CN107748325B - 超特高压断路器合闸电阻测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力检修测试装置，具体为超特高压断路器合闸电阻测试仪，解决现有的合闸电阻测试装置和方法操作过程复杂、费时，容易对断路器内部器件造成磨损，加剧部件老化的问题，方案：包括电流检测光耦，其阳极依次连接电阻和电源，阴极作为测量端，发射极接地，集电极连接有第二电阻、电源和DSP处理器。电源为经功放放大后输出含10V直流偏置的交流信号源，交流信号分量为峰值5V、频率1kHz。优点：1、测试装置结构简单，成本低廉；2、测试方法操作简便、快捷，测量结果准确；3、无需拆解断路器，不会对断路器的内部器件造成磨损、加剧老化；4、可同时测量出断路器的投入时间；4、非常适用于500kV及以上超特高压断路器合闸电阻的测试。
Description
技术领域
本发明涉及电力检修测试装置，具体为超特高压断路器合闸电阻测试仪。
背景技术
在500kV及以上的特高压电网中，为了限制操作过电压，提高开关设备的开断能力、降低线路重合闸过电压等干扰，高压断路器的厂家在断路器中安装了合闸电阻（也叫并联电阻）。DL/5 596-2006《电力设备预防性试验规程》8.1.1条规定了对于SF6断路器的试验项目中要测量合闸电阻值和合闸电阻的投入时间；8.2.1条和8.5.1条分别规定，对于多油断路器、少油断路器和空气断路器，要测量灭弧室的并联电阻值。
断路器在厂家工装完成后，断路器的触头、合闸电阻、并联电容均密封在高压灭弧室内，不拆卸断路器的情况下，无法直接接触到合闸电阻的两端。目前，现有的合闸电阻测试装置，大部分采用直流电压源向合闸电阻提供测试电流，仅对220kV及以下电压等级的断路器适用，原因是220kV及以下电压等级的断路器触头没有并联电容或者并联电容很小。
而对于500kV及以上电压等级的特高压用断路器，其并联电容不可忽略，使用直流电压源时，断路器合闸过程如下，如图1所示：断路器接到合闸命令后约30-80ms，断路器辅助触头D2闭合，此时合闸电组Rx投入使用，约10ms后断路器主触头D1闭合，此时合闸电阻Rx开始退出使用，随即D2断开，断路器合闸完毕。从合闸过程看出，合闸电阻只在该过程中投入了约10ms的时间，在该时间内，直流电压源还没有完成对并联电容的充电，即在这10ms内，测量得到电流包含流过合闸电阻的电流与并联电容的充电电流，且充电电流是从大到小变化的，容易导致测量的合闸电阻值误差很大，且重复性较差。
与此同时，以往测量合闸电阻通常使用以下两种方法：
1）、在厂家人员的协助下，断开合闸电阻与主触头的连接线进行测量，测量完成重新装配；
2）、检修人员配合以复杂操作，进行断路器液压机构缓慢动作（慢合），在慢合的过程中测量出合闸电阻，该方法不仅需要改变断路器液压机构的正常状态，试验结束后还要调整回来。
这些方法不仅测量过程复杂、费时，还对断路器的内部部件造成不必要的磨损，加剧了部件的老化。因此，急需设计一种能够在现场测量超特高压断路器合闸电阻值，以及断路器合闸电阻投入时间的测试装置。
发明内容
本发明解决现有的合闸电阻测试装置和方法操作过程复杂、费时，容易对断路器内部器件造成磨损，加剧部件老化的问题，提供一种超特高压断路器合闸电阻测试仪。
本发明是通过以下技术方案实现的：超特高压断路器合闸电阻测试仪，包括电流检测光耦TLP621，所述电流检测光耦TLP621的阳极依次连接有第一电阻和测试电源，所述电流检测光耦TLP621的阴极作为测量端，所述电流检测光耦TLP621的发射极接地，所述电流检测光耦TLP621的集电极依次连接有第二电阻和电源，所述电流检测光耦TLP621的集电极输出到DSP处理器。电流检测光耦TLP621的阳极连接第一电阻和测试电源，阴极作为测量端与断路器一端连接，第一电阻作为电流的取样电阻使用，同时起到限流的作用。电流检测光耦TLP621的发射极接地，集电极连接第二电阻后与电源连接，并且集电极输出到DSP处理器，当电流检测光耦TLP621的发光二极管导通时，电流检测光耦TLP621的集电极与DSP处理器的连接端由高电位变为低电位，DSP处理器接收到断路器辅助触头合闸的信息。