一種高壓斷路器動作特性測試方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于斷路器狀態(tài)監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高壓斷路器動作特性測試方法。本發(fā)明是在高壓斷路器雙端同時接地狀態(tài)下，采用電磁感應模型對斷路器合閘和分閘動作特性進行測試；所述的電磁感應模型是將斷路器相連的電纜和與電纜相連接的兩個地刀，與兩個地刀相連的地網(wǎng)共同形成閉合模型，合路等效成電磁感應模型中的環(huán)形鐵芯；斷路器與鐵芯相連，輸入信號和輸出信號通過感應線圈與鐵芯相連接。本發(fā)明采用電磁感應方法完成對高壓開關(guān)的斷口分合閘時間測量，方便實現(xiàn)真空開關(guān)、SF6開關(guān)等各類高壓開關(guān)的動作特性測試。提高高壓斷路器的運行穩(wěn)定性、可靠性和檢測效率、降低維護成本，具有可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種高壓斷路器動作特性測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于斷路器狀態(tài)監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高壓斷路器動作特性測試方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高壓斷路器是開關(guān)電器中最為關(guān)鍵的一種電氣設備，其作為絕緣和滅弧的裝置， 是發(fā)電廠和變電所配電裝置中必不可少的設備。高壓斷路器在電力系統(tǒng)中肩負著控制和保 護雙重任務，其狀態(tài)的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全運行。
[0003] 高壓開關(guān)設備的分、合閘時間及相間同期性能，除直接影響開關(guān)的正常分合功能 和安全運行外，還關(guān)系到系統(tǒng)其它設備的安全投切、內(nèi)部過電壓的高低，對其進行正確的測 量意義重大。隨著高壓輸電等級越來越高，工作帶電間隔對處于檢修的斷路器產(chǎn)生非常高 的感應電壓，為了保障測試人員及儀器的安全，高壓斷路器在檢修時，通常利用接地刀閘接 大地。市場上常見斷路器動特性分析儀在對高壓斷路器檢測時，高壓斷路器必須有一端懸 空，這樣的檢測方法既增加了檢修工作人員的勞動強度，又增加了安全隱患。因此，對于高 壓斷路器雙端接地條件下的動作特性測試方法的研究意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明提供一種高壓斷路器動作特性測試方法。 目的是提高高壓斷路器的運行穩(wěn)定性、可靠性和檢測效率、降低維護成本。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的： 一種高壓斷路器動作特性測試方法，是在高壓斷路器雙端同時接地狀態(tài)下，采用電磁 感應模型對斷路器合閘和分閘動作特性進行測試； 所述的電磁感應模型為：將斷路器相連的電纜和與電纜相連接的兩個地刀，與兩個地 刀相連的地網(wǎng)共同形成閉合模型，合路等效成電磁感應模型中的環(huán)形鐵芯；斷路器與鐵芯 相連，輸入信號和輸出信號通過感應線圈與鐵芯相連接； 所述的兩個地刀上分別安裝兩個電流互感器，其中地刀上安裝有電流互感器輸入電流 信號，也就是信號發(fā)生器，相當于電磁感應模型的原邊；地刀上安裝有電流互感器為輸出采 集信號，也就是電流采集器，相當于電磁感應模型的次邊；在斷路器的分開和關(guān)合兩種狀態(tài) 下，通過電流采集器完成斷路器分合閘狀態(tài)的采集； 高壓斷路器動作特性測試方法，包括以下步驟： 步驟1 :在兩個地刀關(guān)合狀態(tài)下，信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號給鐵芯； 步驟2 :在斷路器分閘狀態(tài)下進行合閘操作時，電流采集器采集電流采集器由無法采 集到鐵芯中的高頻信號到可以采集到高頻信號的變化過程數(shù)據(jù)；另一種狀態(tài)是，在斷路器 合閘狀態(tài)下進行分閘操作時，電流采集器采集電流采集器由可以采集到鐵芯中的高頻信號 到無法采集到高頻信號的變化過程數(shù)據(jù)； 步驟3 :電流采集器對于采集到的信號進行數(shù)字濾波處理，并通過閾值來判斷斷路器 進行了合操作還是分閘操作，然后根據(jù)高頻信號從無法采集到可以采集，計算出斷路器的 合閘時間；根據(jù)高頻信號從可以采集到無法采集，計算出斷路器的分閘時間。
