JP2022520073A - How to test the internal arc resistance of a DC high speed switch - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、直流高速スイッチの内部アーク耐性試験方法を提供する。【解決手段】当該方法は、試験回路構築ステップ及び試験操作を含む。当該試験回路は、短絡回路１００、整流回路２００、及びアークモニタリング回路３００を備える。短絡回路１００は、短絡補助遮断器ＡＢ２、交流電源、及び短絡変圧器Ｔを備える。交流電源、短絡遵助遮断器ＡＢ２、及び短絡変圧器Ｔの一次コイルは、順に直列接続されてループを形成する。整流回路２００は、第１電流計Ａ１、整流弁群Ｖ、リアクトルＬ、整流遵助遮断器ＡＢ１、及び電流制限抵抗Ｒを備える。短絡回路１００、整流回路２００、アークモニタリング回路３００の協同作用の下で直流高速スイッチの内部アーク耐性試験のシーンを等価的に模擬できる。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal arc resistance test method for a DC high-speed switch. The method includes a test circuit construction step and a test operation. The test circuit includes a short circuit 100, a rectifier circuit 200, and an arc monitoring circuit 300. The short-circuit circuit 100 includes a short-circuit auxiliary circuit breaker AB2, an AC power supply, and a short-circuit transformer T. The AC power supply, the short-circuit assist circuit breaker AB2, and the primary coil of the short-circuit transformer T are connected in series in order to form a loop. The rectifier circuit 200 includes a first ammeter A1, a rectifier valve group V, a reactor L, a rectification assist circuit breaker AB1, and a current limiting resistor R. Under the cooperation of the short-circuit circuit 100, the rectifier circuit 200, and the arc monitoring circuit 300, the scene of the internal arc resistance test of the DC high-speed switch can be simulated equivalently.
Description
本発明は、試験回路に関し、具体的に直流高速スイッチの内部アーク耐性試験方法に関する。 The present invention relates to a test circuit, and specifically to an internal arc resistance test method for a DC high-speed switch.
直流高速スイッチ（Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｓｗｉｔｃｈ、ＨＳＳ）は、主に多端フレキシブル直流送電システムに用いられている。直流高速スイッチを配置する目的は、直流システムの第３ステーションのオンライン投入・退出及び直流回線故障の高速な隔離を図り、全直流システムの信頼性及び利用可能性を向上させることにある。 High speed switches (HSS) are mainly used in multi-ended flexible DC power transmission systems. The purpose of arranging the DC high-speed switch is to improve the reliability and usability of the entire DC system by achieving online entry / exit of the third station of the DC system and high-speed isolation of DC line failure.
直流高速スイッチは、一般的に開放柱式遮断器の形態を採用し、操作機構は、油圧又はばねを採用可能である。多端システムに合わせて制御を協調させ、送電側、受電側のオンライン投入及び退出を図るために、機器の肝心な性能パラメータの協調は、非常に高く要求され、主に以下の特点を有する。 The DC high-speed switch generally adopts the form of an open column type circuit breaker, and the operation mechanism can adopt hydraulic pressure or a spring. Coordination of the essential performance parameters of the equipment is highly required in order to coordinate the control according to the multi-ended system and to input and exit the power transmission side and the power reception side online, and mainly has the following features.
（１）１．０５ｐ．ｕ．以上のシステム定格搬送容量の固有長期間オーバーロード能力（最高環境温度において）を具備すべきである。
（２）強い直流アーク耐性能力を具備する。
（３）直流回線の無負荷充電電流を転送する能力を具備する。
（４）高い開極速度、確実な機械動作特性を具備し、不動作、誤動作が発生しない。
(1) 1.05p. u. It should have a proper long-term overload capacity (at maximum ambient temperature) of the above system rated transport capacity.
(2) It has a strong DC arc resistance capability.
(3) It has the ability to transfer the no-load charging current of the DC line.
(4) It has a high opening speed and reliable mechanical operation characteristics, and no malfunction or malfunction occurs.
直流高速スイッチの運転状況は、主に定常オン、オフ過渡過程、定常オフ及びオン過渡過程の４種を含む。ＨＳＳの４種の運転状況では、以下の能力を具備することが要求されている。 The operating conditions of the DC high-speed switch mainly include four types of stationary on, off transient process, stationary off and on transient process. The four types of HSS operating conditions are required to have the following capabilities.
