第十四章 高压断路器的试验
高压断路器试验课程课件
（4）绝缘性能试验：有工频耐压试验，冲击耐压试验，绝缘电阻测量， 泄漏电流试验，介质损失角正切值测量等。
（5）特殊环境适应试验：包括湿热气候条件试验，高原气候条件试验， 污秽试验等。
三、高压断路器试验分类：分三大类。 1．研究性试验：是设计制造前产品必要进行的试验，它用以确定设汁 的依据和结构参数； 2．产品试验：包括型式试验、参考性试验、试运行试验和出厂试验四 种，是产品在设计、制造和生产过程中进行的试验，也是高压断路器试验的 主要部分。详述如下： （l）型式试验：目的是对某一断路器的性能、质量等各方面进行研究和 考核，并据此对设计进行修改和重新加工，然后再作考核。该试验的项目最 多，占所有试验项目的大部分。不同产品应做的试验项目由产品标准确定。 型式试验是从一种产品中抽样进行的，若一种产品的重要零部件经过修 改、代用以及重要的工艺更改时，都要重新按有关型式试验进行考核。 一种产品生产经若干年后也要重新进行型式试验。
2. 优点：不需专门电源，且可做三相试验。其试验条件比较符合实际运 行情况。
3. 缺点： （1） 试验容量受到现有电网短路容量的限制； （2）试验时的参数由电网和试验地点所确定，调整很困难； （3) 造成电网的短路才能进行试验，对电网有损害； （4）试验时间和次数受到限制；准备试验太费时间。 所以，网络试验有很大的局限性。 4、为克服上述缺点，可建立专供试验的网络试验站。 （1）其原理接线如图13-2所示。 图中变压器B用来改变试验电压，在需要时接入；电抗器DK和电阻R用以 调节试验时的短路电流及功率因数；C0用以调节瞬态恢复电压的特性。
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4. 单频振荡回路试验： （1）振荡回路试验中的波形图如 图13-5所示。只要合适地选择L和C，就 可在放电回路中获得工频50Hz的正弦电 流，而且回路中的正弦电流i落后于电 容上电压uc90°相角。 振荡回路中被试断路器开断的电流 相当于电网中的纯电感性电流。当电流 过零时，电容电压uc为最大值Ucm，相当 于开断瞬间的工频恢复电压值。 （2）f0：在被试断路器DLbs上并接有调频电容C0，当DLbs电流过零开断时，
高压断路器实验
国网武汉高压研究院张蓬鹤 2008-06-10高压断路器试验主要内容一、高压断路器概述二、断路器试验综述三、机械特性试验Ø高压断路器的作用 Ø高压断路器的主要要求 Ø高压断路器的分类 Ø高压断路器的基本结构 Ø断路器的术语 Ø相应的断路器标准一、高压断路器概述高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备。
Ø在正常运行时,根据电网的需要,接通或断开电路的空载电流和负载电流,起控制作用; Ø当电网发生故障时,高压断路器和保护装置及自动装置相配合,迅速、自动地切断故障电流,保障电网无故障部分的安全运行,以减少停电范围,起保护作用;1、高压断路器的作用n 绝缘部分能长期承受最大工作电压,还能承受过电压; n 长期通过额定电流, 各部分温度不超过允许值 ; n 断路器的跳闸时间要短 , 灭弧速度要快 ; n 能够满足快速重合闸 ; n 在通过短路电流时, 有足够的动稳定性和热稳定性 ; 2、高压断路器的主要要求Ø油断路器; Ø压缩空气断路器 (高速气流 ; ØSF6断路器; Ø磁吹断路器(电弧吹入狭缝 ; Ø真空断路器; Ø固体产气断路器 (聚氯乙烯 ; 3、高压断路器的分类4、高压断路器的基本结构 n 由基座、绝缘支柱、开断元件及操作结构组成。
