CN107991607A - 一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压器件的技术领域，公开了一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，包括第一检测模块、第二检测模块、采集仪，所述第一检测模块和第二检测模块均与采集仪相连，所述第一检测模块用于检测分闸线圈或合闸线圈的导通瞬间，所述第二检测模块用于检测动触头与静触头从合闸状态到分闸状态或者从分闸状态到合闸状态的完成瞬间，所述采集仪用于接收第一检测模块和第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻。本发明的测量装置与高压直流断路器接触的部分仅为导线，不存在冲击力，机械寿命高。同时，方便携带，结构布置灵活多变，无论是在敞开式空间平台，还是在高空工程现场，均能够实现测量，应用场合广。

Description

一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置

技术领域

本发明涉及高压器件的技术领域，尤其涉及一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置。

背景技术

随着直流传输电网的兴起，高压直流断路器对直流电的承载和开断显得格外重要。在直流断路器中，要求负责直流开断的高速开关具备比交流断路器更高速的开断能力，通常开断时间在毫秒级。高速开关属于电磁驱动型直动机构，具有空间受限、速度快、加速度高、电磁干扰强和冲击大等问题。

现有直流断路器高速开关固有分合闸时间的测量方法主要是利用开关动作特性测试仪进行机械特性测试，模仿交流断路器机械特性测试方法。存在的主要问题包括：1)寿命低，该测量为接触性测量，高速开关速度快，加速度高，冲击大，传感器及连接装置极容易损坏；2)可靠性低，信号电压受斥力线圈磁场干扰大，信号失真严重。

专利CN 101464495A提出的使用角位移传感器，需通过较为复杂传动结构与高速开关铝连杆直接相连，由于高速开关速度高达7m/s，平均加速度高达400g，传感器及其工装寿命极低。且传感器靠近斥力线圈，线圈放电时超强磁场会引起传感器信号失真，测试结果会异常。

因此，如何提供有效可靠的分合闸时间的测量装置和测试方法，解决空间受限、速度快、加速度高、电磁干扰强和冲击大等问题，成为本领域需要解决的技术难题。

发明内容

本发明提供一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，解决了现有时间测量装置寿命低、可靠性差等问题。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，包括第一检测模块、第二检测模块、采集仪，所述第一检测模块和第二检测模块均与采集仪相连，所述第一检测模块用于检测分闸线圈或合闸线圈的导通瞬间，所述第二检测模块用于检测动触头与静触头从合闸状态到分闸状态或者从分闸状态到合闸状态的完成瞬间，所述采集仪用于接收第一检测模块和第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻。

进一步，所述第二检测模块包括检测电阻，所述检测电阻的一端与操作机构的连杆相连，另一端与电源相连，所述电源与缓冲器的金属端相连或者与静触头相连，所述检测电阻的两端与采集仪的一个采样探头相连，所述缓冲器设置在连杆底部的正下方。

进一步，所述静触头与动触头处于合闸状态时，所述缓冲器与连杆底部相隔设定距离，所述静触头与动触头处于分闸状态时，所述缓冲器与连杆底部相接触。

进一步，所述设定距离设置为静触头与动触头之间有效开距的百分之九十至百分之一百一十。

进一步，所述第一检测模块包括设置与合闸线圈和/或分闸线圈相连的电流互感器，所述电流互感器与采集仪的另一个采样探头相连。

一种基于上文所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置的测量方法，包括：

步骤一、将第二检测模块的检测电阻与连杆、电源相连，再将电源与静触头相连，采集仪的一个探头设置在检测电阻的两端；将第一检测模块的电流互感器与合闸线圈或者合闸线圈、分闸线圈均相连，采集仪的另一个探头与电流互感器相连；

步骤二、启动合闸命令，采集仪接收第一检测模块、第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻，计算两个接收时刻的差值，即为合闸时间；

步骤三、将第二检测模块的检测电阻与连杆、电源相连，再将电源与缓冲器的金属端相连，采集仪的一个探头设置在检测电阻的两端；将第一检测模块的电流互感器与分闸线圈或者合闸线圈、分闸线圈均相连，采集仪的另一个探头与电流互感器相连；

