CN108037450A - 一种高压断路器自动检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压断路器自动检测装置及检测方法，涉及电力系统中电力设备的检测技术领域。所述高压断路器自动检测装置，包括PC机、系统主机以及智能接线单元，该装置将高压断路器的机械特性、回路电阻、绝缘电阻、介质损耗及电容量等检测功能集于一体，通过PC机的控制指令自动控制智能接线单元接线状态的自动切换，实现一次接线后自动完成所有检测项目的检测，降低了试验人员的劳动强度和对试验人员的要求，提高了检测的工作效率，同时减少了停电时间，以及检测试验的安全风险，使高压断路器的检测更加可靠；本发明的检测装置高度集成，体积和重量小，操作简单、可靠，适于超高压断路器的试验与分析。

Description

一种高压断路器自动检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于电力系统中电力设备的检测技术领域，尤其涉及一种高压断路器自动检测装置及检测方法。

背景技术

电力公司变电站现场，特别是500kV及以上的高压断路器空间位置较高，供电局试验人员频繁的登高接线、拆线安全风险大，而且由于现场感应电强等因素威胁到试验人员及试验仪器设备安全问题，加大了作业风险；其次，试验过程需要停电时间长，效率低，完成一个500kV高压断路器间隔设备预试工作，至少需要两个工作日。频繁的搬运、更换仪器、改变测试引线、接拆线、使用不同的检测仪器和软件，劳动强度大，对试验人员要求高。

为了降低现场试验作业风险，提高工作效率，在不改变高压断路器设备原有结构及功能状态的情况下，本发明提出一种高压断路器自动检测装置及检测方法，该装置为一套高度集成的断路器自动检测装置，集断路器的机械特性、回路电阻、绝缘电阻、介质损耗及电容量等检测功能于一体，实现了一次接线后自动完成所有试验项目，减少停电时间，减少试验的安全风险，测量过程简便可靠，适用于超高压断路器的试验与分析。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高压断路器自动检测装置及检测方法。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种高压断路器自动检测装置，包括PC机、系统主机以及智能接线单元；所述系统主机包括电源部分、控制部分、通讯模块、测量模块以及各检测项目传感器；所述控制部分分别与所述电源部分、通讯模块、测量模块以及各检测项目传感器连接；

所述电源部分包括高压电源模块和低压电源模块；所述高压电源模块和低压电源模块分别与所述智能接线单元连接，分别用于为高压断路器各检测项目提供高压电源和低压电源；所述控制部分与高压断路器的分合闸线圈连接，主要用于试验时控制高压断路器的分合闸；所述通讯模块分别与所述PC机、智能接线单元进行通讯连接；所述测量模块，通过测试线与安装在高压断路器对应位置的各检测项目传感器连接，用于获取对应检测项目传感器采集的检测数据，并进行数据归类处理；所述智能接线单元通过引线与高压断路器连接，用于实现各检测项目引线的集成、切换以及绝缘隔离；所述PC机，用于向系统主机发送操作指令，该操作指令通过系统主机发送给智能接线单元，控制各检测项目引线的自动切换，同时还用于接收系统主机归类处理后的检测数据，并对检测数据进行分析处理、保存、生成检测报告。

进一步的，所述PC机上部署有集控软件，用于实现检测参数的配置，整个检测装置的自动控制、数据分析管理以及检测报告输出；所述集控软件包括登录单元、过程控制单元、数据处理单元以及辅助功能单元；

所述登录单元，用于管理用户账号信息；所述过程控制单元，用于实现检测过程的自动控制及跟踪，接收各检测项目的检测数据，并归类形成背景数据；所述数据处理单元，用于根据设定的程序对所述背景数据进行处理分析及检测结果的自动计算；所述辅助功能单元，用于实现各检测项目规程查询、生成检测报告。

