CN105589030A - 高压断路器测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压断路器测试系统及其测试方法，该系统包括测速传感器、测距传感器、电流传感器、数据采集与处理系统、工控机；所述测速、测距传感器和电流传感器将测得的高压断路器绝缘特性、电气特性和机械特性通过数据采集与处理系统传给工控机；绝缘特性为高压断路器的泄漏电流和绝缘电阻；电气特性为分闸、合闸电流和测量电流；机械特性为断路器动作总时间、动作的运动量、动作分合方向，动作开始时的加速度、加速时间、匀速动作速度、匀速运动时间、运动的减速过程、动作的过冲量和过冲时间。有益效果是：能够在故障早期发现异常状态并预测故障期，从而充分做好检修准备；为合理制定设备的维修计划提供技术依据；提高电网运行可靠性。

Description

高压断路器测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试系统，特别涉及一种高压断路器测试系统及其测试方法。

背景技术

高压断路器是电力系统集故障、检修、参数测量频次最多的一种重要电气设备，它的可靠性直接影响着电力系统的电网安全。随着人民生活水平的提高，人们对供电质量的要求越来越高，完善断路器设备的监测维护手段，以保障断路器的正常工作将成为电力系统严峻的任务。

传统的断路器设备维护方式，可以概括的分为：运行至故障和定期检修两种方式。这两种方式，都要求有大量的备品备件，维护人员必须作好充分准备，才能在短时间内实现比较可靠的维护修理。以往断路器的维修，多采用定期进行预防性检修，不论设备运行状况、受损情况如何，定期都要对设备进行检修。经验告诉我们：在大多数情况下，以时间为基础的预防性定期维护是不经济的；许多断路器的故障率并不因为周期性检修而降低，而且有些被检修后的断路器的可靠性又常常因人为因素的干预而降低；每台断路器的实际故障不能预示，以至以时间为基础的预防性定期维护并不能及时有效的排除故障。针对断路器是连续运行的设备，为保护断路器的运行可靠性，在选择维修周期时，往往比较保守，造成了不必要的浪费。定期维护、检修都会直接影响电力系统的电网稳定运行，经济损失大。

传统的断路器设备的测试方式具有以下特点：

1、操作过程繁琐：包括开关照相、测速等多个步骤和过程。

2、涉及范围广：涉及到继电专业，检修专业及远动专业。需要大量的人力来支持测试过程，给测试的实际操作带来很大的困难。

3、测量精度低：由于受到设备采样精度的限制，传统的测试方法的测试精度是很低的，特别在测试断路器速度时，很多情况下需要估算，很难做到对设备的精确测试。

所以，在传统的测试条件下，很难根据需要对设备进行测试。其测试过程也只是对断路器的瞬时情况进行检测和分析，很难做到对断路器的运动过程、控制回路的电流波形、高压断路器的机械特性、电气特性等进行全面分析，特别对断路器的运动过程、动触头运动曲线进行准确测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对断路器的运动过程、控制回路的电流波形、高压断路器的机械特性、电气特性等进行全面测量分析的高压断路器测试系统及其测试方法，该系统能够在故障早期发现所监测对象的异常状态并预测故障期，从而可以更充分的做好检修准备；为合理制定设备的维修计划提供科学的技术依据；依靠状态检修，进而提高了电网运行的可靠性。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种高压断路器测试系统，包括一个测速传感器、一个测距传感器、一组电流传感器、数据采集与处理系统、工控机；所述测速传感器、测距传感器和电流传感器将检测得到的高压断路器的绝缘特性、电气特性和机械特性通过数据采集与处理系统传给工控机；所述绝缘特性为高压断路器的泄漏电流和绝缘电阻；所述电气特性为分闸电流、合闸电流和测量电流；所述机械特性为高压断路器动作的总时间、动作的运动量、动作的分合方向，动作开始时的加速度、加速时间、匀速动作速度、匀速运动时间、运动的减速过程、动作的过冲量和过冲时间；

