CN105137344B - 一种断路器触头电气可靠性的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器触头电气可靠性的检测方法，包括：步骤1)测量断路器操作机构合分闸前后的运动距离S1；步骤2)在断路器单相灭弧室两端持续施加一个直流电，实时测量灭弧室两端电压Ui及流经灭弧室的电流Ii；步骤3)从驱动机构运动开始时刻作电压Ui、电流Ii随时间t的变化曲线，具体包括电压Ui‑时间t曲线和电流Ii‑时间t曲线；步骤4)找出第一个最高峰位置对应的时间T1，计算动、静触头的实际开距S2；步骤5)判断灭弧室触头的烧蚀程度。本发明的校准方法解决了断路器触头电气可靠性检测不便的问题。

Description

一种断路器触头电气可靠性的检测方法

技术领域

本发明涉及电气设备性能检测技术领域，特别是一种断路器触头电气可靠性的检测方法。

背景技术

断路器一般由灭弧室和驱动机构组成，驱动机构通过中间传动机构驱动动触头接触或远离静触头，以此来实现断路器的合分闸运动，随着断路器合分闸过程次数的增加，断路器的驱动机构和传动机构会产生形成的改变，特别是断路器本身的机械振动和弹簧的疲劳使用，都会改变动触头的行程。同时随着动触头和静触头的碰撞次数的增多，触头之间的磨损和剧烈的燃弧现象使得动静触头烧蚀，造成动触头的运动行程改变，随着动静触头开距的改变量达到一定程度时，会影响断路器合分闸的可靠性，导致合闸不到位、燃弧时间过长，甚至烧毁触头。特别是多相断路器，各相之间动触头的动作行程不一致，会使得断路器每相合分闸运动时间的分散性过大，合分闸时间过长，导致开断性能恶化甚至开断失败，造成严重后果。

现有技术的不足之处在于：断路器的电气可靠性不易测得，通常需要将断路器从设备中拆除下来送检，才能获知断路器的各项性能参数，而在常规检测中，无法及时发现与预防断路器的工作故障，易导致严重的安全事故，特别是动触头的行程不易检测和调整、动静触头的烧蚀损坏状态不可获知，都会给设备的安全运行埋下隐患。

发明内容

针对上述技术问题，本发明中提出了一种断路器触头电气可靠性的检测方法，通过检测获知动静触头的实际开距，判断断路器的分闸性能，通过检测得知的动静触头合闸位置时的电压值，判断触头的烧蚀程度，解决了断路器触头电气可靠性不易检测的问题。

本发明还有一个目的是通过检测数据，采用维修调整或更换部件的方式提高断路器电气可靠性，排除断路器安全隐患。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种断路器触头电气可靠性的检测方法，触头的电气可靠性与断路器的关断性能及触头烧蚀程度相关，包括以下步骤：

步骤1)断开断路器的主电源，控制断路器的操作机构对断路器进行合分闸操作，记录断路器操作机构合分闸前后的运动距离S1；

步骤2)断开断路器的主电源和控制电源，且切除断路器的前后端负载，在断路器单相灭弧室两端持续施加一个直流电，实时测量灭弧室两端电压Ui及流经灭弧室的电流Ii；

步骤3)所述灭弧室中设有动触头和静触头，在所述动触头端设置一个驱动机构，其以一定的速度V将所述动触头缓慢匀速向静触头方向推进，直至动、静触头完全合闸，并保持在合闸位置，从驱动机构运动开始时刻作电压Ui、电流Ii随时间t的变化曲线，具体包括电压Ui-时间t曲线和电流Ii-时间t曲线；

步骤4)在电流Ii-时间t曲线上找出第一个最高峰位置对应的时间T1，其与速度V、纠正系数K的乘积即为动、静触头的实际开距S2，判断S1与S2的大小，如果S1大于110％S2，则动、静触头开距过小，断路器合闸性能不合格；如果S2大于S1，则动、静触头开距过大，断路器合闸性能不合格；

步骤5)选取一个与被测灭弧室相同型号的标准灭弧室，用步骤2)中的直流电施加在所述标准灭弧室的两端，测量所述标准灭弧室处于合闸位置时的电压U2，在电压Ui-时间t曲线上读取电压Ui稳定后的电压值U1，如果U1大于106％U2，则所述动、静触头接触电阻过大，所述断路器关断性能不合格。