进一步的，所述登录单元包括管理人员模块和试验人员模块，将用户账号分类管理，实现不同类别账号权限不同；

所述过程控制单元包括方案管理模块、操作控制模块、数据处理模块以及背景数据形成模块；所述方案管理模块，用于管理用户选定的试验方案以及试验次序；所述操作控制模块，用于按照用户选定的试验方案对执行机构发出相应的命令，以实现对不同试验的自动换线，同时控制系统主机测量模块实现对各检测项目的信号采集；所述数据处理模块，用于对采集到的各检测项目信号进行A/D转换，并将数字信号进行归类形成背景数据；

所述数据处理单元包括数据查询模块、数据标志与存档模块、数据与图谱对比模块以及数据库管理模块，分别用于检测数据或检测结果的在线查询、对检测数据或检测结果进行标志与存档、对检测数据或检测结果与图谱进行对比形成最终检测结果、以及检测数据或检测结果的储存；

所述辅助功能单元包括规程查询模块和生成报告模块，分别用于实现各检测项目规程查询和生成检测报告。

进一步的，所述智能接线单元包括高压切换模块和低压切换模块，主要有高压、低压、短路、接地及悬空五种状态；所述高压切换模块和低压切换模块分别通过试验电源线和低压连接线与所述系统主机的高压电源模块和低压电源模块连接，同时通过通讯模块与所述系统主机进行通讯；所述高压切换模块和低压切换模块还分别通过第一引线和第二引线与高压断路器连接。

进一步的，所述第一引线从内到外依次包括芯线、内屏蔽层、外屏蔽层以及绝缘层，所述绝缘层的绝缘强度为12kV；所述第一引线的额定通流能力为1A，线径小于10mm。

进一步的，所述第二引线从内到外依次包括芯线、内屏蔽层、外屏蔽层以及绝缘层，所述绝缘层的绝缘强度为3kV；所述第二引线的额定通流能力为100A，线径小于15mm。

进一步的，一种高压断路器自动检测方法，包括以下几个步骤：

（1）测试准备：查询历史测试报告，了解断路器各试验项目的运行情况，掌握断路器设备现场二次控制回路接线，使测试人员了解当前设备的真实状态；

（2）测试实施：记录各断路器铭牌（铭牌上有厂家型号、出厂日期）、测试环境温度及湿度；检查和确认断路器设备的当前状态，记录操作电源电压；

（3）测试接线：将断路器操作至检修状态，将高压断路器自动检测装置的仪器接地端与地线连接好，再完成高压断路器自动检测装置各试验项目的一次接引线；通过高压断路器自动检测装置内部的智能接线单元完成换线步骤，只需在进行试验前接好引线即可完成全部试验项目，中间无需换线；

（4）测试操作：将高压断路器自动检测装置的工作电源接好，按下“开机”键，高压断路器自动检测装置的系统初始化，同时系统启动对各试验项目的检测程序，并自动完成检测项目选择、试验电压调整、断路器操动、试验接线切换和数据测量工作；当测量模块通过各检测项目传感器采集到测试数据，首先对测试数据进行归类处理，同时将处理后的数据发送至PC机；PC机自动完成对测试数据的计算，并对计算结果做出处理判断，过程控制模块将处理后的计算结果显示到显示器上，辅助功能模块最终将试验结果打印报表；

（5）结果分析：将测试得到的断路器各试验项目测试结果与历史值进行横向和纵向对比，对测试结果和历史值进行处理和人工分析，判断当前测试结果，如要求回路电阻值应符合制造厂的规定，并且不大于制造厂规定值的120%；

（6）测试结束：整理测试现场的设备、装置和测试线，填写试验的测试记录。

与现有技术相比，本发明所提供的高压断路器自动检测装置，包括PC机、系统主机以及智能接线单元，该装置将高压断路器的机械特性、回路电阻、绝缘电阻、介质损耗及电容量等检测功能集于一体，通过PC机的控制指令自动控制智能接线单元接线状态的自动切换，实现一次接线后自动完成所有检测项目的检测，降低了试验人员的劳动强度和对试验人员的要求，提高了检测的工作效率，同时减少了停电时间，以及检测试验的安全风险，使高压断路器的检测更加可靠；本发明的检测装置高度集成，体积和重量小，操作简单、可靠，适于超高压断路器的试验与分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种高压断路器自动检测装置的结构示意图；

