CN113848474A - 一种快速机械开关的状态检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速机械开关的状态检测系统及检测方法，该系统包括触头接触电阻测试模块，由电容、电感、电阻、触发开关和待测试机械开关构成串联电路，用于测量计算开关触头的接触电阻；断口耐压测试模块，由交流电源、触发开关和待测试机械开关构成串联电路，用于测试耐压值；机构动作响应时间测试模块，由电容、电感、触发开关和待测试机械开关构成串联电路，用于测量计算合闸动作响应时间；行程曲线测量模块，包括安装在待测试机械开关绝缘拉杆下方的位移传感器，用于采样合闸动作过程位移。本发明测试系统功能齐全，操作简单，可实现机械开关特性的快速测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速机械开关的状态检测系统及检测方法，属于电力系统安全检测技术领域。
背景技术
断路器在电力系统中投切线路、隔离故障，对于电力系统的安全稳定运行至关重要。而快速机械开关在断路器中承担承载额定电流、耐受浪涌冲击，建立绝缘、耐受开断过电压等重要功能，其状态特性对于断路器能否正常工作起决定性作用。随着电力系统对断路器性能要求的提升，具备响应时间短、快速分闸快等优势的快速机械开关具备巨大的应用前景。在这种背景下，为了确保高速机械开关特性稳定，亟需一种能自动检测快速机械开关状态的检测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速机械开关的状态检测系统及检测方法，可实现机械开关特性的快速测试功能。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种快速机械开关的状态检测系统，包括：触头接触电阻测试模块、断口耐压测试模块、机构动作响应时间测试模块和行程曲线测量模块；
所述触头接触电阻测试模块包括由电容、电感、电阻、触发开关和待测试机械开关构成的串联电路和第一输出模块；所述第一输出模块用于计算待测试机械开关的接触电阻并输出；
所述断口耐压测试模块包括交流电源、变压器、触发开关和第二输出模块；所述交流电源经过变压器升压，与触发开关和待测试机械开关构成串联电路；所述第二输出模块用于计算并输出待测试机械开关的电压下降率；
所述机构动作响应时间测试模块包括电容、电感、续流二极管、触发开关和第三输出模块；所述电容、电感、触发开关和待测试机械开关构成串联电路，所述续流二极管与所述电容并联；所述第三输出模块用于计算并输出待测试机械开关的分闸动作响应时间；
所述行程曲线测量模块包括安装在待测试机械开关绝缘拉杆下方的位移传感器和第四输出模块；所述第四输出模块用于基于位移传感器采集数据输出待测试机械开关的分闸过程的位移-时间曲线。
进一步的，所述触发开关为晶闸管或者真空触发间隙。
进一步的，所述位移传感器为罗氏线圈或者霍尔线圈或者电流互感器。
本发明还提供一种快速机械开关的状态检测方法，包括：
采用权利要求1至3任意一项所述的状态检测系统分别测试待测试机械开关触头的接触电阻，分闸动作响应时间，耐压情况和分闸过程的位移-时间曲线；
基于测试结果确定待测试机械开关状态。
进一步的，所述测试待测试机械开关触头的接触电阻包括：
对电容进行预充电，闭合待测试机械开关触头，导通触发开关，使电容、电感、电阻、触发开关和待测试机械开关形成串联通路；
使电容放电，采用罗氏线圈测量通过待测试机械开关触头的电流I，采用电压探头测量触头两端的电压U；
计算得到接触电阻阻值：RJ=U/I。
进一步的，所述测试待测试机械开关的分闸动作响应时间包括：
导通触发开关，使电容、电感、触发开关和待测试机械开关形成串联通路，记录触发开关导通时刻T0；
记录待测试机械开关两端外置12V电源输出电压发生跳变时刻T1；
计算待测试机械开关的分闸动作响应时间：T=T1-T0。
进一步的，所述测试待测试机械开关的耐压情况包括：
通过交流电源施加电压，通过变压器将电压调整到所需的测试电压值；
导通触发开关，记录待测试机械开关两端电压，并计算电压的下降率，当电压下降率超过整定值则判定击穿；
通过变压器调整测试电压值重复测量，得到待测试机械开关在不同电压下的绝缘耐压情况。
进一步的，所述测试待测试机械开关分闸过程的位移-时间曲线包括：
通过位移传感器实时采集待测试机械开关分闸动作过程的位移，形成位移-时间曲线。
本发明的有益效果为：
本发明的机械开关状态检测系统功能齐全、操作简单，可测量机械开关的接触电阻、断口绝缘耐压、机构动作响应时间和位移行程曲线，实现机械开关特性的快速测试功能。
附图说明
图1是本发明提供的快速机械开关的状态检测系统架构；
图2是本发明测试系统接触电阻测试电路拓扑图；
图3是本发明测试系统断口耐压测试电路拓扑图；
图4是本发明测试系统结构动作响应时间测试电路拓扑图；
图5是本发明测试系统行程曲线测试示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种快速机械开关的状态检测系统，参见图1，包括：触头接触电阻测试模块、断口耐压测试模块、机构动作响应时间测试模块和行程曲线测量模块组成。
参见图2，触头接触电阻测试模块包括由预充电电容C、电感L、电阻R、触发开关K和待测试机械开关S构成的串联电路和第一输出模块。第一输出模块用于计算待测试机械开关的接触电阻并输出。