由于测试电源中含有1kHz的高频交流信号，在合闸电阻投入的10ms内，可以采样得到数个周期断路器触头两端的高频电压、电流、功率值，考虑到触头闭合时的弹跳情况，使用5ms以后的任意一个周期的电压、电流、功率，根据：R=P/I2来计算出合闸电阻。使用R=P/I2而不是R=U/I来计算合闸电阻，可以避免并联电容的影响，因为并联电容上虽然有电流流过，但由于是容性电流，并不产生交流有功功率，所以使用R=P/I2来计算合闸电阻可以避免并联电容的影响。
所述测试电源为经功放放大后输出含10V直流偏置的交流信号源，交流信号分量为峰值5V、频率1kHz。10V直流偏置保证了合闸电阻投入时，TLP621的发光二极管能可靠导通，以便DSP处理器能检测到触头合闸动作的时间。所述第一电阻为0.1%、2W的精密电阻。精密电阻作为电流的取样电阻，同时起到限流作用。
本发明具有以下优点：1、测试装置结构简单，成本低廉；2、测试方法操作简便、快捷，测量结果准确；3、无需拆解断路器，不会对断路器的内部器件造成磨损、加剧老化；4、可同时测量出断路器的投入时间；4、非常适用于500kV及以上超特高压断路器合闸电阻的测试。
附图说明
图1为500kV及以上电压等级的超特高压用断路器结构示意图；
图2为本发明测量原理图；
图3为测试电源波形图；
图中：D1-断路器主触头，D2-断路器辅助触头，Rx-合闸电阻，C-并联电容，R1-第一电阻，R2-第二电阻，Vs-测试电源。
具体实施方式
超特高压断路器合闸电阻测试仪，包括电流检测光耦TLP621，所述电流检测光耦TLP621的阳极依次连接有第一电阻R1和测试电源Vs，所述电流检测光耦TLP621的阴极作为测量端，所述电流检测光耦TLP621的发射极接地，所述电流检测光耦TLP621的集电极依次连接有第二电阻R2和测试电源Vs，所述电流检测光耦TLP621的集电极输出到DSP处理器。
具体实施时，所述测试电源Vs为经功放放大后输出含10V直流偏置的交流信号源，交流信号分量为峰值5V、频率1kHz。所述第一电阻R1为0.1%、2W的精密电阻。
测试时，将电流检测光耦TLP621的阴极与断路器一端连接，测试电源Vs提供经功放放大后的输出为含10V直流偏置的交流信号，交流信号分量为峰值5V、频率1kHz，第一电阻R1作为电流的取样电阻，同时起到限流作用。当合闸电阻Rx投入时，电流检测光耦TLP621的发光二极管可靠导通，电流检测光耦TLP621的集电极由高电位变为低电位，由于测试电源Vs中含有1kHz的交流信号，在合闸电阻Rx投入的10ms内，DSP处理器可以采样得到断路器两端数个周期的高频信号电压、电流、有功功率值，考虑到触头闭合时的弹跳情况，采用5ms以后的任意一个周期的电压、电流、有功功率值，根据R=P/I2即可计算出合闸电阻。同时DSP处理器还可测量出断路器合闸电阻的投入时间。
Claims (2)
1.一种超特高压断路器合闸电阻测试仪，包括电流检测光耦TLP621，所述电流检测光耦TLP621的阳极依次连接有第一电阻（R1）和测试电源（Vs），所述电流检测光耦TLP621的阴极作为测量端，所述电流检测光耦TLP621的发射极接地，所述电流检测光耦TLP621的集电极依次连接有第二电阻（R2）和+5V电源，所述电流检测光耦TLP621的集电极输出到DSP处理器；其特征在于：所述测试电源（Vs）为经功放放大后输出含10V直流偏置的交流信号源，交流信号分量为峰值5V、频率1kHz；在合闸电阻（Rx）投入的10ms内，DSP处理器采样得到断路器两端数个周期的高频信号电压、电流I、有功功率值P，采用5ms以后的任意一个周期的电压、电流I、有功功率值P，根据R=P/I2即可计算出合闸电阻。
2.根据权利要求1所述的超特高压断路器合闸电阻测试仪，其特征在于：所述第一电阻（R1）为0.1%、2W的精密电阻。
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