图2是本发明集控软件的结构框图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的一种高压断路器自动检测装置，包括PC机、系统主机以及智能接线单元；系统主机包括电源部分、控制部分、通讯模块、测量模块以及各检测项目传感器；控制部分分别与电源部分、通讯模块、测量模块以及各检测项目传感器连接；

电源部分包括高压电源模块和低压电源模块；高压电源模块和低压电源模块分别通过试验电源线和低压连接线与智能接线单元连接，分别用于为高压断路器各检测项目提供高压电源和低压电源；控制部分通过控制回路与高压断路器的分合闸线圈连接，主要用于试验时控制高压断路器的分合闸；通讯模块采用RS232通讯模块，分别与PC机、智能接线单元进行通讯连接，实现系统主机命令接收以及向智能接线单元发送命令，并对各检测项目传感器采集的检测数据进行传输；测量模块，通过测试线与安装在高压断路器对应位置的各检测项目传感器连接，用于获取对应检测项目传感器采集的检测数据，并进行数据归类处理。

PC机，用于向系统主机发送操作指令，该操作指令通过系统主机的RS232通讯模块发送给智能接线单元，控制各检测项目引线的自动切换；同时还用于接收系统主机归类处理后的检测数据，并对检测数据进行分析处理、保存、生成检测报告。PC机上部署有集控软件，用于实现检测参数的配置，整个检测装置的自动控制、数据分析管理以及检测报告输出。

智能接线单元通过引线与高压断路器连接，用于实现各检测项目引线的集成、切换以及绝缘隔离；智能接线单元包括高压切换模块和低压切换模块，高压切换模块和低压切换模块分别通过试验电源线和低压连接线与系统主机的高压电源模块和低压电源模块连接，同时通过RS232通讯模块与系统主机进行通讯；高压切换模块和低压切换模块还分别通过第一引线和第二引线与高压断路器连接，引线包括第一引线和第二引线。第一引线从内到外依次包括芯线、内屏蔽层、外屏蔽层以及绝缘层，绝缘层的绝缘强度为12kV；第一引线的额定通流能力为1A，线径小于10mm。第二引线从内到外依次包括芯线、内屏蔽层、外屏蔽层以及绝缘层，绝缘层的绝缘强度为3kV；第二引线的额定通流能力为100A，线径小于15mm。

智能接线单元主要有高压、低压、短路、接地及悬空五种状态，满足大电流、高电压等特殊的切换要求；而五种状态的切换是由PC机上的集控软件来进行自动控制的，集控软件通过过程控制单元向系统主机的RS232通讯模块发出操作指令，系统主机的RS232通讯模块将该操作指令发送给智能接线单元的高压切换模块和低压切换模块，实现对应的回路自动接入对应引线接线端口，达到无需换线的目的。

以双断口断路器为例，双断口断路器的三个COM端口分别通过第一引线与智能接线单元的高压切换模块连接，A相端口（A1、A2）、B相端口（B1、B2）、C相端口（C1、C2）分别通过第二引线与智能接线单元的低压切换模块连接；以A相为例，介损测量时，系统主机低压电源模块通过低压连接线与智能接线单元的低压切换模块连接，使A1、A2为低压状态；系统主机高压电源模块通过试验电源线与智能接线单元的高压切换模块连接，给A相的COM端加10kV的高压；回路电阻测量时，A1、A2间加100A电流，为低压状态，COM端为悬空状态；机械特性测量时，A1、A2、COM均为低压状态。介损测量、回路电阻测量以及机械特性测量所采用的传感器或检测模块即为本发明中的各检测项目传感器。