优选的，所述步骤2)中，所述直流电的电压值为所述灭弧室的额定电压的80％。

优选的，所述步骤2)中，所述直流电的电压值为所述灭弧室的额定电压的100％。

优选的，所述步骤3)中，所述驱动机构与所述灭弧室动导电杆固定，所述动触头与静触头接触后，所述驱动机构停止运动，并施加一定的力使所述动、静触头保持在合闸位置。

优选的，所述步骤4)中，所述纠正系数K对测量过程中的测量偏差进行纠正。

优选的，所述步骤4)中，如果S1大于S2且S1小于110％S2，则所述动、静触头合闸瞬间将产生碰撞，所述动、静触头上将产生磨损。

优选的，所述步骤5)中，如果U1大于U2且U1小于106％U2，则判定所述动、静触头上产生了一定的变形量。

本发明至少包括以下有益效果：

1、采用简单的检测方法可及时发现并排除断路器的安全隐患，提高断路器关断性能；

2、断路器不需拆除，可在现场直接进行检测过程，检测更加安全方便；

3、此种检测方法的准确性更高。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的检测流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提出了一种断路器触头电气可靠性的检测方法，触头的电气可靠性与断路器的关断性能及触头烧蚀程度相关，因此本发明主要对动静触头之间的开距大小与断路器操作机构的运动行程距离进行比较，得知断路器合闸的可靠性，同时根据断路器合闸时的动静触头的接触电阻值判断动静触头的烧蚀程度，最后通过相应的措施对断路器进行维修，排除安全隐患，提高断路器的电气性能，具体包括以下步骤：

步骤1)断开断路器的主电源，通过控制断路器操作机构来对断路器进行合分闸操作，进行多次的合分闸操作，用游标卡尺记录每次操作机构合分闸前后运动的距离差，最后得出断路器操作机构合分闸过程的平均运动距离S1；

步骤2)同时断开断路器的主电源及辅助电源，且切除断路器的前后端负载，使得断路器处在开断位置且处于完全失电状态，在断路器待测单相灭弧室两端持续施加个一定大小的直流电，实时测量灭弧室两端电压Ui及流经灭弧室的电流Ii；

步骤3)所述灭弧室中设有动触头和静触头，在无需对断路器进行拆卸的前提下，在所述动触头端设置一个驱动机构，可以为气动、电磁等驱动机构，其以一定的速度V将所述动触头缓慢匀速向静触头方向推进，直至动、静触头完全合闸，并保持在合闸位置，从驱动机构运动开始时刻作电压Ui、电流Ii随时间t的变化曲线，具体包括电压Ui-时间t曲线和电流Ii-时间t曲线；

步骤4)当所述动、静触头运动到起弧位置时，电流Ii开始上升，电压Ui开始下降，当动、静触头接触时，电流Ii达到最大，电压Ui达到最小，随着动、静触头接触到弹跳停止，电流Ii和电压Ui波形都会出现一定时间的波动，在电流Ii-时间t曲线上找出第一个最高峰位置对应的时间T1，其与速度V、纠正系数K的乘积即为动、静触头的实际开距S2，S2＝K*V*T1，判断S1与S2的大小，如果S1大于110％S2，则动、静触头开距过小，断路器合闸性能不合格；如果S2大于S1，则动、静触头开距过大，断路器合闸性能不合格；在可调整的范围内，通过调整动触头的位置或操作机构的行程距离，调整后再次进行检测，使得实际开距S2在正常范围内，使得灭弧室的性能要求符合断路器操作可靠性的要求，此种方式来测动、静触头的开距更加准确，再加上纠正系数K对测量值进行纠正，避免了系统中自带的机械运动误差；

步骤5)选取一个与被测灭弧室相同型号的标准灭弧室，用步骤2)中的直流电施加在所述标准灭弧室的两端，测量所述标准灭弧室处于合闸位置时的电压U2，在电压Ui-时间t曲线上读取电压Ui稳定后的电压值U1，如果U1大于106％U2，则所述动、静触头接触电阻过大，接触电阻与触头的烧蚀程度成正比，所述断路器关断性能不合格。这种检测方法可根据烧蚀程度来判断灭弧室是否符合要求，是否需要进行更换以排除隐患，整个检测过程简单方便，可在现场即可进行检测。综合判断S2和U1值的大小，可检测断路器触头电气可靠性。

第一种实施例中，上述技术方案中，所述直流电的电压值为所述灭弧室的额定电压的80％，以保证在断路器在合分闸瞬间触头间能产生电弧，从而模拟断路器正常的合分闸过程，使得检测过程中各测量值更加真实可靠。此实施例中，测得动、静触头的实际开距S2＝5.87mm，S1＝6.05mm，S1＝103.1％S2，S2在正常范围内，灭弧室的性能要求符合断路器操作可靠性的要求。如果S2大于S1，则判定断路器动静触头开距过大，断路器合闸不到位，在合闸位置时，动静触头之间会持续燃弧，进一步损坏触头，断路器可靠性差，容易造成安全事故，此种情况下，根据S1与S2的大小差距，以缩小断路器开断位置时动静触头之间距离的方式调整动触头的位置，或者相应增加操作机构的运动行程，最终使得S2<S1<110％S2保证合闸后断路器动静触头合闸到位。如果U1过大于U2，则判定动静触头接触电阻过大，触头烧蚀程度严重，灭弧室关断性能不符合要求，需要更换灭弧室来排除安全隐患，提高断路器的关断性能，整体提高断路器的电气可靠性。