5、断路器的术语 n 特性参量术语 ; n 操作术语 ;特性参量术语(铭牌&额定电压 :在规定的使用和性能条件下能连续运行的最高电压, 并以它确定高压开关设备的有关试验条件;&额定电流 :在规定的使用和性能条件下能连续运行的最高电压, 高压开关设备主回路能够连续承载的电流数值 ;&额定开断电流 :在规定的使用和性能条件下 ,断路器能保证正常开断的最大断路电流;&额定开断容量:指断路器在额定电压下的开断电流与额定电压的乘积在乘以线路系数 ;&额定峰值耐受电流 (额定热稳定电流 :在规定的使用和性能条件下 ,开关在闭合位置所能耐受的额定短路耐受电流第一个大半波的峰值电流;&额定短时耐受电流 (额定热稳定电流 :在规定的使用和性能条件下 ,开关在闭合位置所能承载的规定电流有效值 ;&动稳定电流 :是指断路器能够承受短路电流的第一频率峰值产生的电动力效应 , 而不致损坏的峰值电流, 为额定开断电流 2.55倍 ;特性参量术语 &额定短路持续时间(额定动稳定时间:开关在合位置所能承载额定短时耐受电流的时间间隔 ;&温升 :开关设备通过电流时各部位的温度与周围空气温度的差值 ;&功率因数(回路的 :开关设备开合试验回路的等效回路,在工频下的电阻与感抗之比 , 不包括负荷的阻抗 ;&额定短时工频耐受电压 :按规定的条件和时间进行实验时,设备耐受的工频电标准值(有效值 ;&额定操作 (雷电冲击耐受电压 :在耐压试验时,设备绝缘能耐受的操作(雷电冲击电压的标准值 ;&额定频率:在规定的使用和性能条件下能连续运行的电网频率数值 , 并以它和额定电压、额定电流确定高压开关设备的有关试验条件;&额定短路关合电流 :在额定电压以及规定的使用和性能条件下 , 开关能保证正常开断的最大短路峰值电流;操作术语 Ø操作 :动触头从一个位置转换至另一个位置的动作过程 ; Ø分 (闸操作 :开关从合位置转换到分位置的操作;Ø合 (闸操作 :开关从分位置转换到合位置的操作;Ø“ 合分” 操作 :开关进行合操作后 ,无任何有意延时就立即进行分操作;Ø操作循环 :从一个位置转换到另一个位置再返回到初始位置的连续操作; 如有多个位置, 则需通过所有的其它位置;Ø操作顺序 :具有规定时间间隔顺序的一连串操作;Ø自动重合 (闸操作 :开关进行分操作后经预定的时间在次进行合操作的操作顺序 ;Ø关合 (接通 :用于建立回路通电状态的合操作;Ø开断 (分断 :在通电状态下 ,用于回路的分操作;6、相关的断路器标准 ZBK43001高压六氟化硫断路器通用技术条件GB763交流高压断路器长期工作的发热GB2706交流高压断路器动热稳定试验方法 GB11022 高压开关设备通用技术条件GB4474交流高压断路器的近区故障试验GB4876交流高压断路器的线路充电电流开合试验 GB7354局部放电测量GB11023高压开关设备六氟化硫气体密封GB311.1-GB311.7高压输变电设备的绝缘配合及高压试验技术 GB12022工业六氟化硫GB4473交流高压断路器的开合试验B11604高压电器设备无线电干扰测量方法6、相关的断路器标准 v IEC62271-100 high-voltage alternating-current circuit-breakers ;v DL/T596— 1996 电力设备预防性试验规程; v GB3309高压开关设备常温下的机械试验; v GB1984-2003 交流高压断路器;v DL/T846.3— 2004 高电压测试设备通用技术条件第 3部分高压开关综合测试仪二、断路器试验综述1、新设备投入运行前的交接试验;2、大修后的试验;3、运行中的预防性试验;4、根据断路器存在的问题,临时增加的实验项目;三、油断路器试验u 测量绝缘电阻 ; u 测量介质损耗因数 ; u 测量泄漏电流; u 交流耐压试验 ; u 测量导电回路电阻 ; u 机械特性试验 ; u 断路器油 ;四、 SF6断路器试验测量断口间并联电容量的电容量和 tg; 测量导电回路电阻 ;操动机构的试验 ;耐压试验 ;五、机械特性试验 v 断路器机械特性时间术语 ; v 断路器的时间测量传统方法 ; v 断路器机械特性速度术语 v 断路器的速度测量传统方法 ; v 测试仪的使用;1、断路器机械特性时间术语 v 开断时间(break time从开关接到分闸指令瞬间起到各级均熄弧的时间间隔;v 关合时间(make time从开关接到合闸指令瞬间起到任意一极中首先通过电流瞬间的时间间隔;v 分闸延时(opening time delay 开关主回路开始通过故障电流瞬间起到开关接到分闸指令的时间间隔;v 分闸时间(opening-time 是指从开关接到分闸控制信号开始到开关动触头与静触头都分离瞬间的时间间隔。