如图2所示，集控软件包括登录单元、过程控制单元、数据处理单元以及辅助功能单元。登录单元包括管理人员模块和试验人员模块；过程控制单元包括方案管理模块、操作控制模块、数据处理模块以及背景数据形成模块；数据处理单元包括数据查询模块、数据标志与存档模块、数据与图谱对比模块以及数据库管理模块；辅助功能单元包括规程查询模块和生成报告模块。

一种高压断路器自动检测方法，包括以下几个步骤：

（1）测试准备：查询历史测试报告，了解断路器各试验项目的运行情况，掌握断路器设备现场二次控制回路接线，使测试人员了解当前设备的真实状态；

（2）测试实施：记录各断路器铭牌（铭牌上有厂家型号、出厂日期）、测试环境温度及湿度；检查和确认断路器设备的当前状态，记录操作电源电压；

（3）测试接线：将断路器操作至检修状态，将高压断路器自动检测装置的仪器接地端与地线连接好，再完成高压断路器自动检测装置各试验项目的一次接引线；通过高压断路器自动检测装置内部的智能接线单元完成换线步骤，只需在进行试验前接好引线即可完成全部试验项目，中间无需换线；

（4）测试操作：将高压断路器自动检测装置的工作电源接好，按下“开机”键，高压断路器自动检测装置的系统初始化，同时系统启动对各试验项目的检测程序，并自动完成检测项目选择、试验电压调整、断路器操动、试验接线切换和数据测量工作；当测量模块通过各检测项目传感器采集到测试数据，首先对测试数据进行归类处理，同时将处理后的数据发送至PC机；PC机自动完成对测试数据的计算，并对计算结果做出处理判断，过程控制模块将处理后的计算结果显示到显示器上，辅助功能模块最终将试验结果打印报表；

（5）结果分析：将测试得到的断路器各试验项目测试结果与历史值进行横向和纵向对比，对测试结果和历史值进行处理和人工分析，判断当前测试结果，如要求回路电阻值应符合制造厂的规定，并且不大于制造厂规定值的120%；

（6）测试结束：整理测试现场的设备、装置和测试线，填写试验的测试记录。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压断路器自动检测装置，其特征在于：包括PC机、系统主机以及智能接线单元；所述系统主机包括电源部分、控制部分、通讯模块、测量模块以及各检测项目传感器；所述控制部分分别与所述电源部分、通讯模块、测量模块以及各检测项目传感器连接；

所述电源部分包括高压电源模块和低压电源模块；所述高压电源模块和低压电源模块分别与所述智能接线单元连接，分别用于为高压断路器各检测项目提供高压电源和低压电源；所述控制部分与高压断路器的分合闸线圈连接，主要用于试验时控制高压断路器的分合闸；所述通讯模块分别与所述PC机、智能接线单元进行通讯连接；所述测量模块，通过测试线与安装在高压断路器对应位置的各检测项目传感器连接，用于获取对应检测项目传感器采集的检测数据，并进行数据归类处理；所述智能接线单元通过引线与高压断路器连接，用于实现各检测项目引线的集成、切换以及绝缘隔离；所述PC机，用于向系统主机发送操作指令，该操作指令通过系统主机发送给智能接线单元，控制各检测项目引线的自动切换，同时还用于接收系统主机归类处理后的检测数据，并对检测数据进行分析处理、保存、生成检测报告。

2.如权利要求1所述的高压断路器自动检测装置，其特征在于：所述PC机上部署有集控软件，用于实现检测参数的配置，整个检测装置的自动控制、数据分析管理以及检测报告输出；所述集控软件包括登录单元、过程控制单元、数据处理单元以及辅助功能单元；

所述登录单元，用于管理用户账号信息；所述过程控制单元，用于实现检测过程的自动控制及跟踪，接收各检测项目的检测数据，并归类形成背景数据；所述数据处理单元，用于根据设定的程序对所述背景数据进行处理分析及检测结果的自动计算；所述辅助功能单元，用于实现各检测项目规程查询、生成检测报告。