１．ＨＳＳ開極状態において、開放口の両側のコンバータステーションがアンロックされ、両側の直流電圧が何れも定格直流電圧に達して安定し、この時、ＨＳＳが確実に閉極可能である。
２．ＨＳＳ閉極状態において、開放口の一側のコンバータステーションがロックされ、最初の時にロック側直流電圧が一定に保持され、ＨＳＳが確実に開極可能であるが、極線ＰＴ 抵抗放電等により、ロック側の対地電圧が徐々に低下していく。そのため、高速スイッチのブレードがオフされる前に、ＨＳＳは、徐々に高くなる端間電圧に耐えられるものでなければならない。
３．直流回線に故障が発生した場合、ＨＳＳ電源側のコンバータステーションが快速に位相シフトし、ＨＳＳロード側のコンバータステーションが快速にロックされ、ＨＳＳ開極動作前に、１００ｍｓ程度の時間の瞬時大電流に耐える必要があり、振幅が数十ｋＡまで達する。ＨＳＳは、電流が０に減衰した後で、開極する。
４．短時間の内部アーク耐性能力を具備する。例えば、烏東徳フレキシブル直流プロジェクトでは、３１２５Ａ、４００ｍｓ、５回の内部アークに対する耐えは要求され、雲南省―貴州省接続プロジェクトでは、３７８６Ａ、４００ｍｓ、５回の内部アークに対する耐えは要求され、且つ５回のアークの後でも絶縁外皮に破損が発生しないことは要求される。
５．ＨＳＳは、確実な高速閉極、開極の機械性能を具備する必要がある。例えば、烏東徳プロジェクトでは、閉極時間＜１００ｍｓ、開極時間＜３０ｍｓが要求される。
６．ＨＳＳは、直流電流又は故障電流をオン・オフする性能を有する必要がない。しかし、直流回線の残留電流をオン・オフする能力を有する必要がある。それは、一般的に、２０Ａ程度である。
1. 1. In the HSS open state, the converter stations on both sides of the opening are unlocked, and the DC voltages on both sides reach the rated DC voltage and become stable. At this time, the HSS can be reliably closed.
2. 2. In the HSS closed state, the converter station on one side of the open port is locked, the DC voltage on the lock side is kept constant at the first time, and the HSS can be reliably opened. The voltage to ground on the lock side gradually decreases. Therefore, the HSS must be able to withstand the gradually increasing end-to-edge voltage before the blades of the high speed switch are turned off.
3. 3. When a failure occurs in the DC line, the converter station on the HSS power supply side shifts the phase rapidly, the converter station on the HSS load side locks quickly, and the instantaneous large current for about 100 ms is reached before the HSS opening operation. It has to withstand, and the amplitude reaches several tens of kA. The HSS opens after the current has decayed to zero.
4. It has a short-time internal arc resistance capability. For example, the Wu Dongdeok Flexible DC project is required to withstand 3125A, 400ms, 5 internal arcs, and the Yunnan-Guizhou connection project is required to withstand 3786A, 400ms, 5 internal arcs, and It is required that the insulating skin is not damaged even after 5 arcs.
5. The HSS needs to be equipped with reliable high-speed closing and opening mechanical performance. For example, the Wu Dongdeok project requires a closing time <100ms and an opening time <30ms.
6. The HSS need not have the ability to turn DC current or fault current on and off. However, it is necessary to have the ability to turn on / off the residual current of the DC line. It is generally around 20A.
したがって、ＨＳＳを応用する前に、その全体の肝心な性能、特に直流アーク耐性能力に対して試験審査評価を行う必要がある。しかし、従来では、直流アーク耐性能力の試験審査方法はなかった。 Therefore, before applying HSS, it is necessary to carry out a test, examination and evaluation on its overall essential performance, especially its DC arc resistance capability. However, in the past, there was no test / examination method for DC arc resistance capability.
本発明の目的は、上記従来技術の不足を克服し、ＨＳＳを応用する前に、ＨＳＳに対して試験を行うことでその直流アーク耐性能力が要求に適うか否かを判断する直流高速スイッチの内部アーク耐性試験方法を提供することにある。 An object of the present invention is to overcome the above-mentioned shortcomings of the prior art, and to determine whether or not the DC arc resistance capability meets the requirements by testing the HSS before applying the HSS. To provide an internal arc resistance test method.
