于高壓開(kāi)關(guān)超行程值的長(zhǎng)度S0，以這一線段終點(diǎn)位置為動(dòng)靜觸頭剛分(合)時(shí)刻。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，取觸頭分離后(接觸前)10ms內(nèi)的速度為剛分(合)速度，所以視超行程終點(diǎn)落在曲線的什么相位，再取同相位的一個(gè)波長(zhǎng)，即為所求剛分速度vF或剛合速度vH。
    2.轉(zhuǎn)鼓式、電位器式測(cè)速儀
    轉(zhuǎn)鼓式測(cè)速儀是以連接在動(dòng)觸頭系統(tǒng)上的記錄筆，沿以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)筒上所畫(huà)的曲線來(lái)反映其運(yùn)動(dòng)情況的。而電位器式測(cè)速儀則是以其滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻桿上的不同位置所反映的電壓值來(lái)測(cè)量高壓開(kāi)關(guān)的動(dòng)作狀況。這兩種測(cè)量方法能直觀判斷高壓開(kāi)關(guān)觸頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有無(wú)卡澀和緩沖不良等異?，F(xiàn)象，能夠粗略測(cè)出高壓開(kāi)關(guān)的固有分、合閘時(shí)間，速度測(cè)量精度較高。這兩種方法較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是較為笨重，功能單一，已很少使用。
    五、高壓開(kāi)關(guān)特性測(cè)試儀
    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了高壓開(kāi)關(guān)特性測(cè)試儀。它能夠在測(cè)試過(guò)程中，將開(kāi)關(guān)的時(shí)間、速度等多項(xiàng)特性參數(shù)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，提高了工作效率，這是開(kāi)關(guān)測(cè)試的方向。
    1.光電測(cè)速原理
    由于光電測(cè)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，大多數(shù)開(kāi)關(guān)特性測(cè)試儀都采用光電傳感器進(jìn)行開(kāi)關(guān)的測(cè)速。光電測(cè)試是利用對(duì)檢測(cè)到的光信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)(或計(jì)時(shí))來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭行程和速度的測(cè)量的。圖1-7中示出了光電測(cè)速結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-7 光電測(cè)速結(jié)構(gòu)示意圖
1－傳感頭；2－光柵尺；3－測(cè)速桿；4－動(dòng)觸頭；
5－發(fā)光管；6－光敏接收管；7－整形電路

 圖1-7中，開(kāi)有光孔的光柵尺通過(guò)測(cè)速桿與開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭連接。動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)光柵尺上下運(yùn)動(dòng)。發(fā)光管5發(fā)出的光線可通過(guò)光柵尺上的光孔照射到光敏接收管6上，或被光柵尺不透光部分遮擋。被檢測(cè)到的光信號(hào)，經(jīng)整形電路7轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的方波信號(hào)，送入到高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試儀進(jìn)行計(jì)算處理。
    下面，以武漢華電高科生產(chǎn)的GKC-H高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀為例，來(lái)說(shuō)明這類儀器的使用。該儀器除能給出測(cè)試數(shù)據(jù)外，還能給出詳細(xì)的波形圖，并將開(kāi)關(guān)行程曲線和斷口波形繪制在同一張圖上，從而可較直觀地了解各量的情況和彼此間的相互關(guān)系，幫助分析開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的某些缺陷和隱患。
    2.連接和接線
    圖1-8示出了利用該類儀器對(duì)少油高壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)試的接線圖。圖1-9示出了油高壓開(kāi)關(guān)測(cè)速傳感器的安裝示意圖，其測(cè)速傳感器通過(guò)管狀支架固定在開(kāi)關(guān)的上部。光柵尺穿過(guò)傳感器，井通過(guò)測(cè)速桿與開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭連接。測(cè)速信號(hào)電纜通過(guò)插頭接于儀器背面的插孔中。

圖1-8 少油高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試接線示意圖
FQ－分閘線圈；HQ－合閘線圈

圖1-9 少油高壓開(kāi)關(guān)測(cè)速傳感器安裝示意圖
1－傳感頭；2－光尺；
3－光尺接頭；4－管狀支架；
5－測(cè)速桿；6－動(dòng)觸頭；
7－絕緣板；8－夾具

 接線完成后，儀器即進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，高壓開(kāi)關(guān)一旦操作，儀器自動(dòng)判斷該次操作是分、合、合分或分合操作，并對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。技顯示或打印按鈕，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示或打印輸出。
    3.真空高壓開(kāi)關(guān)的測(cè)試
    真空高壓開(kāi)關(guān)的時(shí)間特性的測(cè)試方法與其他高壓開(kāi)關(guān)相同。對(duì)于真空高壓開(kāi)關(guān)，應(yīng)注意其合閘彈跳時(shí)間不大于2ms。合閘彈跳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將加劇觸頭的燒損，甚至導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭間的熔焊。真空高壓開(kāi)關(guān)的速度是按一定行程的平均值進(jìn)行測(cè)試，通常采用一特制的輔助觸點(diǎn)安裝在真空高壓開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭端，利用其與真空高壓開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭的接觸或分離來(lái)作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)或終點(diǎn)。
    圖1-10(a)示出了用該類高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試儀對(duì)真空高壓開(kāi)關(guān)機(jī)械特性進(jìn)行測(cè)試的原理接線圖。圖中的箭頭表示測(cè)速的輔助觸點(diǎn)。
    圖1-10(b)則為用于安裝輔助觸點(diǎn)的夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。夾具1用于將其固定在高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭端附近合適的位置，當(dāng)需要測(cè)合閘特性的時(shí)候，應(yīng)讓輔助觸點(diǎn)剛好與高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭側(cè)的動(dòng)觸頭接觸。這樣測(cè)得的合閘平均速度即為該高壓開(kāi)關(guān)全部合閘行程的平均速度。當(dāng)需要測(cè)分閘特性的時(shí)候，高壓開(kāi)關(guān)處于合閘位置則應(yīng)使輔助觸點(diǎn)放在離動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)方向上6mm處。這樣測(cè)得的分閘平均速度，即為剛分6mm內(nèi)的平均速度。

圖1-10 真空高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試示意圖
（a）真空高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試接線示意圖；（b）真空高壓開(kāi)關(guān)測(cè)試示意圖
FQ－分閘線圈；HQ－合閘線圈
1－夾具；2－絕緣薄板；3－輔助觸頭；4－高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭

 4.SF6高壓開(kāi)關(guān)的測(cè)試
    由于SF6高壓開(kāi)關(guān)滅弧室不能打開(kāi)，不能直接對(duì)動(dòng)觸頭進(jìn)行測(cè)試，通常是對(duì)SF6高壓開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部分進(jìn)行測(cè)速。當(dāng)對(duì)SF6高壓開(kāi)關(guān)測(cè)速時(shí)，可根據(jù)高壓開(kāi)關(guān)的具體結(jié)構(gòu)，將傳感頭固定在適當(dāng)位置，并將光柵尺通過(guò)某種方式與高壓開(kāi)關(guān)的運(yùn)動(dòng)部分連接，即可實(shí)現(xiàn)測(cè)速，其測(cè)速結(jié)果應(yīng)滿足該高壓開(kāi)關(guān)的技術(shù)條件的要求。