所述测速传感器和测距传感器通过安装支架安装在高压断路器上，其输出端与数据采集与处理系统的数据输入端连接，用于测试高压断路器的机械特性；所述测速传感器和测距传感器将高压断路器的动触头位移信号转换为电信号，通过数据采集与处理系统传给工控机；

所述电流传感器与高压断路器的断口电联接，其输出端与数据采集与处理系统的数据输入端连接，用于测量高压断路器的绝缘特性和电气特性；

所述数据采集与处理系统对接收到的信号进行滤波和信号调理，并传给工控机；由工控机对接收到的数据进行分析处理，以形成电流波形图和断路器各相行程图。

作为进一步优选，所述数据采集与处理系统包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块，其中数据采集模块的数据输入端分别与测速传感器、测距传感器和电流传感器连接，用于收集测速传感器和电流传感器采集的数据；数据采集模块的输出端与数据处理模块连接，用于将采集的数据传给数据处理模块进行处理；数据处理模块的输出端与数据传输模块连接，用于将处理后的数据传给数据传输模块；所述数据传输模块用于将接收到数据传给工控机。

作为进一步优选，所述测速传感器为圆形传感器。

作为进一步优选，所述测距传感器为直尺传感器。

一种高压断路器测试系统的测试方法，包含步骤如下：

1、将测距传感器置于高压断路器的动触头处，将测速传感器置于高压断路器的分合闸线圈处，将所述电流传感器的数据插头与高压断路器断口处引出的接头插接；

2、对所要测试的高压断路器进行分合闸操作；

3、由测距传感器和测速传感器将测量得到的高压断路器机械特性信号传给数据采集与处理系统；由电流传感器将测量得到的高压断路器绝缘特性和电气特性信号传给数据采集与处理系统；

4、由数据采集与处理系统对接收到的高压断路器绝缘特性、电气特性和机械特性信号进行分析处理，最终由工控机形成电流波形图和断路器各相行程图。

5、根据最终形成的电流波形图和断路器各相行程图判断所测试的断路器是否存在故障，以及是否存在故障早期的异常状态，并根据该异常状态预测故障期，从而为制定设备的检修计划提供科学的理论依据。

作为进一步优选，所述形成的电流波形图横坐标为启动电压，纵坐标为启动电流。

作为进一步优选，所述断路器各相行程图横坐标为合闸时的行程，纵坐标为分合闸总行程。

作为进一步优选，所述测试方法的周期为一周，测试时根据所述电流波形图的正弦项和余弦项的平均值来判断是否存在故障早期的异常状态。

本发明的有益效果是：

1、采用该高压断路器测试系统对高压断路器运行状况进行带电测试，利用工控机进行分析，能够在故障早期发现所监测断路器的异常状态并预测故障期，从而可以更充分的做好检修准备；为合理制定设备的维修计划提供科学的技术依据；提高了电网运行的可靠性。测试后对处于良好状态的断路器则不必定期检修，进行不解体诊断，减少人为因素的干扰，达到了节约大量备品备件，减少总维修费用，保障电网高效、安全、稳定运行的目的。

2、通过测试记录断路器在运行中分闸线圈回路与合闸线圈回路的状态，通过分析分闸线圈与合闸线圈的电流波形及断路器动作过程中的行程曲线，能够分析判断断路器电气与机械特性是否正常，可为保证电力系统电网的安全运行，早期发现断路器的电气、机械回路异常，提供了可靠的数据参考，提供断路器检修预警信号，从而提高了对断路器的运行管理水平。

3、为保证设备安全运行和有针对性的开展状态检修工作，该测试系统及其测试方法从高压断路器绝缘特性、电气特性和机械特性三个方面出发，将目前国内电力系统乃至国际电力系统沿用至今的停电测量技术，变为带电测量技术，提高了测试效率，同时也提高了电力系统的综合自动化控制技术。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明形成的高压断路器合闸线圈电流波形图。