断路器试验ppt课件
SF6断路器介绍
• 六氟化硫气体断路器 – SF6气体的性质 • 六氟化硫气体断路器是利用SF6气体作为绝缘介 质和灭弧介质的新型高压断路器。 • SF6气体有较高的介电强度，采用SF6气体作为电 气的绝缘介质可以大大缩小电气的外形尺寸，减 少占地面积。 • SF6气体具有良好的灭弧性能，主要原因是：SF6 气体的绝缘强度高；弧柱的电导率高，燃弧电压 很低，弧柱的能量较小；电流过零后，介质绝缘
高压断路器外观
高压断路器
灭弧室
高压断路器—灭弧室开断过程
高压断路器的特性参数
• 额定电压 额定电压指的是线电压，标于断路器的铭牌上。额定 电压的大小影响断路器的外形尺寸和绝缘水平，额定 电压越高要求绝缘强度越高，外形尺寸越大，相间距 离亦越大。
• 额定电流 额定电流是指在规定的环境温度下，断路器长时间允 许通过的最大工作电流。断路器长期通过额定电流时， 其各部分的发热温度不会超过允许值。额定电流的大 小决定了断路器的触头结构和导电部分的截面。
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1.绝缘部件、辅助和控制回路绝缘电阻及交流耐压
➢绝缘部件绝缘测量 断路器的绝缘部件包括瓷套、绝缘拉杆、灭弧室、绝
缘介质。 在断路器合闸状态下测量绝缘电阻，主要检查绝缘拉
杆、套管及绝缘介质的绝缘状况。 在断路器分闸状态下测量绝缘电阻，主要检查各端口
之间的绝缘以及内部灭弧室是否受潮或烧伤。
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2.导电回路电阻
➢导电回路电阻测量 导电回路电阻主要取决于断路器动静触头的接触 电阻，其大小直接影响通过正常工作电流时是否产 生不允许的发热，及通过短路电流时的切断性能； 它是反应安装检修质量的重要数据。 ➢使用仪器： 回路电阻测试仪（要求不小于100A）或双臂直流 电桥。
高压断路器试验方法及注意事项
热稳定性能试验
温升试验
长期工作热稳定试验
在规定的条件下，对高压断路器进行 温升试验，测量其各部位的温度变化， 以评估其热稳定性能。
在规定的时间内，对高压断路器施加 额定工作电流，检查其长期工作下的 热稳定性能。
短路热稳定试验
模拟高压断路器在短路条件下的工作 状态，检验其是否能承受短路电流产 生的热效应而不损坏。
切断短路电流。
02 高压断路器基本性能试验
绝缘性能试验
01
02
03
绝缘电阻测试
使用兆欧表测量高压断路 器的绝缘电阻，确保其绝 缘性能良好。
介电强度试验
对高压断路器施加高电压， 检查其是否能承受规定的 介电强度，不发生击穿或 闪络现象。
局部放电试验
在高压断路器上施加一定 的电压，检测其局部放电 情况，以评估其绝缘性能。
高压断路器试验方法及注意事项
目录
• 概述 • 高压断路器基本性能试验 • 高压断路器开断与关合性能试验 • 操作机构及辅助设备检查与调整 • 注意事项及安全措施
01 概述
高压断路器定义与作用
高压断路器定义
高压断路器是指在电力系统中，能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载 和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
试验意义
高压断路器试验对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。一方面，通过试验可以确保高压断 路器在投入运行前具备必要的性能和功能；另一方面，在设备运行过程中，定期进行预防性试验可以 及时发现并处理潜在问题，防止故障扩大和事故发生。
常见试验方法及分类