步骤四、启动分闸命令，采集仪接收第一检测模块、第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻，计算两个接收时刻的差值，即为分闸时间。

本发明有益的技术效果如下：

1)采用电流互感器检测合闸线圈或分闸线圈的导通，其响应时间小于1μs，电信号响应时间也是远小于μs级，造成测试设备的时间延迟基本忽略，测量精度高。

2)采集仪通过采样探头采集信号，只关注信号的采集时刻，不关注信号本身物理量的误差，所以对电磁场不敏感，抗电磁干扰能力强，并且能够实时显示采集时刻，从而方便计算得出分合闸时间，实现快速人机交互，实时性强。

3)本发明的测量装置与高压直流断路器接触的部分仅为导线，不存在冲击力，机械寿命高。同时，方便携带，结构布置灵活多变，无论是在敞开式空间平台，还是在高空工程现场，均能够实现测量，应用场合广。

附图说明

图1为本发明的合闸状态下的连接示意图；

图2为本发明的分闸状态下的连接示意图；

其中，1-采集仪，11-采样探头，2-动触头，3-静触头，4-检测电阻，5-连杆，6-电源，7-缓冲器，8-合闸线圈，9-分闸线圈，10-电流互感器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供了一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，包括第一检测模块、第二检测模块、采集仪1，该第一检测模块和第二检测模块均与采集仪1相连，该第一检测模块用于检测分闸线圈或合闸线圈的导通瞬间，该第二检测模块用于检测动触头2与静触头3从合闸状态到分闸状态或者从分闸状态到合闸状态的完成瞬间，该采集仪1用于接收第一检测模块和第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻。

该第二检测模块包括检测电阻4，该检测电阻4的一端与操作机构的连杆5相连，另一端与电源6相连，该电源6还与缓冲器7的金属端相连或者与静触头3相连，该检测电阻4的两端与采集仪1的一个采样探头11相连，该缓冲器7设置在连杆5底部的正下方。

如图1所示，在静触头3与动触头2处于合闸状态时，第二检测模块的电源6与缓冲器7的金属端相连，缓冲器7与连杆5底部相隔设定距离，该设定距离可设置为静触头3与动触头2之间有效开距的百分之九十至百分之一百一十，一般设置为有效开距。在启动分闸命令时，连杆5带动与之相连的动触头2向远离静触头3的方向运动，直至动触头2与静触头3完成分离，此时连杆5与缓冲器7相接触，这样，连杆5、检测电阻4、电源6和缓冲器7将会组成闭合回路，检测电阻4内部有电流经过，通过设置在检测电阻4两端的采样探头11将输出信号传送给采集仪1。

如图2所示，在静触头3与动触头2处于分闸状态时，第二检测模块的电源6与静触头3相连，缓冲器7与连杆5底部相接触。在启动合闸命令时，连杆5带动与之相连的动触头2向靠近静触头3的方向运动，直至动触头2与静触头3完成接触，此时连杆5与缓冲器7分离，这样，连杆5、检测电阻4、电源6和静触头3将会组成闭合回路，检测电阻4内部有电流经过，通过设置在检测电阻4两端的采样探头11将输出信号传送给采集仪1。

该检测电阻4采用阻值远大于回路电阻和电源内阻的普通电阻，该电源6采用5至12V的直流干电池，连杆5、检测电阻4、电源6和静触头3或者缓冲器7之间的连接均采用单芯信号导线，该采集仪1的采样频率满足信号频率要求，通道数量满足信号数量要求，其采样探头11采用低压信号探头。

该第一检测模块包括设置与合闸线圈8和/或分闸线圈9相连的电流互感器10，该电流互感器10与采集仪1的另一个采样探头11相连，采用不带任何后端处理电路的电流互感器。启动合闸命令时，合闸线圈8内部有电流经过，启动分闸命令时，分闸线圈9内部有电流经过，在经过的瞬间都可以被电流互感器10检测到，再通过采样探头11传送给采集仪1。