参见图3，断口耐压测试模块包括交流电源、变压器、触发开关K和第二输出模块。其中，交流电源经过变压器升压后，与触发开关K和待测试机械开关S构成串联电路。第二输出模块用于输出待测试机械开关的电压下降率。
参见图4，机构动作响应时间测试模块包括预充电电容C、电感L、续流二极管D、触发开关K和第三输出模块。其中，预充电电容C、电感L、触发开关K和待测试机械开关S构成串联结构，续流二极管D与预充电电容C并联，起到为电感续流的作用。第三输出模块用于计算测试机械开关的分闸动作响应时间并输出。
行程曲线测量模块包括位移传感器和第四输出模块；位移传感器安装在机械开关机构绝缘拉杆下方合适位置。第四输出模块用于基于位移传感器采集数据输出分闸过程的位移-时间曲线。
作为一种优选的实施方式，触发开关K为晶闸管或者真空触发间隙。
作为一种优选的实施方式，位移传感器为罗氏线圈或者霍尔线圈或者电流互感器。
基于上述检测装置，本发明提供一种快速机械开关的触头接触电阻的测试方法，测试过程为：
预充电电容预先充电，待测试机械开关S触头闭合，导通触发开关K，形成通路；
电容放电，电流流过待测试机械开关S触头，用罗氏线圈测量通过待测试机械开关S触头的电流I，用电压探头测量待触头两端的电压U；
计算获知接触电阻阻值：RJ=U/I。
基于上述检测装置，本发明还提供一种快速机械开关断口耐压的测试方法，测试过程为：
通过交流电源施加电压，经过变压器进行一次升压，将电压调整到所需的测试电压值；
导通触发开关K，电压施加在待测试机械开关S两端，记录击穿情况；
通过变压器调整测试电压值重复测量，即可获得断口（待测试机械开关S）在不同电压下的绝缘耐压能力。
本领域人员应该知道，一般通过电压的下降率表示击穿情况，当电压下降率超过整定值则认为击穿。通常整定值为数十kV每微秒。
基于上述检测装置，本发明还提供一种快速机械开关的动作响应时间测试方法，测试过程为：
T0时刻导通触发开关K，响应时间测试电路形成通路，电容放电；
电容器放电产生的驱动电流通过机构线圈，线圈中电流在斥力盘中感应出相反流向的涡流，两者之间产生斥力，带动分闸；
分闸情况下，断口两端外置12V电源输出电压发生跳变，监测跳变时刻为T1；
计算机构分闸动作响应时间为：T=T1-T0。
需要说明的是，该12V电源的输出值也被系统信号监测模块所记录，可以监测到跳变时刻。
需要说明的是，测试中，在电容放电过程中，电容电压极性翻转后，电感中电流方向不变，此时由并联二极管续流。
快速机械开关分闸、合闸状态参见图5。
基于上述检测装置，本发明还提供一种快速机械开关的行程曲线测试方法，测试过程为：通过位移传感器实时采集快速机械开关分闸动作过程的位移-时间曲线。行程曲线测试参见图5。
将最终得到的结果被测机械开关的接触电阻阻值、断口耐压值、机构分闸动作响应时间以及分闸行程曲线，展示给用户，用户评判该机械开关状态及适合应用的场合。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。
Claims (8)
1.一种快速机械开关的状态检测系统，其特征在于，包括：触头接触电阻测试模块、断口耐压测试模块、机构动作响应时间测试模块和行程曲线测量模块；
所述触头接触电阻测试模块包括由电容、电感、电阻、触发开关和待测试机械开关构成的串联电路和第一输出模块；所述第一输出模块用于计算待测试机械开关的接触电阻并输出；
所述断口耐压测试模块包括交流电源、变压器、触发开关和第二输出模块；所述交流电源经过变压器升压，与触发开关和待测试机械开关构成串联电路；所述第二输出模块用于计算并输出待测试机械开关的电压下降率；
所述机构动作响应时间测试模块包括电容、电感、续流二极管、触发开关和第三输出模块；所述电容、电感、触发开关和待测试机械开关构成串联电路，所述续流二极管与所述电容并联；所述第三输出模块用于计算并输出待测试机械开关的分闸动作响应时间；
所述行程曲线测量模块包括安装在待测试机械开关绝缘拉杆下方的位移传感器和第四输出模块；所述第四输出模块用于基于位移传感器采集数据输出待测试机械开关的分闸过程的位移-时间曲线。
2.根据权利要求1所述的一种快速机械开关的状态检测系统，其特征在于，所述触发开关为晶闸管或者真空触发间隙。
3.根据权利要求1所述的一种快速机械开关的状态检测系统，其特征在于，所述位移传感器为罗氏线圈或者霍尔线圈或者电流互感器。
4.一种快速机械开关的状态检测方法，其特征在于，包括：
采用权利要求1至3任意一项所述的状态检测系统分别测试待测试机械开关触头的接触电阻，分闸动作响应时间，耐压情况和分闸过程的位移-时间曲线；
基于测试结果确定待测试机械开关状态。
5.根据权利要求4所述的一种快速机械开关的状态检测方法，其特征在于，所述测试待测试机械开关触头的接触电阻包括：
对电容进行预充电，闭合待测试机械开关触头，导通触发开关，使电容、电感、电阻、触发开关和待测试机械开关形成串联通路；
使电容放电，采用罗氏线圈测量通过待测试机械开关触头的电流I，采用电压探头测量触头两端的电压U；
计算得到接触电阻阻值：RJ=U/I。
6.根据权利要求4所述的一种快速机械开关的状态检测方法，其特征在于，所述测试待测试机械开关的分闸动作响应时间包括：
导通触发开关，使电容、电感、触发开关和待测试机械开关形成串联通路，记录触发开关导通时刻T0；
记录待测试机械开关两端外置12V电源输出电压发生跳变时刻T1；
