CN106404369A - 用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置及方法，开关柜包括多个动触头和静触头，并通过动触头和静触头的接触与断开实现开关柜的开关，动触头的顶端设有触指，并通过触指与静触头连接，触指的两端均设有多根触指弹簧，装置包括箱体、设置在箱体内部的数据处理器、固定在箱体上部的安装板以及固定在安装板上并与动触头位置相匹配的测试触头，测试触头的中部设有用于测试触指对测试触头施加压力大小的压力传感器，压力传感器与数据处理器连接。与现有技术相比，本发明可大大降低因检测错误带来的故障发生，且装置拆卸方便，适用于不同型号的开关柜。

Description

用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置及方法

技术领域

本发明涉及开关柜性能测试领域，具体涉及一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置及方法。

背景技术

开关是电力系统中最重要的控制和保护设备，维护着电网的安全稳定运行。由开关故障而导致的电网事故主要有两个原因：

1、开关自身故障(如绝缘部件老化、零件变形或锈蚀、灭弧能力降低等)，对应措施主要有：a、加强对新设备验收力度，严格把关出厂、交接等试验数据。b、有计划地安排设备的日常巡视和停电检修。

2、开关与电力系统间(如母线)的连接情况异常，如接触部位发生氧化或松动等情况，在电流作用下造成该部位持续发热，最终烧坏设备。曾经在某一母线站。开关柜出现明显烟雾，并伴有放电声，设备停役后发现车式闸刀有一个动触头触指已脱落；静触头套管已烧损、开裂，并有严重炭化现象，分析事故后发现，事故原因为动触头上侧的某一根(或几根)弹簧老化，造成弹性不足或断裂，导致触指压紧力不均匀，上侧接触面接触电阻过大，长期通流后触头过热引起烧损，并引起环氧套管受热燃烧和绝缘击穿。因此，对于开关柜所用的触指弹簧必须要有较为精确的劣化检测方法，尤其是随着目前新变电站的不断投运，以及老变电站的逐步改造，柜式设备在电网中所占比例越来越高的现状。

目前没有可靠的措施能够解决手车式开关动触头与母线静触头接触情况的检测盲区，通常只是测定动触头和静触头在接触面间的电阻变化，来判断触指弹簧性能的优劣。但是，操作员发现，采用该方法时，优质触指弹簧和劣质触指弹簧使得动触头和静触头在接触面间的电阻变化并不大，无法定性判断触指弹簧的优劣性能，造成检测误差，从而有可能在后期带来较大的危害。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、检测数据准确的用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，所述开关柜包括多个动触头和静触头，并通过动触头和静触头的接触与断开实现开关柜的开关，所述动触头的顶端设有触指，并通过触指与所述静触头连接，所述触指的外侧均设有多根用于箍紧触指与动触头和静触头的触指弹簧，所述装置包括箱体、设置在箱体内部的数据处理器、固定在上部的安装板以及固定在安装板上并与动触头位置相匹配的测试触头，所述测试触头的中部设有用于测试触指对测试触头施加压力大小的压力传感器，所述压力传感器与数据处理器连接。

本发明通过压力测试代替现有的接触面电阻测试，经实验证明，通过压力测试来判断触指弹簧的劣化性能，最优和最劣的性能相差可达50％以上，这说明通过压力可以有效反映出触指弹簧的劣化程度；而且通过该方法，可以通过使用年份对触指弹簧的劣化程度做粗略的定性分析。

所述的测试触头的前端和后端均呈柱形，且前端的直径大于后端的直径，所述压力传感器贴在测试触头的后端侧壁，并通过抱箍将压力传感器固定。由于抱箍和压力传感器的厚度很薄，所以不会对触指弹簧的压力造成影响，且将压力传感器放置在抱箍和测试触头之间，可以保证压力传感器不被破坏。

所述的压力传感器为电阻式压力传感器。

所述的测试触头的前端设有倒角，便于测试触头插入触指内。

所述的安装板上均匀分布有多个安装孔，所述测试触头的后端插设在安装孔中。这样的设置，使得测试触头可以方便的在安装板上安装及拆卸，针对不同动触头，仅需将测试触头插设在不同的安装孔中，使其与动触头相匹配即可，因此使得本装置适用于不同型号的开关柜，适用范围广。