[0006] 所述的鐵芯閉合時，并有輸入信號時，通過電磁感應，磁場通過閉合的環(huán)形鐵芯將 在電磁感應模型次邊產(chǎn)生一定強度的感應電動勢，可采集輸出信號；當電磁感應模型環(huán)形 鐵芯開路時，并有輸入信號時，雖然有電磁感應的存在，由于電磁感應模型環(huán)形鐵芯沒有閉 合，導致漏磁的存在，電磁感應模型次邊將感應出較低的電動勢，無法采集輸出信號；如果 輸入信號一直保持，通過監(jiān)測輸出信號的強弱，可以推斷出電磁感應模型環(huán)形鐵芯是否閉 合，也就是斷路器的合閘和分閘。
[0007] 所述的高壓斷路器動作特性測試方法為：當高壓斷路器合閘時，電磁感應模型環(huán) 形鐵芯閉合，電磁感應模型處于工作狀態(tài)，采集信號電流傳感器能夠采集到信號，并以此判 斷為斷路器合閘；當高壓斷路器分閘時，電磁感應模型環(huán)形鐵芯沒有閉合，電磁感應模型處 于工作狀態(tài)，采集信號電流傳感器不能夠采集到信號，并以此判斷為斷路器分閘。
[0008] 所述的斷路器合閘時，由地網(wǎng)、兩個地刀、電纜、斷路器組成電磁感應模型鐵芯部 分是完整的；電纜上連接的電流采集器和信號發(fā)生器分別通過測試線與電流采集器相連 接；此時由信號發(fā)生器產(chǎn)生的高頻信號經(jīng)過閉合回路，即電磁感應模型鐵芯部分，感應到電 流采集器，使其產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢經(jīng)過測試線輸入到電流采集器，經(jīng)過整形、濾波 傳輸?shù)街鳈C，主機通過數(shù)字濾波和閾值判斷。
[0009] 所述的斷路器分閘時，由地網(wǎng)上，兩個地刀、電纜、斷路器組成電磁感應模型鐵芯 部分是斷開的；電纜上連接的電流采集器和信號發(fā)生器分別通過測試線與電流采集器相連 接；此時信號發(fā)生器也在產(chǎn)生高頻信號，但電流采集器采集不到高頻信號，因此，電流采集 器也采集不到高頻信號；電流采集器在合分閘過程中，不斷接收信號發(fā)生器輸送過來的采 集信號，通過數(shù)字濾波和閾值判斷，分析出斷路器的合分閘時間。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果如下： 本發(fā)明提供了一種高壓斷路器動作特性測試方法，在高壓開關(guān)兩端電氣安全保護接地 的狀態(tài)下，采用電磁感應方法完成對高壓開關(guān)的斷口分合閘時間測量，該方法可以方便實 現(xiàn)真空開關(guān)、SF6開關(guān)等各類高壓開關(guān)的動作特性測試。提高了高壓斷路器的運行穩(wěn)定性、 可靠性和檢測效率、降低維護成本。因此，該方法的具有深入的研究價值和推廣應用價值， 并具有可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0011] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明中斷路器電磁感應模型原理圖； 圖2為本發(fā)明中斷路器動作特性測試原理圖。
[0013] 圖中：鐵芯1，斷路器2,地網(wǎng)3,地刀4,電纜5,電流采集器6,信號發(fā)生器7,電流 采集器8,輸入信號9,輸出信號10,感應線圈11，地刀12。

【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明是一種高壓斷路器動作特性測試方法，是在高壓斷路器雙端同時接地狀態(tài) 下，采用電磁感應模型對斷路器合閘和分閘動作特性進行測試。
[0015] 所述的電磁感應模型為，將斷路器2相連的電纜5和與電纜5相連接的兩個地刀， 與兩個地刀相連的地網(wǎng)3共同形成閉合模型，合路等效成電磁感應模型中的環(huán)形鐵芯1。斷 路器2與鐵芯1相連，輸入信號9和輸出信號10通過感應線圈11與鐵芯相連接。
[0016] 具體是在兩個地刀上分別安裝兩個電流互感器，其中一個地刀12上安裝一個電 流互感器輸入電流信號，也就是信號發(fā)生器7,相當于電磁感應模型的原邊；另一個地刀4 上安裝一個電流互感器為輸出采集信號，也就是電流采集器8,相當于電磁感應模型的次 邊。在斷路器2的分開和關(guān)合兩種狀態(tài)下，通過電流采集器8完成斷路器分合閘狀態(tài)的采 集。