上記目的を果たすべく、本発明の解決手段は、以下のようになる。
直流高速スイッチの内部アーク耐性試験方法は、
試験回路構築ステップと、試験操作ステップと、を含み、
前記試験回路は、短絡回路、整流回路、及びアークモニタリング回路を備え、
前記短絡回路は、短絡補助遮断器、交流電源、及び短絡変圧器を備え、前記交流電源、短絡補助遮断器、及び短絡変圧器の一次コイルは、順に直列接続されてループを形成し、
前記整流回路は、第１電流計、整流弁群、リアクトル、整流補助遮断器、及び電流制限抵抗を備え、前記整流弁群は前記短絡変圧器の二次コイルに接続され、第１電流計は、整流弁の、短絡変圧器の二次コイルに接続されるコイルに実装され、前記電流制限抵抗は、一方端が前記整流弁群の入力端に接続され、他方端が整流補助遮断器の一方端に接続され、前記リアクトルの一方端は、前記整流弁群の出力端に接続され、
前記アークモニタリング回路は、第１電圧計、第２電圧計、第２電流計、及び特徴バラメータ総合モニタリング装置を備え、前記整流補助遮断器の他方端は、被試験遮断器に接続されるように構成され、前記特徴バラメータ総合モニタリング装置は、被試験遮断器をモニタリングすることで試験に必要なパラメータを取得するように構成され、前記第２電流計は、一方端が前記電流制限抵抗の他方端に接続され、他方端がそれぞれ被試験遮断器及びグランドに接続され、前記第１電圧計は、一方端が第２電流計の、被試験遮断器に接続される回線に接続され、他方端が接地され、前記第２電圧計は、一方端が整流補助遮断器の、被試験遮断器に接続される回線に接続され、他方端が接地され、
前記試験操作ステップは、試験回路パラメータ配置サブステップと、短絡電流発生サブステップと、整流サブステップと、アーク試験及び状態モニタリングサブステップとを含み、
前記試験回路パラメータ配置サブステップでは、
試験電流要求値及び発電機定格電圧に基づいて短絡変圧器の変圧比を調整し、更に整流試験回路における乾式リアクトルを調節することにより、被試験遮断器側で直流振幅値Ｉdcの短絡電流が発生可能にし、
前記短絡電流発生サブステップでは、
試験回路に短絡が発生する前に、被試験遮断器が閉極位置にあり、試験開始後、短絡補助遮断器を閉極させて回路を短絡させ、短絡変圧器によって短絡電流をコイルの巻き数比に応じて増幅させ、試験で要求される短絡電流を生成して整流回路の整流弁に入力し、第１電流計によって電流振幅値をリアルタイムで記録し、
前記整流サブステップでは、
交流短絡電流をコンバータバルブによって整流した後、整流補助遮断器の閉極によって直流電流として出力し、乾式リアクトルと電流制限抵抗器とによって調節した後、試験要求を満たす電流振幅値Ｉdcを生成し、
前記アーク試験及び状態モニタリングサブステップでは、
アークモニタリング回路において、定格直流電流が被試験遮断器を流れた後、被試験遮断器を開極するように制御し、接触子の快速な相対開極運動につれて、アーク接触子の間で直流電弧が発生し、接触子が所定位置まで開極した後、直流電弧がアーク接触子の間でアブレーションし続け、試験要求時間ｔac維持した後、短絡補助遮断器によって交流短絡回路を遮断して電源側エネルギー供給を切断し、被試験遮断器Ｔ０のアーク接触子の電弧が徐々に減衰して最終的に消滅するようにし、これで１回の試験が終了し、試験要求値に応じてｎ回の試験を行い、試験間隔が、被試験遮断器の温度が環境温度まで回復するのに必要な時間を基準とし、試験過程において、被試験遮断器の動的抵抗、ガス組成変化、開閉極速度、及び消弧室赤外温度上昇量をそれぞれ記録し、ｎは、正整数である。
In order to achieve the above object, the solution of the present invention is as follows.
The internal arc resistance test method for DC high-speed switches is
Including test circuit construction step and test operation step,
The test circuit includes a short circuit, a rectifier circuit, and an arc monitoring circuit.
The short-circuit circuit includes a short-circuit auxiliary circuit breaker, an AC power supply, and a short-circuit transformer, and the AC power supply, the short-circuit auxiliary circuit breaker, and the primary coil of the short-circuit transformer are sequentially connected in series to form a loop.
The rectifier circuit includes a first current meter, a rectifier valve group, a reactor, a rectifier auxiliary breaker, and a current limiting resistor, the rectifier valve group is connected to a secondary coil of the short-circuit transformer, and the first current meter is , Mounted on the coil of the rectifying valve, which is connected to the secondary coil of the short-circuit transformer, the current limiting resistor has one end connected to the input end of the rectifying valve group and the other end being one of the rectifying auxiliary breakers. Connected to one end, one end of the reactor is connected to the output end of the rectifying valve group.