所述的箱体的底部设有滑轮，模拟现场实际操作情况，使测试数据更具稳定性。

一种采用如上所述装置进行开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的方法，包括以下几个步骤：

(1)根据动触头上待测触指的位置，将测试触头插设在安装板的安装孔内，使测试触头与动触头上的触指位置相匹配；

(2)推动装置，使测试触头插入待测触指中，通过数据处理器读取压力传感器所受压力值；

(3)将步骤(2)所得压力值与参考值进行比对，判断开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能。

所述参考值通过以下方法得到：

(a)将同型号的标准触指安装在动触头上；

(b)根据动触头上待测触指的位置，将测试触头插设在安装板的安装孔内，使测试触头与标准触指位置相匹配；

(c)推动装置，使测试触头插入标准触指中，摘除标准触指上的一根或多根触指弹簧，通过数据处理器读取压力传感器所受压力值即为一根或多根触指弹簧完全劣化时的参考值。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)通过压力测定触指弹簧的劣化程度，准确性高，可大大较低因检测不准确而带来的故障；

(2)结构简单，拆卸方便，可适用于不同型号的开关柜；

(3)不仅能够提供定量的检测数据，还能作为定性预测的依据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明测试触头的结构示意图；

图3为测试时动触头、测试触头、触指之间的连接示意图；

图4为开关柜触指弹簧压力随使用年限的变化曲线图。

其中，1为箱体，2为安装板，3为测试触头，31为电阻式压力传感器，32为抱箍，4为数据处理器，5为安装孔，6为滑轮，7为触指，71为触指弹簧，8为动触头。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，其结构如图1所示，包括箱体1、设置在箱体1内部的数据处理器4、固定在箱体1上部的安装板2以及固定在安装板2上并与动触头8位置相匹配的测试触头3，测试触头3的中部设有用于测试触指对测试触头3施加压力大小的压力传感器31，压力传感器31与数据处理器4连接。安装板2上均匀分布有多个安装孔5，测试触头3的后端插设在安装孔5中。这样的设置，使得测试触头3可以方便的在安装板2上安装及拆卸，针对不同动触头8，仅需将测试触头3插设在不同的安装孔5中，使其与动触头8相匹配即可，因此使得本装置适用于不同型号的开关柜，适用范围广。

箱体1的底部设有滑轮6，模拟现场实际操作情况，使测试数据更具稳定性。

其中，测试触头3的结构如图2所示，测试触头3的前端和后端均呈柱形，且前端的直径大于后端的直径，电阻式压力传感器31贴在测试触头3的后端侧壁，并通过抱箍32将电阻式压力传感器31固定。由于抱箍32和电阻式压力传感器31的厚度很薄，所以不会对触指弹簧的压力造成影响，且将压力传感器31放置在抱箍32和测试触头3之间，可以保证压力传感器31不被破坏。

测试触头3的前端设有倒角，便于测试触头3插入触指7内。

将上述装置用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试，包括以下步骤：

(1)根据动触头8上待测触指7的位置，将测试触头3插设在安装板2的安装孔5内，使测试触头3与动触头8上的触指7位置相匹配；

(2)推动装置，使测试触头3插入待测触指7中，分别通过2根触指弹簧71箍紧触指7与测试触头3和动触头8，其中，用于箍紧测试触头3的触指弹簧71记做1#弹簧和2#弹簧，用于箍紧动触头的触指弹簧71记做3#弹簧和4#弹簧，通过数据处理器读取压力传感器所受压力值，其中，动触头、触指、测试触头的连接关系如图3所示；本实施例采用的触头为森源公司1250A梅花触头。

(3)将步骤(2)所得压力值与参考值进行比对，判断开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能。

检测结果如表1所示：

表1弹簧劣化性能测试结果

通过测试结果可以发现，当触头弹簧发生最严重的劣化时(如1#或2#完全失去弹性)，单片梅花触指与静触头间的压力下降为正常压力的50％左右，而其接触电阻仅上升十几个微欧，变化量为20％左右，难以有效反应出弹簧劣化程度。而通过测量触头压力，可以直接而准确的得到弹簧是否有劣化情况。