计算待测试机械开关的分闸动作响应时间：T=T1-T0。
7.根据权利要求4所述的一种快速机械开关的状态检测方法，其特征在于，所述测试待测试机械开关的耐压情况包括：
通过交流电源施加电压，通过变压器将电压调整到所需的测试电压值；
导通触发开关，记录待测试机械开关两端电压，并计算电压的下降率，当电压下降率超过整定值则判定击穿；
通过变压器调整测试电压值重复测量，得到待测试机械开关在不同电压下的绝缘耐压情况。
8.根据权利要求4所述的一种快速机械开关的状态检测方法，其特征在于，所述测试待测试机械开关分闸过程的位移-时间曲线包括：
通过位移传感器实时采集待测试机械开关分闸动作过程的位移，形成位移-时间曲线。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201335878Y (zh) * | 2008-12-23 | 2009-10-28 | 上海德力西集团有限公司 | 中压电网中的真空断路器基于dsp的机械特性测试装置 |
| CN103698695A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-04-02 | 广西电网公司电力科学研究院 | 多功能高压断路器电气特性测试装置及其测试方法 |
| CN104777420A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-15 | 石家庄汉迪电子仪器有限公司 | 一种高压开关触头的测试系统及其测试方法 |
| CN109061450A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-21 | 北京平高清大科技发展有限公司 | 一种直流断路器用机械开关的试验电路 |
| CN110429002A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-08 | 上海乐研电气有限公司 | 一种绝缘性能自测试的气体密度继电器 |
| WO2021003774A1 (zh) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 用于评估直流高速开关综合性能的方法 |
| CN112433150A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-02 | 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 | 高压直流断路器的快速机械开关测试系统及方法 |
-
2021
- 2021-11-02 CN CN202111286781.1A patent/CN113848474A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201335878Y (zh) * | 2008-12-23 | 2009-10-28 | 上海德力西集团有限公司 | 中压电网中的真空断路器基于dsp的机械特性测试装置 |
| CN103698695A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-04-02 | 广西电网公司电力科学研究院 | 多功能高压断路器电气特性测试装置及其测试方法 |
| CN104777420A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-15 | 石家庄汉迪电子仪器有限公司 | 一种高压开关触头的测试系统及其测试方法 |
| CN109061450A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-21 | 北京平高清大科技发展有限公司 | 一种直流断路器用机械开关的试验电路 |
| WO2021003774A1 (zh) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 用于评估直流高速开关综合性能的方法 |
| CN110429002A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-08 | 上海乐研电气有限公司 | 一种绝缘性能自测试的气体密度继电器 |
| CN112433150A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-02 | 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 | 高压直流断路器的快速机械开关测试系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 倪学锋;张剑;张弘;王毅;汪颉;: "用于高压断路器机械特性测量的计算机系统", 华通技术, no. 01, pages 34 - 38 * |
| 欧阳乐成;吴广宁;李天鸷;高国强;: "频繁开断下车载真空断路器寿命试验方法的讨论", 高压电器, no. 09, 16 September 2012 (2012-09-16), pages 83 - 91 * |
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