CN209327527U - 一种动态电阻测试设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了动态电阻测试设备包括超级电容器、速度传感器、霍尔电流传感器以及测量仪；其中，超级电容器的正负极分别与端子a和端子c相连接；测量仪的电压测试端口和断路器的被试断口两端的金属支持件相连接，以得到断路器合分操作下灭弧室内部弧触头随时间而接触、分离的信号；所述测量仪还和霍尔电流传感器相连接，霍尔电流传感器通过环形线圈钳住超级电容器电流输出线，用于采集断路器合分操作时通过超级电容器在灭弧室合闸状态下的回路电流；速度传感器和断路器的操作机构输出拐臂相连接。本测试设备为快速、高效评估灭弧室剩余寿命提供关键依据，帮助运维人员更好地制定大修计划，从而缩短停电检查时间，降低停电损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测设备，具体涉及一种动态电阻测试设备。
背景技术
随着我国西电东送等跨区域联网工程陆续投运，高压输变电网络送电负荷日益增加，电力系统容量不断增长，电网覆盖地域持续扩大，在主网架日益复杂以及系统阻抗不断减小的情况下，一旦线路出现短路故障，短路电流对断路器开断能力的考核将更为严苛，对断路器灭弧室触头的累积效应不容小觑。
根据国际大电网会议(CIGRE)与中国电力科学研究院的统计结果，断路器电寿命是影响其使用年限以及运行稳定性的关键因素，弧触头烧蚀状态是决定灭弧室寿命的关键因素之一。
因此，对于多次开断线路故障电流以及频繁开合容性、感性负载的断路器，亟需在不解体灭弧室的情况下检测并评估灭弧室弧触头的烧蚀状态。
开断线路故障电流与开合电容器组两种不同的工况决定了断路器弧触头烧蚀来源的差异，线路断路器主要是：开断短路电流能量与长燃弧时间对弧触头的烧蚀，而电容器断路器弧触头的烧蚀来源有两个：一个是关合前预击穿电弧，一个是关合涌流高温作用下弧触头金属软化后的机械损耗。
为了有效评估断路器灭弧室的电性能状态，可以通过电气试验检测断路器弧触头烧蚀状态的方法实现，该方法基于弧触头在开合过程中先于主触头接触晚于主触头分离的设计特点，结合断路器的分合闸速度特性，在十几ms乃至几ms的时间里，得到弧触头的接触电阻变化数值以及接触行程，从而为快速、高效评估灭弧室剩余寿命提供关键依据，帮助运维人员更好地制定大修计划，从而缩短停电检查时间，降低停电损失。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种动态电阻测试设备，以得到断路器弧触头的接触电阻以及接触行程。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种动态电阻测试设备，用于测量断路器，所述断路器设置有三个端子分别为端子a、端子b以及端子c，端子a和端子b之间为第一断口，端子c和端子b之间为第二断口，断路器还设置有操作机构输出拐臂，所述动态电阻测试设备包括超级电容器、速度传感器、霍尔电流传感器以及测量仪；其中，
所述超级电容器的正负极分别与端子a和端子c相连接；
所述测量仪的电压测试端口和断路器的被试断口两端的金属支持件相连接，以得到断路器合分操作下灭弧室内部弧触头随时间而接触、分离的信号；所述测量仪还和霍尔电流传感器相连接，霍尔电流传感器通过环形线圈钳住超级电容器电流输出线，用于采集断路器合分操作时通过超级电容器在灭弧室合闸状态下的回路电流；
所述速度传感器的检测端和断路器的操作机构输出拐臂相连接，速度传感器的输出端和测量仪相连接。
所述超级电容采用的是16V maxwell超级电容器，最大输出电流3000A，内阻≤1mΩ。
所述霍尔电流传感器的电流信号采样频率为20kHz。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
通过本测试设备，能够对断路器进行合-分操作，在金短时间内储满电能的超级电容器在断路器断口形成放电回路，在分闸过程中放电电流路径分别经历主触头和弧触头两个接触阶段，在这两个阶段中的触头接触电阻是不一样的，通过测量回路电流以及断口压降，配合对断路器分闸速度的监测，可以计算出弧触头的接触电阻及接触位移，从而为快速、高效评估灭弧室剩余寿命提供关键依据，帮助运维人员更好地制定大修计划，从而缩短停电检查时间，降低停电损失。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的动态电阻测试设备的组成示意图；
图2为整个合闸分闸过程中电阻及电流的变化曲线；