The arc monitoring circuit includes a first voltmeter, a second voltmeter, a second current meter, and a feature variable meter comprehensive monitoring device so that the other end of the rectification auxiliary circuit breaker is connected to the circuit breaker under test. The feature variable meter integrated monitoring device is configured to acquire the parameters required for the test by monitoring the circuit breaker under test, and the second current meter has one end of the other end of the current limiting resistor. The first voltmeter is connected to a line connected to the circuit breaker under test, one end of which is the second current meter, and the other end is connected to the circuit breaker under test and ground, respectively. Grounded, the second voltmeter is connected to a line connected to the circuit breaker under test, one end of which is a rectifying auxiliary circuit breaker, and the other end is grounded.
The test operation step includes a test circuit parameter placement substep, a short circuit current generation substep, a rectification substep, and an arc test and state monitoring substep.
In the test circuit parameter placement substep,
By adjusting the transformation ratio of the short-circuit transformer based on the required test current value and the rated voltage of the generator, and further adjusting the dry reactor in the rectification test circuit, the short-circuit current with the DC amplitude value I dc can be obtained on the test breaker side. Make it possible and
In the short-circuit current generation substep,
Before a short circuit occurs in the test circuit, the circuit under test is in the closed pole position. Amplifies according to the ratio, generates the short-circuit current required in the test, inputs it to the rectifier valve of the rectifier circuit, and records the current amplitude value in real time with the first current meter.
In the rectification substep,
After rectifying the AC short-circuit current with the converter valve, it is output as a direct current by the closed pole of the rectification auxiliary circuit breaker, adjusted by the dry reactor and the current limiting resistor, and then the current amplitude value I dc that meets the test requirements is generated. ,
In the arc test and condition monitoring substep,
In the arc monitoring circuit, after the rated DC current flows through the circuit breaker under test, the circuit breaker under test is controlled to open, and the DC electric arc between the arc contacts accompanies the rapid relative opening motion of the contactor. After the contact is opened to a predetermined position, the DC electric arc continues to ablate between the arc contacts, and after maintaining the test required time ta ac , the AC short circuit circuit is cut off by the short circuit breaker to power the power supply. The side energy supply is cut off so that the electric arc of the arc contact of the circuit breaker T0 to be tested is gradually attenuated and finally extinguished, so that one test is completed and n times according to the test required value. The test interval is based on the time required for the temperature of the circuit breaker to be restored to the ambient temperature, and during the test process, the dynamic resistance of the circuit breaker to be tested, the change in gas composition, and the switching pole speed are used. , And the amount of infrared temperature rise in the arc-extinguishing chamber are recorded, respectively, and n is a positive integer.
前記アークモニタリング回路は、特徴バラメータ総合モニタリング装置を更に備え、前記特徴バラメータ総合モニタリング装置は、被試験遮断器をモニタリングすることで、試験に必要なパラメータを取得するように構成されている。 The arc monitoring circuit further includes a feature variable meter comprehensive monitoring device, and the feature variable meter comprehensive monitoring device is configured to acquire parameters necessary for the test by monitoring the circuit breaker under test.
前記整流弁群は、６パルス又は１２パルスに設置されるように、制御可能なコンバータアームからなるブリッジコンバータバルブによって構成されている。 The rectifying valve group is composed of a bridge converter valve composed of a controllable converter arm so as to be installed in 6 pulses or 12 pulses.
前記特徴バラメータ総合モニタリング装置が被試験遮断器をモニタリングすることは、
被試験遮断器Ｔ０の開極時の時間－接触子速度、時間－接触子ストロークの曲線を取得するための機械特性モニタリングと、
被試験遮断器のアーク耐えにおける熱放射による消弧室の表面温度上昇の変化状況を取得するための赤外モニタリングと、
被試験遮断器の内部アーク耐え過程におけるＳＦ６ガス組成の発生、変化の過程を取得するためのガス組成モニタリングと、を含む。
The above-mentioned feature variable meter comprehensive monitoring device monitors the circuit breaker under test.
Mechanical characteristic monitoring to acquire the curve of time-contact velocity, time-contact stroke at the time of opening of the circuit breaker T0 to be tested,
Infrared monitoring to acquire the change status of the surface temperature rise of the arc extinguishing chamber due to heat radiation in the arc endurance of the circuit breaker under test,
Includes gas composition monitoring to capture the process of generation and change of SF6 gas composition in the internal arc endurance process of the circuit breaker under test.
前記交流電源は交流発電機である。 The AC power source is an AC generator.
前記リアクトルは乾式リアクトルである。 The reactor is a dry reactor.
本発明は、従来技術よりも、以下の有利な作用効果を有する。 The present invention has the following advantageous effects as compared with the prior art.