上述技术方案中，所述步骤3)中，所述驱动机构与所述灭弧室动导电杆固定，所述动触头与静触头接触后，所述驱动机构停止运动，并施加一定的力使所述动、静触头保持在合闸位置。

上述技术方案中，所述步骤4)中，所述纠正系数K对测量过程中的测量偏差进行纠正，以提高测量精度。测量设备本身自带一些误差，同时信号的传输延时、受干扰等都会对测量结果产生影响，纠正系数K有效消除测量过程中的偏差。

上述技术方案中，所述步骤4)中，如果S1大于S2且S1小于110％S2，则属于正常范围内的数值，断路器触头机械特性符合要求，所述动、静触头合闸瞬间将产生一定的碰撞，所述动、静触头上将产生磨损，此种情况下，在此范围内，应当尽量增大S2，以减小动静触头之间的碰撞程度。

上述技术方案中，所述步骤5)中，如果U1大于U2且U1小于106％U2，则属于正常范围内的数值，断路器触头之间的接触电阻符合要求，但所述动、静触头上产生了一定的变形量。如果U1大于106％U2，则判定动静触头接触电阻过大，触头烧蚀程度严重，灭弧室关断性能不符合要求，需要更换灭弧室来排除安全隐患，提高断路器的关断性能，整体提高断路器的电气可靠性。综合判断S2和U1值的大小，可检测断路器触头电气可靠性。

第二种实施例中，上述技术方案中，所述直流电的电压值为所述灭弧室的额定电压的100％，测得动、静触头的实际开距S2＝5.91mm，S1＝6.05mm，S1＝102.4％S2，S2在正常范围内，灭弧室的性能要求符合断路器操作可靠性的要求。

如上所述，本检测方法简单实用，通过测量断路器分闸位置时，动静触头的实际开距以及合闸位置时动静触头之间的电压值来判断断路器触头电气可靠性，测量的准确性更高，从而可以更加精确地进行相应的维修措施，及时发现并排除断路器的安全隐患，提高断路器关断性能；整个检测过程中，断路器不需拆除，可在现场直接进行检测过程，检测更加安全方便。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)断开断路器的主电源，控制断路器的操作机构对断路器进行合分闸操作，记录断路器操作机构合分闸前后的运动距离S1；

步骤2)断开断路器的主电源和控制电源，且切除断路器的前后端负载，在断路器单相灭弧室两端持续施加一个直流电，实时测量灭弧室两端电压Ui及流经灭弧室的电流Ii；

步骤3)所述灭弧室中设有动触头和静触头，在所述动触头端设置一个驱动机构，其以一定的速度V将所述动触头缓慢匀速向静触头方向推进，直至动、静触头完全合闸，并保持在合闸位置，从驱动机构运动开始时刻作电压Ui、电流Ii随时间t的变化曲线，具体包括电压Ui-时间t曲线和电流Ii-时间t曲线；

步骤4)在电流Ii-时间t曲线上找出第一个最高峰位置对应的时间T1，其与速度V、纠正系数K的乘积即为动、静触头的实际开距S2，判断S1与S2的大小，如果S1大于110％S2，则动、静触头开距过小，断路器合闸性能不合格；如果S2大于S1，则动、静触头开距过大，断路器合闸性能不合格；

步骤5)选取一个与被测灭弧室相同型号的标准灭弧室，用步骤2)中的直流电施加在所述标准灭弧室的两端，测量所述标准灭弧室处于合闸位置时的电压U2，在电压Ui-时间t曲线上读取电压Ui稳定后的电压值U1，如果U1大于106％U2，则所述动、静触头接触电阻过大，所述断路器关断性能不合格。

2.如权利要求1所述的断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述直流电的电压值为所述灭弧室的额定电压的80％。

3.如权利要求1所述的断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述直流电的电压值为所述灭弧室的额定电压的100％。

4.如权利要求3所述的断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述驱动机构与所述灭弧室动导电杆固定，所述动触头和静触头接触后，所述驱动机构停止运动，并施加一定的力使所述动、静触头保持在合闸位置。

5.如权利要求1所述的断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述纠正系数K对测量过程中的测量偏差进行纠正。

6.如权利要求1所述的断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，所述步骤4)中，如果S1大于S2且S1小于110％S2，则所述动、静触头合闸瞬间将产生碰撞，所述动、静触头上将产生磨损。

7.如权利要求1所述的断路器触头电气可靠性的检测方法，其特征在于，所述步骤5)中，如果U1大于U2且U1小于106％U2，则判定所述动、静触头上产生了一定的变形量。