本发明还提供了一种基于上文所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置的测量方法，包括：

步骤一、将第二检测模块的检测电阻4与连杆5、电源6相连，再将电源6与静触头3相连，采集仪1的一个采样探头11设置在检测电阻4的两端；将第一检测模块的电流互感器10与合闸线圈8或者合闸线圈8、分闸线圈9均相连，采集仪1的另一个采样探头11与电流互感器10相连；

步骤二、启动合闸命令，采集仪1接收第一检测模块、第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻，计算两个接收时刻的差值，即为合闸时间；

步骤三、将第二检测模块的检测电阻4与连杆5、电源6相连，再将电源6与缓冲器7的金属端相连，采集仪1的一个采样探头11设置在检测电阻4的两端；将第一检测模块的电流互感器10与分闸线圈9或者合闸线圈8、分闸线圈9均相连，采集仪1的另一个采样探头11与电流互感器10相连；

步骤四、启动分闸命令，采集仪1接收第一检测模块、第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻，计算两个接收时刻的差值，即为分闸时间。

本发明采用电流互感器检测合闸线圈或分闸线圈的导通，其响应时间小于1μs，电信号响应时间也是远小于μs级，造成测试设备的时间延迟基本忽略，测量精度高。

采集仪通过采样探头采集信号，只关注信号的采集时刻，不关注信号本身物理量的误差，所以对电磁场不敏感，抗电磁干扰能力强，并且能够实时显示采集时刻，从而方便计算得出分合闸时间，实现快速人机交互，实时性强。

本发明的测量装置与高压直流断路器接触的部分仅为导线，不存在冲击力，机械寿命高。同时，所有零件无固定摆放位置要求，结构布置灵活多变，无论是在敞开式空间平台，还是在高空工程现场，均能够实现测量，应用场合广。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，其特征在于：包括第一检测模块、第二检测模块、采集仪，所述第一检测模块和第二检测模块均与采集仪相连，所述第一检测模块用于检测分闸线圈或合闸线圈的导通瞬间，所述第二检测模块用于检测动触头与静触头从合闸状态到分闸状态或者从分闸状态到合闸状态的完成瞬间，所述采集仪用于接收第一检测模块和第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻。

2.根据权利要求1所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，其特征在于：所述第二检测模块包括检测电阻，所述检测电阻的一端与操作机构的连杆相连，另一端与电源相连，所述电源与缓冲器的金属端相连或者与静触头相连，所述检测电阻的两端与采集仪的一个采样探头相连，所述缓冲器设置在连杆底部的正下方。

3.根据权利要求2所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，其特征在于：所述静触头与动触头处于合闸状态时，所述缓冲器与连杆底部相隔设定距离，所述静触头与动触头处于分闸状态时，所述缓冲器与连杆底部相接触。

4.根据权利要求3所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，其特征在于：所述设定距离设置为静触头与动触头之间有效开距的百分之九十至百分之一百一十。

5.根据权利要求1所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置，其特征在于：所述第一检测模块包括设置与合闸线圈和/或分闸线圈相连的电流互感器，所述电流互感器与采集仪的另一个采样探头相连。

6.一种基于权利要求1所述的用于高压直流断路器分合闸时间测量装置的测量方法，其特征在于包括：

步骤一、将第二检测模块的检测电阻与连杆、电源相连，再将电源与静触头相连，采集仪的一个探头设置在检测电阻的两端；将第一检测模块的电流互感器与合闸线圈或者合闸线圈、分闸线圈均相连，采集仪的另一个探头与电流互感器相连；

步骤二、启动合闸命令，采集仪接收第一检测模块、第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻，计算两个接收时刻的差值，即为合闸时间；

步骤三、将第二检测模块的检测电阻与连杆、电源相连，再将电源与缓冲器的金属端相连，采集仪的一个探头设置在检测电阻的两端；将第一检测模块的电流互感器与分闸线圈或者合闸线圈、分闸线圈均相连，采集仪的另一个探头与电流互感器相连；

步骤四、启动分闸命令，采集仪接收第一检测模块、第二检测模块的输出信号，并显示对应的接收时刻，计算两个接收时刻的差值，即为分闸时间。