CN204807631U - 一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置，其包括充电电路、超级电容C、电子开关K2、霍尔电流传感器H和A/D转换器；所述超级电容C、电子开关K2和霍尔电流传感器H串联后并联在高压开关的高压开关触头K1两端；所述充电电路的充电输出端接在超级电容C的两端，所述霍尔电流传感器H的输出端接A/D转换器的电流输入端，所述A/D转换器的电压输入端接在高压开关的高压开关触头K1两端；所述A/D转换器的输出端接入外部的测控计算机的相应输入端，所述外部的测控计算机的控制输出端接所述充电电路的控制输入端。本实用新型的优点是既保证了测量动态电阻的准确性，又缩小了体积和降低了重量，使用更加方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统6kV及以上级高压开关设备测试技术领域，具体涉及一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置。
背景技术
高压开关正常操作过程中由于产生电弧，因此主触头会发生磨损。尤其在切除故障电流时主触头损伤更为严重。主触头损伤后高压开关超行程运动过程中电阻增大，导致过热，严重情况下可能发生爆炸。
通过测量高压开关合、分闸过程中动态接触电阻可有效判断主触头磨损和损伤程度。从而为在不解体高压开关状态下判断高压开关触头损伤程度提供技术依据，节省人力物力，提高高压开关安全运行水平。
目前国内外测试高压开关动态电阻装置中施加在高压开关触头两侧的电压源或电流源采用两种方案：1.使用蓄电池。2.使用电子稳压电压源或电子稳流电流源。这两种方案都有其不足之处，使用蓄电池则体积大、重量重。使用电子稳压源或稳流源，由于此类电压源动态响应不足，测得动态电阻准确性差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种体积小、重量轻、动态响应充足、动态电阻准确性好的高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置。
本实用新型采用如下技术方案：
一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置，其包括充电电路、超级电容C、电子开关K2、霍尔电流传感器H和A/D转换器；所述超级电容C、电子开关K2和霍尔电流传感器H串联后并联在高压开关的高压开关触头K1两端；所述充电电路的充电输出端接在超级电容C的两端，所述霍尔电流传感器H的输出端接A/D转换器的电流输入端，所述A/D转换器的电压输入端接在高压开关的高压开关触头K1两端；所述A/D转换器的输出端接入外部的测控计算机的相应输入端，所述外部的测控计算机的控制输出端接所述充电电路的控制输入端。
进一步的，所述充电电路包括低于所述超级电容C耐压值的稳压电源和充电电阻R；所述稳压电源和充电电阻R串联后并联在所述超级电容C两端。所述充电电路的作用是在不测量时使超级电容C充满电荷，所述充电电路的充电电压和超级电容C的容量选择可根据测试电流大小进行控制和选择。
进一步的，所述电子开关K2受外部的测控计算机控制开、关；当测量动态接触电阻时，所述电子开关K2处于接通状态，当不测量时，所述电子开关K2处于断开状态。
进一步的，所述超级电容C的容量可在300法拉~3000法拉间选择。
所述A/D转换器的作用是在测量高压开关动态接触电阻和静态电阻时将高压开关触头K1中的电流I和高压开关触头K1两侧的电压U转换为外部的测控计算机可读的数字量。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用超级电容作为施加在高压开关触头两侧的供电电源，既保证了测量动态电阻的准确性，又使测试装置缩小了体积和降低了重量，使用更加方便，同时采用充电电路为超级电容供电，由于超级电容C和其充电电压可根据测试电流进行控制和选择，因而极大地扩展了本装置的适用范围，增强了通用性。在高压开关合、分闸过程中，通过本测试装置在高压开关触头两侧施加电压或电流，并高速、高精度测量高压开关触头两侧的电压和流过的电流，测绘出高压开关合、分闸过程中动态接触电阻曲线和合闸后的静态电阻，继而可有效判断主触头磨损和损伤程度为，在不拆解高压开关状态下确定高压开关触头的损伤程度提供判断依据，节省了人力物力，提高了高压开关的运行安全。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本实用新型作进一步说明。
参照图1，本实施例涉及电力系统6kV及以上级高压开关设备测试技术领域，本实施例包括充电电路、超级电容C、电子开关K2、霍尔电流传感器H和A/D转换器；所述超级电容C、电子开关K2和霍尔电流传感器H串联后并联在高压开关的高压开关触头K1两端；所述充电电路的充电输出端接在超级电容C的两端，所述霍尔电流传感器H的输出端接A/D转换器的电流输入端，所述A/D转换器的电压输入端接在高压开关的高压开关触头K1两端；所述A/D转换器的输出端接入外部的测控计算机的相应输入端，所述外部的测控计算机的控制输出端接所述充电电路的控制输入端。
所述A/D转换器的作用是在测量高压开关动态接触电阻和静态电阻时将高压开关触头K1中的电流I和高压开关触头K1两侧的电压U转换为外部的测控计算机可读的数字量。
进一步的，所述充电电路包括低于所述超级电容C耐压值的稳压电源和充电电阻R；所述稳压电源和充电电阻R串联后并联在所述超级电容C两端。所述充电电路的作用是在不测量时使超级电容C充满电荷，所述充电电路的充电电压和超级电容C的容量选择可根据测试电流大小进行控制和选择。
进一步的，所述电子开关K2受外部的测控计算机控制开、关；当测量动态接触电阻时，所述电子开关K2处于接通状态，当不测量时，所述电子开关K2处于断开状态。
进一步的，所述超级电容C的容量可在300法拉~3000法拉间选择。
参照图1所示，本实施例的工作过程如下：
由外部的测控计算机通过连接的合、分闸控制单元控制高压开关的合闸或分闸，下面分别说明在高压开关合闸和分闸时的测量过程。
高压开关合闸时的测量过程如下：
首先，所述充电电路根据测试电流对所述超级电容C进行充电；
然后，外部的测控计算机控制电子开关K2接通，同时控制高压开关进行合闸，启动A/D转换器。当高压开关触头K1开始接触时，霍尔电流传感器H内开始有电流I且高压开关触头K1两侧开始有电压U。所述A/D转换器以10KHZ~100KHZ的采样频率高速转换电流I和电压U输出给外部的测控计算机，然后通过外部的测控计算机输出给打印机打印或输出给液晶显示屏，通过键盘和鼠标对外部的测控计算机输入相应指令。