图中：1、超级电容器；2、速度传感器；3、霍尔电流传感器；4、测量仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
在本申请中，对弧触头状态的4个关键特征参量进行以下定义：
1)弧触头有效接触状态：在断路器的分合闸过程中，当弧触头接触电阻小于或等于某一阈值(该值可参照动态接触电阻的测量值给出)时认为弧触头属于有效接触状态，当接触电阻大于该值时认为弧触头属于无效接触，为分离状态(并非绝对分离，而是为了方便数据分析)。由于动态电阻测试时试验电流达到2000A以上，在弧触头金属绝对分离时，会出现短暂拉弧现象，通过测试手段以接触电阻无穷大时作为触头绝对分离时刻是不准确的，因此申请定义某阈值作为弧触头接触边缘值，仅为了方便试验数据趋势分析。
2)有效接触位移L(mm)：在断路器的分合闸过程中，主触头刚分离后，弧触头接触电阻小于或等于阈值(2000μΩ)时所对应的接触位移，称为有效接触位移。
3)累积接触电阻Raccu(μΩ*mm)：有效接触位移所对应采样时刻接触电阻的累积值。试验仪器采样率为20k，即每0.05ms得到对应的接触电阻值，对有效接触位移曲线范围内的接触电阻进行积分，可得累积接触电阻μΩ*mm。
4)平均接触电阻Rave(μΩ/mm)：累积接触电阻除以有效接触位移，可得平均接触电阻μΩ/mm，可较好的体现触头烧蚀后接触电阻以及有效接触位移的变化情况。
本实施例所述采用的断路器为三相T型柱式，其设置有三个端子分别为端子a、端子b 以及端子c，端子a和端子b之间为第一断口，端子c和端子b之间为第二断口，该断路器还设置有操作机构输出拐臂。
实施例：
参阅图1所示，本实施例提供的动态电阻测试设备包括超级电容器1、速度传感器2、霍尔电流传感器3以及测量仪4。本测试设备使用时，需先对超级电容器1进行充电，当充电器的充电电流电流显示为0时，充电完毕；也可以使用万用表的直流电压档，测量超级电容器1蓄电池两侧的电压，当电压显示为DC 16V(不同规格的超级电容器有不同的电压)时充电完毕，整个充电时间大约15分钟，充电完毕后移走充电器。
其中，该超级电容器1的正负极分别端子a和端子c(即断路器的两端)相连接，连接的时候，断路器应处于分闸状态，开始试验时，对断路器发出合分操作的命令，即断路器合闸动作并对回路导通，经过特定的合分时间(要求不超过150ms)后，断路器分闸动作，并最终处于分闸状态。超级电容器1在断路器合分操作过程中的合闸状态下，回路导通，超级电容器1对回路进行放电，电流迅速从0升至3000A(不同规格的超级电容有不同的最大输出电流，而且不同的负载回路也使最大输出电流幅值不一样，但是本申请要求超级电容器1最大输出电流不得小于1500A)，具体电流-时间曲线详见图2所示。
该测量仪4的电压测试端口和三相T型柱式断路器的被试断口两端的金属支持件相连接，对第一断口进行测试时，电压测试线分别与端子a、端子b连接，可得到断路器合分操作下灭弧室内部弧触头随时间而接触、分离的信号。
该测量仪4还和霍尔电流传感器3相连接，霍尔电流传感器3通过环形线圈钳住超级电容器1电流输出线，以用于采集三相T型柱式断路器合分操作时通过超级电容器在灭弧室合闸状态下的回路电流，并将采集到的数据传输至测量仪4。
该速度传感器2则和三相T型柱式断路器操作机构输出拐臂相连接，当断路器得到分合闸操作命令时，操作机构中的输出拐臂会进行相应的位移(根据不同型号设计的断路器，输出拐臂或进行直线位移或进行旋转位移)，将机构输出功通过支柱内部的传动绝缘拉杆传递到断口灭弧室的动触头，实现断口的分合闸操作，而速度传感器可以实测操作机构输出拐臂的位移随时间变化的量，同时换算为断口触头分闸或者合闸动作行程随时间变化的量，并将检测到的数据传输至测量仪4中。
如此，通过本测试设备，能够对断路器进行合-分操作，在金短时间内储满电能的超级电容器在断路器断口形成放电回路，在分闸过程中放电电流路径分别经历主触头和弧触头两个接触阶段，在这两个阶段中的触头接触电阻是不一样的，通过测量回路电流以及断口压降，配合对断路器分闸速度的监测，可以计算出弧触头的接触电阻及接触位移，从而为快速、高效评估灭弧室剩余寿命提供关键依据，帮助运维人员更好地制定大修计划，从而缩短停电检查时间，降低停电损失。