[0017] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明斷路器電磁感應模型原理圖。當電磁感應鐵芯1閉合 時，并有輸入信號時，通過電磁感應，磁場通過閉合的環(huán)形鐵芯1將在電磁感應模型次邊產(chǎn) 生一定強度的感應電動勢，可采集輸出信號。當電磁感應模型環(huán)形鐵芯1開路時，并有輸 入信號時，雖然有電磁感應的存在，由于電磁感應模型環(huán)形鐵芯1沒有閉合，導致漏磁的存 在，電磁感應模型次邊將感應出較低的電動勢，無法采集輸出信號。可見，如果輸入信號一 直保持，通過監(jiān)測輸出信號的強弱，可以推斷出電磁感應模型環(huán)形鐵芯1是否閉合，也就是 斷路器2的合閘和分閘。圖中，斷路器2與鐵芯1相連，輸入信號9和輸出信號10通過感 應線圈11與鐵芯相連接。
[0018] 本發(fā)明高壓斷路器動作特性測試方法為： 當高壓斷路器合閘時，電磁感應模型環(huán)形鐵芯閉合，電磁感應模型處于工作狀態(tài)，采集 信號電流傳感器能夠采集到信號，并以此判斷為斷路器合閘。
[0019] 當高壓斷路器分閘時，電磁感應模型環(huán)形鐵芯沒有閉合，電磁感應模型處于工作 狀態(tài)，采集信號電流傳感器不能夠采集到信號，并以此判斷為斷路器分閘。
[0020] 如圖2所示，圖2為本發(fā)明中斷路器動作特性測試原理圖。
[0021] 當斷路器2合閘時，由地網(wǎng)3、兩個地刀、電纜5、斷路器2組成電磁感應模型鐵芯 部分是完整的。電纜上連接的電流采集器6和信號發(fā)生器7分別通過測試線與電流采集器 8相連接。此時由信號發(fā)生器7產(chǎn)生的高頻信號經(jīng)過閉合回路，即電磁感應模型鐵芯部分， 感應到電流采集器6,使其產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢經(jīng)過測試線輸入到電流采集器8,經(jīng) 過整形、濾波傳輸?shù)街鳈C，主機通過數(shù)字濾波和閾值判斷。
[0022] 當斷路器2分閘時，由地網(wǎng)3、上，兩個地刀、電纜5、斷路器2組成電磁感應模型鐵 芯部分是斷開的。電纜上連接的電流采集器6和信號發(fā)生器7分別通過測試線與電流采集 器8相連接。雖然此時信號發(fā)生器7也在產(chǎn)生高頻信號，但電流采集器6采集不到高頻信 號，因此，電流采集器8也采集不到高頻信號。電流采集器8在合分閘過程中，不斷接收信 號發(fā)生器7輸送過來的采集信號，通過數(shù)字濾波和閾值判斷，分析出斷路器的合分閘時間。
[0023] 高壓斷路器動作特性測試方法的具體操作，包括以下步驟： 步驟1 :在兩個地刀關(guān)合狀態(tài)下，信號發(fā)生器7產(chǎn)生高頻信號給鐵芯1。
[0024] 步驟2 :在斷路器分閘狀態(tài)下進行合閘操作時，電流采集器采集電流采集器6由無 法采集到鐵芯1中的高頻信號到可以采集到高頻信號的變化過程數(shù)據(jù)。另一種狀態(tài)是，在 斷路器合閘狀態(tài)下進行分閘操作時，電流采集器采集電流采集器6由可以采集到鐵芯1中 的高頻信號到無法采集到高頻信號的變化過程數(shù)據(jù)。
[0025] 步驟3 :電流采集器對于采集到的信號進行數(shù)字濾波處理，并通過閾值來判斷斷 路器進行了合操作還是分閘操作，然后根據(jù)高頻信號從無法采集到可以采集，計算出斷路 器的合閘時間；根據(jù)高頻信號從可以采集到無法采集，計算出斷路器的分閘時間。
【權(quán)利要求】
1. 一種高壓斷路器動作特性測試方法，其特征是：在高壓斷路器雙端同時接地狀態(tài) 下，采用電磁感應模型對斷路器合閘和分閘動作特性進行測試； 所述的電磁感應模型為：將斷路器（2)相連的電纜（5)和與電纜（5)相連接的兩個地 刀，與兩個地刀相連的地網(wǎng)（3)共同形成閉合模型，合路等效成電磁感應模型中的環(huán)形鐵芯 (1);斷路器（2)與鐵芯（1)相連，輸入信號（9)和輸出信號（10)通過感應線圈（11)與鐵芯 相連接； 所述的兩個地刀上分別安裝兩個電流互感器，其中地刀（12)上安裝有電流互感器輸入 電流信號，也就是信號發(fā)生器（7)，相當于電磁感應模型的原邊；地刀（4)上安裝有電流互 