图3是本发明形成的高压断路器各相行程图。

图中：电流传感器1，数据采集模块2，数据处理模块3，数据传输模块4，工控机5，测速传感器6，测距传感器7。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明涉及的一种高压断路器测试系统，包括一个测速传感器6、一个测距传感器7、一组电流传感器1、数据采集与处理系统、工控机5；所述测速传感器6、测距传感器7和电流传感器1将检测得到的高压断路器的绝缘特性、电气特性和机械特性通过数据采集与处理系统传给工控机5。

所述测速传感器6和测距传感器7通过安装支架安装在高压断路器上，其输出端与数据采集与处理系统的数据输入端连接，用于测试高压断路器的机械特性；所述机械特性为高压断路器A、B、C各相行程位移，动作的总时间、动作的运动量、动作的分合方向，动作开始时的加速度、加速时间、匀速动作速度、匀速运动时间、运动的减速过程、动作的过冲量和过冲时间。所述测速传感器6和测距传感器7将高压断路器的动触头位移信号转换为电信号，通过数据采集与处理系统传给工控机5。所述测速传感器6优选为圆形传感器；所述测距传感器7优选为直尺传感器。

所述电流传感器1与高压断路器的断口电联接，其输出端与数据采集与处理系统的数据输入端连接，电流传感器1为二个且分别用于测量高压断路器的绝缘特性和电气特性。所述绝缘特性为高压断路器的泄漏电流和绝缘电阻；所述电气特性为分闸电流、合闸电流和测量电流。

所述数据采集与处理系统对接收到的信号进行滤波和信号调理，并传给工控机5；由工控机5对接收到的数据进行分析处理，以形成电流波形图和断路器各相行程图。所述数据采集与处理系统包括数据采集模块2、数据处理模块3、数据传输模块4，其中数据采集模块2的数据输入端分别与测速传感器6、测距传感器7和电流传感器1连接，用于收集测速传感器6、测距传感器7和电流传感器1采集的数据并对数据进行滤波处理；数据采集模块2的输出端与数据处理模块3连接，用于将采集的数据传给数据处理模块3进行处理；所述数据处理模块3对接收到的数据进行信号调理和模数采样，其输出端与数据传输模块4通过CAN总线连接，用于将处理后的数据传给数据传输模块4；所述数据传输模块4用于将接收到数据传给工控机5。

所述工控机5为高性能P4工控计算机，工控机5配置有打印机和显示器，用于实现打印输出、图形显示和报表输出。

实施例2

本发明涉及的一种高压断路器测试系统的测试方法，包含步骤如下：

1、将测距传感器7置于高压断路器的动触头处，将测速传感器6置于高压断路器的分合闸线圈处，将所述电流传感器1的数据插头与高压断路器断口处引出的接头插接；

2、对所要测试的高压断路器进行分合闸操作。

3、由测距传感器7和测速传感器6将测量得到的高压断路器A、B、C各相行程位移等机械特性信号传给数据采集与处理系统的数据采集模块2；由电流传感器1将测量得到的高压断路器A、B、C断口测量回路电流，A、B、C各相分闸线圈电流，A、B、C各相合闸线圈电流，泄漏电流等绝缘特性和电气特性信号传给所述数据采集模块2。

4、由数据采集与处理系统对接收到的高压断路器绝缘特性、电气特性和机械特性信号进行分析处理，最终由工控机5形成电流波形图和断路器各相行程图。电流波形图如图2所示，其横坐标为启动电压，纵坐标为启动电流。所述断路器各相行程图如图3所示，其横坐标为合闸时的行程，纵坐标为分合闸总行程。

5、根据最终形成的电流波形图和断路器各相行程图判断所测试的断路器是否存在故障，以及是否存在故障早期的异常状态，并根据该异常状态预测故障期，从而为制定设备的检修计划提供科学的理论依据。