具体地，上述的测试仪4采用的是型号为DB8000的动态电阻测试仪器，超级电容器采用16V maxwell超级电容器，最大输出电流3000A，内阻≤1mΩ；霍尔电流传感器信号采样频率为20kHz。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种动态电阻测试设备，用于测量断路器，所述断路器设置有三个端子分别为端子a、端子b以及端子c，端子a和端子b之间为第一断口，端子c和端子b之间为第二断口，断路器还设置有操作机构输出拐臂，其特征在于，所述动态电阻测试设备包括超级电容器、速度传感器、霍尔电流传感器以及测量仪；其中，
所述超级电容器的正负极分别与端子a和端子c相连接；
所述测量仪的电压测试端口和断路器的被试断口两端的金属支持件相连接，以得到断路器合分操作下灭弧室内部弧触头随时间而接触、分离的信号；所述测量仪还和霍尔电流传感器相连接，霍尔电流传感器通过环形线圈钳住超级电容器的电流输出线，用于采集断路器合分操作时通过超级电容器在灭弧室合闸状态下的回路电流；
所述速度传感器的检测端和断路器的操作机构输出拐臂相连接，速度传感器的输出端和测量仪相连接。
2.如权利要求1所述的动态电阻测试设备，其特征在于，所述超级电容采用的是16Vmaxwell超级电容器，最大输出电流3000A，内阻≤1mΩ。
3.如权利要求1或2所述的动态电阻测试设备，其特征在于，所述霍尔电流传感器的电流信号采样频率为20kHz。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821525293.5U CN209327527U (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种动态电阻测试设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821525293.5U CN209327527U (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种动态电阻测试设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN209327527U true CN209327527U (zh) | 2019-08-30 |
Family
ID=67706977
Family Applications (1)
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| CN201821525293.5U Active CN209327527U (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种动态电阻测试设备 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209327527U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111337245A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-26 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种高压断路器用绝缘拉杆整体稳定性测试装置 |
| CN113627672A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-09 | 青岛理工大学 | 基于偏最小二乘估计的断路器动态接触电阻预测方法 |
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2018
- 2018-09-18 CN CN201821525293.5U patent/CN209327527U/zh active Active
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| CN111337245B (zh) * | 2020-03-16 | 2022-04-12 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种高压断路器用绝缘拉杆整体稳定性测试装置 |
| CN113627672A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-09 | 青岛理工大学 | 基于偏最小二乘估计的断路器动态接触电阻预测方法 |
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