最后，外部的测控计算机将得到的电流I和电压U按欧姆定律，即R=U/I计算各采样点的电阻值，进而得到动态接触电阻变化曲线和合闸后的静态电阻值。
高压开关分闸时的测量过程如下：
首先，所述充电电路根据测试电流对所述超级电容C进行充电。
然后，外部的测控计算机控制电子开关K2接通，同时控制高压开关进行分闸，启动A/D转换器、启动触头行程测量。因高压开关触头K1处于接通状态，所以霍尔电流传感器H内开始有电流I且高压开关触头K1两侧开始有电压U。A/D转换器以10KHZ~100KHZ的采样频率高速转换电流I和电压U输出给外部的测控计算机，然后通过外部的测控计算机输出给打印机打印或输出给液晶显示屏，通过键盘和鼠标对外部的测控计算机输入相应指令。
最后，外部的测控计算机将得到的电流I和电压U按欧姆定律，即R=U/I计算各采样点的电阻值，进而得到动态接触电阻变化曲线和分闸后的静态电阻值。
所述超级电容C是一种现有产品，它是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能，因而不同于传统的化学电源。
所述超级电容C的特点是：
（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；
（2）循环使用寿命长，和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”；
（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；
（4）在很小的体积下达到法拉级的电容量，功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；
（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；
（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；
（7）超低温特性好，温度范围宽，可达到-40℃～+70℃；
（8）检测方便，剩余电量可直接读出；
（9）容量范围通常0.1F--1000F；
（10）超级电容C可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题。
所述超级电容C与传统电容的原理对比如下：
所述超级电容C是在分离出的电荷中存储能量，用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集，其电容量越大。
传统电容的面积是导体的平板面积，为了获得较大的容量，导体材料卷制得很长，有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板，一般为塑料薄膜、纸等，这些材料通常要求尽可能的薄。
而所述超级电容C的面积是基于多孔炭材料，该材料的多孔结构能够允许其面积达到2000m2/g，通过一些措施可实现更大的表面积。超级电容C电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。该距离和传统电容薄膜材料所能实现的距离更小。
因而这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容C较传统电容而言有惊人大的静电容量，这也是其“超级”所在。
因而，选用所述超级电容C替代国内外测试高压开关动态电阻装置中施加在高压开关触头K1两侧的电压源或电流源，所述电压源或电流源指的是蓄电池、电子稳压电压源或电子稳流电流源，既解决了蓄电池体积大、重量重的问题，又解决了电子稳压电压源或电子稳流电流源动态响应不足、测得动态电阻准确性差的问题；采用充电电路对超级电容C进行充电，其充电电压和超级电容C的容量选择可根据测试电流大小进行控制和选择，扩展了测试装置的适用性，通过电子开关K2将超级电容C连接到高压开关触头K1两侧，方便随时通断。
以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置，其特征在于：其包括充电电路、超级电容C、电子开关K2、霍尔电流传感器H和A/D转换器；所述超级电容C、电子开关K2和霍尔电流传感器H串联后并联在高压开关的高压开关触头K1两端；所述充电电路的充电输出端接在超级电容C的两端，所述霍尔电流传感器H的输出端接A/D转换器的电流输入端，所述A/D转换器的电压输入端接在高压开关的高压开关触头K1两端；所述A/D转换器的输出端接入外部的测控计算机的相应输入端，所述外部的测控计算机的控制输出端接所述充电电路的控制输入端。
2.根据权利要求1所述的一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置，其特征在于：所述充电电路包括低于所述超级电容C耐压值的稳压电源和充电电阻R；所述稳压电源和充电电阻R串联后并联在所述超级电容C两端。
3.根据权利要求1所述的一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置，其特征在于：所述电子开关K2受外部的测控计算机控制开、关。
4.根据权利要求1所述的一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置，其特征在于：所述超级电容C的容量范围为300法拉~3000法拉。
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| CN201520516927.0U CN204807631U (zh) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 一种高压开关的动态接触电阻和静态电阻测试装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106771431A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-31 | 国网江西省电力公司电力科学研究院 | 一种可检测开关状态的智能电能表 |
| CN113589045A (zh) * | 2018-01-17 | 2021-11-02 | 珠海极海半导体有限公司 | 敏感电阻测量装置及测量方法 |
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