在完成了触头接触压力装置的制作后，发明人结合各站10kV开关检修电试工作，进行了现场实际测试，以下是各个开关柜触头弹簧压力测试数据：

表2VS1开关测试：

开关名称	站名	投运日期	开关型号	压力值(N)
					10千伏分段开关	平安海贸开关站	2006-11-03	VS1	55
31康碧苑黄开关	奉城康碧苑开关站	2006-11-27	VS1	56
					35汇虹二期黄开关	金碧汇虹开关站	2007-08-24	VS1	55
25汇虹二期赤开关	金碧汇虹开关站	2007-08-24	VS1	56
					34农乐开关	雷州开关站	2008-04-25	VS1	58
35北连乙开关	雷州开关站	2008-04-25	VS1	57
					明17明城甲开关	雷州开关站	2008-04-25	VS1	59
31领御甲乙开关	领御开关站	2010-12-10	VS1	62
					树22树浜甲开关	领御开关站	2010-12-10 0	VS1	63
运75运河乙开关	领御开关站	2010-12-10	VS1	61
					35肖南乙开关	观邸开关站	2011-01-14	VS1	64
24备用开关	观邸开关站	2011-01-14	VS1	63
					23观邸丙甲开关	观邸开关站	2011-01-14	VS1	64

表3VD4开关测试

通过测试，我们发现传感器通过测量接触面间压力大小，能以量化的方式准确反应出触头的压力情况，随着投运时间的推移，压力值的变化情况能有效反映触头弹簧的劣化趋势。

通过不断测试积累数据，初步形成开关柜触头弹簧压力值的数据库，并分析得出弹簧压力值随着投运时间变化的曲线如图1所示，由曲线分析可知，弹簧压力随着投运时间的增长而衰减，且该曲线可用作简略的触指弹簧劣化程度的定性分析。

Claims (8)

1.一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，所述开关柜包括多个动触头和静触头，并通过动触头和静触头的接触与断开实现开关柜的开关，所述动触头的顶端设有触指，并通过触指与所述静触头连接，所述触指的外侧均设有多根用于箍紧触指与动触头和静触头的触指弹簧，其特征在于，所述装置包括箱体、设置在箱体内部的数据处理器、固定在箱体上部的安装板以及固定在安装板上并与动触头位置相匹配的测试触头，所述测试触头的中部设有用于测试触指对测试触头施加压力大小的压力传感器，所述压力传感器与数据处理器连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，其特征在于，所述的测试触头的前端和后端均呈柱形，且前端的直径大于后端的直径，所述压力传感器贴在测试触头的后端侧壁，并通过抱箍将压力传感器固定。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，其特征在于，所述的压力传感器为电阻式压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，其特征在于，所述的测试触头的前端设有倒角。

5.根据权利要求1所述的一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，其特征在于，所述的安装板上均匀分布有多个安装孔，所述测试触头的后端插设在安装孔中。

6.根据权利要求1所述的一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的装置，其特征在于，所述的箱体的底部设有滑轮。

7.一种采用如权利要求1～6任一所述装置进行开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：

(1)根据动触头上待测触指的位置，将测试触头插设在安装板的安装孔内，使测试触头与动触头上的触指位置相匹配；

(2)推动装置，使测试触头插入待测触指中，通过数据处理器读取压力传感器所受压力值；

(3)将步骤(2)所得压力值与参考值进行比对，判断开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能。

8.根据权利要求6所述的一种用于开关柜母线桩头触指弹簧劣化性能测试的方法，其特征在于，所述参考值通过以下方法得到：

(a)将同型号的标准触指安装在动触头上；

(b)根据动触头上待测触指的位置，将测试触头插设在安装板的安装孔内，使测试触头与标准触指位置相匹配；

(c)推动装置，使测试触头插入标准触指中，摘除标准触指上的一根或多根触指弹簧，通过数据处理器读取压力传感器所受压力值即为一根或多根触指弹簧完全劣化时的参考值。