发电机出口断路器是水电厂最重要的控制和保护设备之一，它既要在正常情况下切、合发电机，又要在故障情况下开断巨大的故障电流，尤其是短路电流。因此，它的好坏，直接影响电厂设备的安全、可靠运行。而如何监测断路器的状态与寿命，保证断路器工作在良好状况，使断路器的检修工作从定期维护过渡到状态检修显得非常迫切与必要。

1　断路器特性、参数及检修
　　广州蓄能水电厂Ⅰ、Ⅱ期工程共装有8套发电机出口断路器，其特性参数如下：
　　　型号　　　　　　　　　　HEK4
　　　额定电压　　　　　　　　24 kV
　　　额定电流　　　　　　　　12 000 A
　　　短时耐受电流(有效值)　　100 kA/s
　　　开断能力　　　　　　　　100 kA
　　　操作程序　　　　　　　　分合—30 min—分合
　　　SF₆气压　　　　　　 　　0.62 MPa
　　　厂家　　　　　　　　 　　ABB
　　根据厂家说明书，断路器的定期大修周期为：a)运行10 a，由于复合材料的老化必须大修；b)操作5 000次开合，由于活动部件的磨损需大修。
　　1996年12月12日，广州蓄能水电厂曾发生2号发电机出口断路器烧损事故，断路器操作次数才3 322次开合，解体后发现断路器主触头、灭弧触头全部烧融。原因为灭弧触头先于主触头分断，电弧在主触头间燃烧，将断路器损坏。该次事故令到2号机停运达3个星期之久，造成很大的经济损失。因此，如何真正监测断路器的寿命，使断路器能经常处于良好工作状况确实非常重要。

2　断路器寿命诊断仪工作原理及判别准则
　　TM1600／MA31断路器寿命诊断仪除测量断路器分合闸时间外，其最显著的特点是可以测量灭弧触头插入的“有效长度”，即主触头动、静触头刚分离时，动灭弧触头插入静灭弧触头内的“有效长度”，从而可以监测断路器的灭弧触头的寿命。其工作原理为：将断路器两侧电压量、电流量以及断路器操作机构转动角引入断路器分析仪，再将信息通过光缆输入装有断路器计算机分析辅助软件CABA的手提电脑，断路器操作后，其软件会根据主触头分断点A，灭弧触头分断点B(如图1所示)，计算主触头分断时，灭弧触头插入的“有效长度”，也即灭弧触头的电流分断能力，其计算结果会以图像及数字的形式显示在电脑屏幕上，可以很方便在现场或回办公室进行分析，并可调出前次的结果进行重叠比较，以便清楚判断断路器状态变化趋势。

图1　测量曲线图

　　仪器接线简单(如图2所示)，操作方便，完成一相灭弧触头插入的“有效长度”的测量工作，耗时仅几分。
　　对一台新断路器来说，其灭弧触头插入的“有效长度”约为12 mm，当断路器灭弧触头插入的“有效长度”降为3 mm时，断路器灭弧触头将失去其灭弧作用，弧光将会在主触头之间燃烧，会损坏断路器。因此根据测量的灭弧触头插入的“有效长度”，可以判断断路器的状态与寿命，根据断路器的这一状态安排检修，使断路器能安全、稳定地运行。

图2　仪器接线图

3　实际应用
　　广州蓄能水电厂自1996年底使用断路器寿命诊断仪，利用小修工作期间，对发电机断路器灭弧触头插入“有效长度”进行测量，根据2 a多时间的经验积累，在断路器正常开断情况下，断路器灭弧触头磨损速率约为2.5 μm／次开合。有时实际测量的断路器三相灭弧触头插入的“有效长度”极不平衡，如1997年5月31日测量3号发电机出口断路器结果为：A相5.67 mm；B相4.53 mm；C相3.50 mm。可以看出，三相极不平衡，考虑断路器灭弧室大修时必须取灭弧触头插入“有效长度”最短的一相与标准相比，并需要留有一定的裕度，由于C相已非常接近3.00 mm的下限值，应及时安排检修。通常可以根据灭弧触头插入的“有效长度”，及最终“有效长度”之差，再根据灭弧触头磨损速率，即可算出断路器需要检修的具体时间，误差不会超过3个月。使用TM1600／MA31断路器寿命诊断仪以来，我们已根据测量断路器灭弧触头插入的“有效长度”这一状态，有计划地安排了4台次发电机灭弧室大修，使断路器检修从定期维护过渡到状态检修，保证了发电机出口断路器稳定、安全运行。