[发明专利]多功能高压断路器电气特性测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压断路器领域，尤其是涉及一种高压断路器电气特性测试装置及其测试方法。

背景技术

高压断路器是高压电器中最重要的一种电气设备。在电力系统的一次设备中，就单台设备而言，断路器是仅次于发电机和变压器的大型电力设备，但就需要数量和所占电站设备的投资大小而言，它又排在两者之前。因此断路器性能的可靠性关系到电力系统的安全运行。

高压断路器电气特性包括回路电阻、合闸电阻、合闸电阻投入时间、断路器机械特性等。但是，目前的检测仪器都只是针对断路器的某个方面进行设计，当对断路器进行全面检测时则需要更换多种仪器，造成了诸多人力物力的浪费。因而有必要设计出一种功能完整的检测仪器，以提高劳动生产效率。

此外，测量回路电阻时，通常所采用的电源是直流电源，但是直流电源因为发热量的限制，一般内能输出电流值较小，而回路电阻本身阻值很小，这样就会使得所测量得到的电信号非常小，难以满足现场精确采集，且小电流无法去掉触头上的氧化膜，反而使测量值偏大。因而采用冲击大电流进行现场回路电阻测量是行之有效的措施。

发明内容

本发明提出一套测量准确、功能齐全的多功能高压断路器电气特性测试装置。该装置可以测量高压断路器合闸电阻和合闸电阻的投入时间、回路电阻和机械特性等电气特性。

本发明的多功能高压断路器电气特性测试装置包括动态电阻检测模块、不同期性检测模块、位移传感器、霍尔电流传感器、数据采集卡、工业控制计算机和工业显示屏这几部分。其中利用数据采集卡进行数据采集，利用工业控制计算机进行数据计算处理，利用工业显示屏进行人机交互。

发明更进一步，动态电阻检测模块由电源充电控制电路和动态电阻检测电路构成。其中，电源充电控制电路包括有超级电容器、固态继电器、超级电容器充电机和电压传感器；动态电阻检测电路包括有继电器、电压传感器、晶闸管、分流器、标准电阻以及待测断路器。

更进一步，标准电阻用于合闸电阻的检测，而分流器用于回路电阻的检测；回路电阻测量电流为峰值高达1000A的冲击电流；标准电阻为500Ω大电阻，分流器采用微欧级的分流器更进一步，在动态电阻检测中，当断路器接通时首先接入合闸电阻，然后接入回路电阻，合闸电阻与回路电阻均采用电压比法进行检测，即待测电阻R_X与一已知阻值R₁的标准电阻串联，测量两者电压，根据得到R_X，在合闸电阻与回路电阻检测中的区别是测合闸电阻时所用标准电阻为500Ω大电阻，而测回路电阻时采用的是微欧级的分流器。

当电容器充电电压达20V时，回路电阻检测电流峰值达到1000A，电流波形为冲击波形；通过检测断路器两端电压由大变小的时间，就可以得到合闸电阻投入时间。

电压信号用电压传感器进行滤波放大后进入数据采集卡中进行处理。

更进一步，采用电阻式直线位移传感器，检测高压断路器行程特性；采用霍尔电流传感器检测分合闸线圈电流特性；

更进一步，在三相不同期性检测中，在断路器各相断口两端加开关电源，并各与一个限流电阻串联，通过电压传感器检测断口电压，检测各相断口电压值变化时间差可得到三相不同期性。

本发明的有益效果是：

(1)  发明在一个装置中实现检测高压断路器合闸时间、合闸速度等行程特性、分合闸电流特性、分合闸三相不同期性、回路电阻、合闸电阻以及合闸电阻投入时间等高压断路器电气特性检测，极大地简化了工作人员的工作复杂度，提高了工作效率；

(2)  采用大电流使回路电阻的检测精度更高，与其他小电流检测仪器相比检测结果更具有说服力；且回路电阻检测电流采用的是冲击电流，很好地解决了大电流检测的发热问题，提高了仪器的使用效率；

(3)  适用于500kV高压断路器动触头位移特性、分合闸电流特性、三相不同期性、合闸电阻、回路电阻和合闸电阻投入时间的测量。

附图说明

图1是发明多功能高压断路器电气特性测试装置结构图；

图2是发明动态电阻检测回路；

图3是发明三相不同期性检测电路。

其中：

1－超级电容器

2－固态继电器

3－超级电容器充电机

4、8、9、10、13、14－继电器

5－标准电阻

6－分流器

7－晶闸管

11、12、15、16、17、21、22、23－电压传感器

18、19、20－高压断路器A、B、C三相