绝缘试验
包括绝缘电阻测试、介质损耗因数 测试、局部放电测试等，用于检查 高压断路器的绝缘性能是否良好。
14 第十四章 高压电气设备
一、高压断路器的种类、型号及灭弧特点 1、高压断路器的种类繁杂，一般可按下列方法分类：按断路器的安装地点分 可分为户内式和户外式两种；按断路器灭弧原理或灭弧介质可分为油断路器、 真空断路器、六氟化硫（SF6）断路器等等。
2、高压断路器主要参数 △ (1) 额定电压：它取决断路器的绝缘水平。 (2) 额定电流：断路器长期允许通过的最大工作电流。 (3) 额定开断电流：它表明断路器的灭弧能力。 (4) 关合电流：即触头不会损伤时断路器所允许接通的最大短路电流。 3、断路器型号及含义
第一节 高压隔离开关
安装：
电源接静触头端，负荷接动触头端。 但电缆进线的受电柜的第一台隔离开关， 正好相反，电源接动触头端，负荷接静触头端。 开关安装应牢固。动触头应有足够的切入深度，但合 上后离底座的距离不得小于3~5mm. 隔离开关动触头采用铜制刀闸片，闭合时静触头夹 在动触头两刀闸片之间，其目的是增加接触压力. 动触头为铜制刀闸式，合闸将静触头夹在两片刀闸 片中间。如果有大电流通过时，两片刀闸之间产生附 加电动力（根据左手定则确定），使动静触头之间的 压力增大，从而提高隔离开关的动稳定和热稳定。
第一节 高压隔离开关
作用：形成明显可见断开点，保证安全、配 合断路器改变运行接线方式 、 切合小电流电 路。
*不准带负荷拉、合闸 ｛没有专门的灭弧装 置｝
激磁电流不超过2A的空载变压器、电容电 流不超过5A的空载线路及电压互感器和避雷 器。 一、结构：高压隔离开关主要由片状静触头、 双刀动触头、瓷绝缘、传动机构和框架组成。 高压隔离开关的主要技术参数是额定电压、 额定电流、极限通过峰值电流和5S热稳定电 流。
同向电流相互吸 引！！
左手定则【受力】
右手螺旋定则【磁场】
I1
高压断路器的试验
开断能力试验装臵
断路器进行短路开断与关合试验时必须要有大功率 开断能力试验装臵 的电源，即在短时间内能提供相当于电力系统短路时 那样大的短路电流。试验时外加的电压和电流可以全 部取自一个单独的电源，如电网、短路发电机和振荡 回路；也可分别取自两个电源，其中一个供给电流． 另一个供给电压的合成试验回路。
开断能力试验方法
(4)合成试验：合成试验是以低电压、大电流和高 电压、小电流两个电源，先后加在断路器上来满足开 断过程中燃弧时阳大电流利灭弧后的高电压的要求， 进行的试验。这种方法显若地降低了试验设备的容量 ，等价性也得到公认。目前已广泛采用，特别在发展 超高压大容量断路器时，更显示出它的优越性。
概述 高压电器试验分类
研究性试验：在产品设计制造前所进行的必要试验，以确定设 计的依据和结构参数，特别是对灭弧系统。 产品试验
型式试验：对高压开关设备作性能、质量等方面的全面的
研究和考核。 参考性试验：型式试验以外的性能验证试验。
试运行试验：产品经过一段时期的工业实际运行的考核。
概述
除非在有关的产品标准中另有规定，型式试验最多可
以在四个试品上进行。
注 :规定用四个试品进行试验在于增强用户的信心，即受试的开关 设备和控制设备是将要交付的设备的代表(在极限情况下，可要求 所有的试验在一台试品上进行)，而且允许制造厂可以在不同的试 验室进行不同组别的试验。
开关设备和控制设备的每台试品应该确实和图纸相符， 应该能够充分代表该型产品，并可经受一项或多项型式 试验的考核。
开断能力试验条件
5. 功率因数
多相回路的功率因数应取为各相功率因数的平均值。试
验时，此平均值应不超过0.15。
任意一相的功率因数与功率因数的平均值的差别不应超 出平均值的25%。
高压开关柜断路器试验作业指导书
断路器对地、断口及相间交流耐压试验
(1)试验标准，参照电力设备预防性试验规程
(2)试验接线，使用操作箱、试验变压器、电压表。
工频耐压试验1min，应将电流互感器的二次侧短路接地，试验设备必须可靠接地