3.如权利要求2所述的高压断路器自动检测装置，其特征在于：所述登录单元包括管理人员模块和试验人员模块，将用户账号分类管理，实现不同类别账号权限不同；

所述过程控制单元包括方案管理模块、操作控制模块、数据处理模块以及背景数据形成模块；所述方案管理模块，用于管理用户选定的试验方案以及试验次序；所述操作控制模块，用于按照用户选定的试验方案对执行机构发出相应的命令，以实现对不同试验的自动换线，同时控制系统主机测量模块实现对各检测项目的信号采集；所述数据处理模块，用于对采集到的各检测项目信号进行A/D转换，并将数字信号进行归类形成背景数据；

所述数据处理单元包括数据查询模块、数据标志与存档模块、数据与图谱对比模块以及数据库管理模块，分别用于检测数据或检测结果的在线查询、对检测数据或检测结果进行标志与存档、对检测数据或检测结果与图谱进行对比形成最终检测结果、以及检测数据或检测结果的储存；

所述辅助功能单元包括规程查询模块和生成报告模块，分别用于实现各检测项目规程查询和生成检测报告。

4.如权利要求1所述的高压断路器自动检测装置，其特征在于：所述智能接线单元包括高压切换模块和低压切换模块；所述高压切换模块和低压切换模块分别通过试验电源线和低压连接线与所述系统主机的高压电源模块和低压电源模块连接，同时通过通讯模块与所述系统主机进行通讯；所述高压切换模块和低压切换模块还分别通过第一引线和第二引线与高压断路器连接。

5.如权利要求4所述的高压断路器自动检测装置，其特征在于：所述第一引线从内到外依次包括芯线、内屏蔽层、外屏蔽层以及绝缘层，所述绝缘层的绝缘强度为12kV；所述第一引线的额定通流能力为1A，线径小于10mm。

6.如权利要求4所述的高压断路器自动检测装置，其特征在于：所述第二引线从内到外依次包括芯线、内屏蔽层、外屏蔽层以及绝缘层，所述绝缘层的绝缘强度为3kV；所述第二引线的额定通流能力为100A，线径小于15mm。

7.一种高压断路器自动检测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）测试准备：查询历史测试报告，了解断路器各试验项目的运行情况，掌握断路器设备现场二次控制回路接线，使测试人员了解当前设备的真实状态；

（2）测试实施：记录各断路器铭牌（铭牌上有厂家型号、出厂日期）、测试环境温度及湿度；检查和确认断路器设备的当前状态，记录操作电源电压；

（3）测试接线：将断路器操作至检修状态，将高压断路器自动检测装置的仪器接地端与地线连接好，再完成高压断路器自动检测装置各试验项目的一次接引线；通过高压断路器自动检测装置内部的智能接线单元完成换线步骤，只需在进行试验前接好引线即可完成全部试验项目，中间无需换线；

（4）测试操作：将高压断路器自动检测装置的工作电源接好，按下“开机”键，高压断路器自动检测装置的系统初始化，同时系统启动对各试验项目的检测程序，并自动完成检测项目选择、试验电压调整、断路器操动、试验接线切换和数据测量工作；当测量模块通过各检测项目传感器采集到测试数据，首先对测试数据进行归类处理，同时将处理后的数据发送至PC机；PC机自动完成对测试数据的计算，并对计算结果做出处理判断，过程控制模块将处理后的计算结果显示到显示器上，辅助功能模块最终将试验结果打印报表；

（5）结果分析：将测试得到的断路器各试验项目测试结果与历史值进行横向和纵向对比，对测试结果和历史值进行处理和人工分析，判断当前测试结果，如要求回路电阻值应符合制造厂的规定，并且不大于制造厂规定值的120%；

（6）测试结束：整理测试现场的设备、装置和测试线，填写试验的测试记录。