感器為輸出采集信號，也就是電流采集器（8)，相當于電磁感應模型的次邊；在斷路器（2) 的分開和關(guān)合兩種狀態(tài)下，通過電流采集器（8)完成斷路器分合閘狀態(tài)的采集； 高壓斷路器動作特性測試方法，包括以下步驟： 步驟1 :在兩個地刀關(guān)合狀態(tài)下，信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號給鐵芯； 步驟2 :在斷路器分閘狀態(tài)下進行合閘操作時，電流采集器采集電流采集器由無法采 集到鐵芯中的高頻信號到可以采集到高頻信號的變化過程數(shù)據(jù)；另一種狀態(tài)是，在斷路器 合閘狀態(tài)下進行分閘操作時，電流采集器采集電流采集器由可以采集到鐵芯中的高頻信號 到無法采集到高頻信號的變化過程數(shù)據(jù)； 步驟3 :電流采集器對于采集到的信號進行數(shù)字濾波處理，并通過閾值來判斷斷路器 進行了合操作還是分閘操作，然后根據(jù)高頻信號從無法采集到可以采集，計算出斷路器的 合閘時間；根據(jù)高頻信號從可以采集到無法采集，計算出斷路器的分閘時間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓斷路器動作特性測試方法，其特征是：所述的鐵芯 (1)閉合時，并有輸入信號時，通過電磁感應，磁場通過閉合的環(huán)形鐵芯（1)將在電磁感應模 型次邊產(chǎn)生一定強度的感應電動勢，可采集輸出信號； 當電磁感應模型環(huán)形鐵芯（1)開路時，并有輸入信號時，雖然有電磁感應的存在，由于 電磁感應模型環(huán)形鐵芯（1)沒有閉合，導致漏磁的存在，電磁感應模型次邊將感應出較低的 電動勢，無法采集輸出信號； 如果輸入信號一直保持，通過監(jiān)測輸出信號的強弱，可以推斷出電磁感應模型環(huán)形鐵 芯（1)是否閉合，也就是斷路器（2)的合閘和分閘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓斷路器動作特性測試方法，其特征是：所述的高壓 斷路器動作特性測試方法為： 當高壓斷路器合閘時，電磁感應模型環(huán)形鐵芯閉合，電磁感應模型處于工作狀態(tài)，采集 信號電流傳感器能夠采集到信號，并以此判斷為斷路器合閘； 當高壓斷路器分閘時，電磁感應模型環(huán)形鐵芯沒有閉合，電磁感應模型處于工作狀態(tài)， 采集信號電流傳感器不能夠采集到信號，并以此判斷為斷路器分閘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓斷路器動作特性測試方法，其特征是：所述的斷路 器（2)合閘時，由地網(wǎng)（3)、兩個地刀、電纜（5)、斷路器（2)組成電磁感應模型鐵芯部分是完 整的；電纜上連接的電流采集器（6)和信號發(fā)生器（7)分別通過測試線與電流采集器（8)相 連接；此時由信號發(fā)生器（7)產(chǎn)生的高頻信號經(jīng)過閉合回路，即電磁感應模型鐵芯部分，感 應到電流采集器（6)，使其產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢經(jīng)過測試線輸入到電流采集器（8)， 經(jīng)過整形、濾波傳輸?shù)街鳈C，主機通過數(shù)字濾波和閾值判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓斷路器動作特性測試方法，其特征是：所述的斷路 器（2)分閘時，由地網(wǎng)（3)上，兩個地刀、電纜（5)、斷路器（2)組成電磁感應模型鐵芯部分是 斷開的；電纜上連接的電流采集器（6)和信號發(fā)生器（7)分別通過測試線與電流采集器（8) 相連接；此時信號發(fā)生器（7)也在產(chǎn)生高頻信號，但電流采集器（6)采集不到高頻信號，因 此，電流采集器（8)也采集不到高頻信號；電流采集器（8)在合分閘過程中，不斷接收信號 發(fā)生器（7)輸送過來的采集信號，通過數(shù)字濾波和閾值判斷，分析出斷路器的合分閘時間。
【文檔編號】G01R31/327GK104101832SQ201410271753
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】郝建成, 李斌, 崔文軍, 洪鶴, 陳瑞國, 于在明 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司