(3)加压试验，加压前应认真检查表计倍率调压器零位仪器仪表的初始状态，均正确无误后通知工作人员离开被试物，并征得工作负责人许可后方可加压，按一定速率升压（升压速度2~3KV/S），加压过程中工作人员必须精力集中，随时警戒异常现象发生
7
断路器的分、合闸速度时间的测试
1、少油断路器分、合闸速度时间的测试
对10KV少油断路器安装测速架相应压紧，防止静触头因压不紧造成全行程超标，进而影响速度和时间的测量结果的准确性
进行多次分合时，应考虑电磁机构的开关，直流合闸电源电压的衰减的影响，必要时应测量直流电压
2、多油断路器分、合闸速度时间的测试
6
主回路直流电阻
(1)试验标准。参照电力设备预防性试验规程
(2)直流电阻不合格时应查找原因：检查试验接线反复测试（是否有氧化层或油漆），必要时更换试验设备；进行分解试验，以确定开关哪个部位不合格（软连接螺丝是否松动）
若测试过程中应防止断路器突然分闸，会造成仪器损坏
回路电阻应在合闸状态下进行；将开关分合几次，消除动、静触头间的氧化层
(4)工频交流耐压试验发生异常时应查找原因：检查试验接线，必要时更换试验设备；检查开关支持绝缘子表面是否潮湿、污浊，有无裂纹、放电痕迹
断路器在分、合闸状态下分别进行。对于三相共箱式的油断路器应做相间耐压，其试验电压值与对地耐压值相同
工作人员误触高压引线，高压引线试验过程中的突然脱落会造成人身触电
由于试验电压较高，现场设置必要的围栏，向外悬挂“止步，高压危险！”牌，并派人看守。高压引线应尽量短，必要时用绝缘物支持牢固
《高压断路器的试验》课件
参考文献
相关期刊
《高电压技术》、《电器工业》等学术期刊 中可找到大量关于高压断路器的试验研究。
书籍及标准
《断路器检修与试验技术》、《高压电器检 修技术规程》等专业书籍和标准是研究的重 要参考资料。
高压断路器的维护与保养
检查周期
定期检查高压断路器，以确保其性能良好且符合安全要求。
保养方法
包括清洁触头、紧固连接器等，以延长断路器的使用寿命。
结论
高压断路器试验的重要性
通过试验，可以及时发现问题并采取相应措施， 保障电力系统的正常运行。
未来的研究方向
继续探索新的试验方法和技术，提高断路器的 性能、可靠性和安全性。
国家标准
高压断路器试验的标准由国家电力公司制定， 确保试验结果的准确性和可比性。
行业标准
电力行业协会制定了一些额外的要求和试验规 范，以确保高压断路器的质量和可靠性。
高压断路器的常见问题及处理方法
1 常见问题及原因分析
2 处理方法
包括触头磨损、绝缘故障等，需要仔细分 析问题的根源。
根据问题的性质，采取相应的修复或更换 措施，确保断路器的正常运行。
高压断路器通过熔断器或电磁力打开或关闭电路，以保护电力系统免受故障的影响。
高压断路器的试验方法
1
外观检查
通过检查外观，确认断路器是否存在损坏、腐蚀等问题。
2
机械特性试验
对断路器的机械性能进行测试，确保其能够正常开关电路。
3
电气特性试验
测试断路器的电气性能，如击穿电压、电流开断能力等。
高压断路器的试验标准
《高压断路器的试验》 PPT课件
高压断路器是电力系统中非常重要的设备之一，了解其试验方法和常见问题 对维护电网的稳定运行至关重要。
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第十四章高压断路器的试验
CHONGQING UNIVERSITY
§14.1 概述
CHONGQING
UNIVERSITY 一、试验项目名称
机械性能方面
载流性能方面
开断与关合性能方面
绝缘性能方面
特殊环境适应性方面
二、高压断路器的试验分类
研究性试验
产品试验：型式试验、参考性试验、试运行试验、出厂试验
预防性试验
§14.2 开断能力试验
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UNIVERSITY 一、开断能力试验的条件
电源电压：（1）工频正弦交流电源；（2）考虑最高工作电压；（3）单相开断试验考虑首开相系数。
瞬态恢复电压：GB1984-80，两参数法，四参数法。