作为优选，所述测试方法的测试周期为一周一次，测试时根据所述电流波形图的正弦项和余弦项的平均值来判断是否存在故障早期的异常状态。数据采集模块2把各相电流、行程位移进行全过程录波，把录波数据送至数据处理模块3进行计算、分析，最后由工控机5进行统计、显示、打印和报警。

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 (8)

1.一种高压断路器测试系统，其特征是：包括一个测速传感器、一个测距传感器、一组电流传感器、数据采集与处理系统、工控机；所述测速传感器、测距传感器和电流传感器将检测得到的高压断路器的绝缘特性、电气特性和机械特性通过数据采集与处理系统传给工控机；所述绝缘特性为高压断路器的泄漏电流和绝缘电阻；所述电气特性为分闸电流、合闸电流和测量电流；所述机械特性为高压断路器动作的总时间、动作的运动量、动作的分合方向，动作开始时的加速度、加速时间、匀速动作速度、匀速运动时间、运动的减速过程、动作的过冲量和过冲时间；

所述测速传感器和测距传感器通过安装支架安装在高压断路器上，其输出端与数据采集与处理系统的数据输入端连接，用于测试高压断路器的机械特性；所述测速传感器和测距传感器将高压断路器的动触头位移信号转换为电信号，通过数据采集与处理系统传给工控机；

所述电流传感器与高压断路器的断口电联接，其输出端与数据采集与处理系统的数据输入端连接，用于测量高压断路器的绝缘特性和电气特性；

所述数据采集与处理系统对接收到的信号进行滤波和信号调理，并传给工控机；由工控机对接收到的数据进行分析处理，以形成电流波形图和断路器各相行程图。

2.根据权利要求1所述的高压断路器测试系统，其特征是：所述数据采集与处理系统包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块，其中数据采集模块的数据输入端分别与测速传感器、测距传感器和电流传感器连接，用于收集测速传感器和电流传感器采集的数据；数据采集模块的输出端与数据处理模块连接，用于将采集的数据传给数据处理模块进行处理；数据处理模块的输出端与数据传输模块连接，用于将处理后的数据传给数据传输模块；所述数据传输模块用于将接收到数据传给工控机。

3.根据权利要求1或2所述的高压断路器测试系统，其特征是：所述测速传感器为圆形传感器。

4.根据权利要求1或2所述的高压断路器测试系统，其特征是：所述测距传感器为直尺传感器。

5.一种如权利要求1所述的高压断路器测试系统的测试方法，其特征在于包含步骤如下：

(1)将测距传感器置于高压断路器的动触头处，将测速传感器置于高压断路器的分合闸线圈处，将所述电流传感器的数据插头与高压断路器断口处引出的接头插接；

(2)对所要测试的高压断路器进行分合闸操作；

(3)由测距传感器和测速传感器将测量得到的高压断路器机械特性信号传给数据采集与处理系统；由电流传感器将测量得到的高压断路器绝缘特性和电气特性信号传给数据采集与处理系统；

(4)由数据采集与处理系统对接收到的高压断路器绝缘特性、电气特性和机械特性信号进行分析处理，最终由工控机形成电流波形图和断路器各相行程图。

(5)根据形成的电流波形图和断路器各相行程图判断所测试的断路器是否存在故障，以及是否存在故障早期的异常状态，并根据该异常状态预测故障期，从而为制定设备的检修计划提供科学的理论依据。

6.根据权利要求5所述的高压断路器测试系统的测试方法，其特征在于：所述形成的电流波形图横坐标为启动电压，纵坐标为启动电流。

7.根据权利要求6所述的高压断路器测试系统的测试方法，其特征在于：所述断路器各相行程图横坐标为合闸时的行程，纵坐标为分合闸总行程。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的高压断路器测试系统的测试方法，其特征在于：所述测试方法的周期为一周，测试时根据所述电流波形图的正弦项和余弦项的平均值来判断是否存在故障早期的异常状态。