开断电流直流分量：小于交流分量峰值的20%。
开断电流
功率因素
操作顺序
§14.2 开断能力试验
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二、开断能力试验方法
“等价性”要求
（1）开断电流波形与实际短路电流波形一致
（2）电流零点附近的电压、电流波形与实际情况一致
（3）恢复电压大小、频率和波形与实际情况一致
试验方法
（1）完全试验
（2）部分试验
（3）分步试验
（4）合成试验
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§14.3 开断能力试验装置
优点：网络试验不需要专门的电源，且可做三相试验。
其试验条件比较符合实际运行情况。
缺点：试验容量受到现有电网短路容量的限制；试验时的参数由电网和试验地点所确定，
调整很困难；造成电网的短路才能进行试验，对电网有损害；试验时间和次数受到限制，准备试验太费时间。
所以网络试验有很大的局限
性。
一、网络试验
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§14.3 开断能力试验装置
优点：短路发电机回路试验的等价性好，能做三相试验。
试验装置还能进行其它试验，如
重合闸试验、短时和峰值耐受电流试验。
缺点：投资大，相当于一座不供电的大容量电站设备；维护，操作等较复杂。
试验装置用
作直接试验也受到容量的限制，但可做合成试验时
的电流源
二、短路发电机回路试验
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§14.3 开断能力试验装置
优点：装置设备简单，投资费用较少，维护，操柞方便，容易做成合成回路。
缺点：不适用于进行燃弧时间较长的断路器的开断能力试验，且只能做
单相试验。
三、振荡回路试验
§14.3 开断能力试验装置
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四、合成回路试验
断路器开断过程的描述及其特
点
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UNIVERSITY §14.3 开断能力试验装置
合成试验法及基本分类
（1）合成试验法的基本思想：由于断路器在开断过程中具有大电流和高电压并不同时出现在弧隙上这一特点，就可将大电流和高电压先后加在断路器上进行
试验，以满足断路器开断过程中燃弧时的大电流和熄弧后的高电压的要求。
（2）合成回路试验装置的种类：电压引入回路、电流引入回
路
§14.3 开断能力试验装置
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电流回路等价性的主要要求：
（1）电流源的电压不能太低，其电压幅值至少应为电弧电压的10～15倍；
（2）电压源提供恢复电压应保持0.1s以上；
（3）电弧单独由引入电流供给的时间应比电弧电压显著变化阶段的时间长4倍，引入电流源的频率应低于瞬态恢复电压的基频，通常为250Hz～1000Hz；
（4）投入电压源后，被试断路器中电流过零时的变化率应与规定的预期电流过零时的变化率相等。
优点：等价性好；用较小的设备获得较大的试验容量，投资费用比同样试验容量的直接试验设备小。
缺点：只能做单相试验。
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UNIVERSITY §14.4 机械特性试验
一、机械特性试验的重要性
二、运动特性试验
电磁振荡
法
§14.4 机械特性试验
CHONGQING
UNIVERSITY 器
行程记录
§14.4 机械特性试验
CHONGQING
UNIVERSITY 器
周波积算
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UNIVERSITY §14.4 机械特性试验
微分式
测速仪。