短絡回路、整流回路、アークモニタリング回路の協同作用の下で直流高速スイッチの内部アーク耐性試験のシーンを等価的に模擬でき、等価模擬回路により、遮断器のＳＦ6定格気圧において、システム運転状態に誤動作、誤トリッピングが発生したときに遮断器によって耐えられるシステム負荷直流電流のアブレーションの性能を検証可能である。 The scene of the internal arc resistance test of the DC high-speed switch can be simulated equivalently under the cooperation of the short - circuit circuit, rectifier circuit, and arc monitoring circuit. It is possible to verify the ablation performance of the system load DC current that can be withstood by the circuit breaker when a malfunction or erroneous tripping occurs.
以下では、図面及び具体的な実施形態を組み合わせて本発明の内容について更に詳細に説明する。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail by combining drawings and specific embodiments.
（実施例）
図１－４に示すように、本実施例に係る直流高速スイッチの内部アーク耐性試験方法は、主に試験回路構築ステップ及び試験操作ステップという２つのステップを含む。
(Example)
As shown in FIG. 1-4, the internal arc resistance test method for the DC high-speed switch according to the present embodiment mainly includes two steps, a test circuit construction step and a test operation step.
ただし、当該試験回路は、主に、３つの回路、即ち、短絡回路１００、整流回路２００、アークモニタリング回路３００によって構成されている。
However, the test circuit is mainly composed of three circuits, that is, a
当該短絡回路１００は、補助遮断器ＡＢ２、交流発電機Ｇ及び短絡変圧器Ｔを備え、当該交流発電機Ｇ、短絡補助遮断器ＡＢ２、及び短絡変圧器Ｔの一次コイルは、順に直列接続されてループを形成する。
The short-
当該整流回路２００は、第１電流計Ａ１、整流弁群Ｖ、乾式リアクトルＬ、整流補助遮断器ＡＢ１、及び電流制限抵抗Ｒを備える。当該整流弁群Ｖは、当該短絡変圧器Ｔの二次コイルに接続され、第１電流計Ａ１は、整流弁Ｖの、短絡変圧器Ｔの二次コイルに接続されるコイルに実装され、当該電流制限抵抗Ｒは、一方端が前記整流弁群Ｖの入力端に接続され、他方端が整流補助遮断器ＡＢ１の一方端に接続され、前記リアクトルＬの一方端は、前記整流弁群Ｖの出力端に接続されている。
The
当該アークモニタリング回路３００は、第１電圧計Ｖ１、第２電圧計Ｖ２、第２電流計Ａ２、及び特徴バラメータ総合モニタリング装置３０を備える。当該整流補助遮断器ＡＢ１の他方端は、被試験遮断器Ｔ０に接続されるように構成され、当該特徴バラメータ総合モニタリング装置３０は、被試験遮断器Ｔ０をモニタリングすることで、試験に必要なパラメータを取得するように構成されている。当該第２電流計Ａ２は、一方端が前記電流制限抵抗Ｒの他方端に接続され、他方端がそれぞれ被試験遮断器Ｔ０及びグランドに接続され、当該第１電圧計Ｖ１は、一方端が第２電流計Ａ２の、被試験遮断器Ｔ０に接続される回線に接続され、他方端が接地され、当該第２電圧計Ｖ２は、一方端が整流補助遮断器ＡＢ１の、被試験遮断器Ｔ０に接続される回線に接続され、他方端が接地される。
The
短絡回路、整流回路、アークモニタリング回路の協同作用の下で直流高速スイッチの内部アーク耐性試験のシーンを等価的に模擬できる。等価模擬回路により、遮断器のＳＦ6定格気圧において、システム運転状態に誤動作、誤トリッピングが発生したときに遮断器によって耐えられるシステム負荷直流電流のアブレーションの性能を検証可能である。 The scene of the internal arc resistance test of a DC high-speed switch can be equivalently simulated under the cooperative action of a short-circuit circuit, a rectifier circuit, and an arc monitoring circuit. The equivalent simulated circuit makes it possible to verify the ablation performance of the system load DC current that can be withstood by the circuit breaker when a malfunction or erroneous tripping occurs in the system operating state at the SF 6 rated pressure of the circuit breaker.
ただし、当該試験回路では、被試験遮断器（即ち、被試験遮断器Ｔ０）が閉極位置から開極を開始し、被試験遮断器のアーク接触子の間で直流電流電弧Ｉdc（具体的な振幅は、具体プロジェクトの最も厳しい故障状況に応じた算出値を基準とし、一般的に３０００－５０００Ａ範囲である）を流れる。 However, in the test circuit, the circuit breaker under test (that is, the circuit breaker under test T0) starts opening from the closed pole position, and the DC current electric arc I dc (specifically) between the arc contacts of the circuit breaker under test. The amplitude is generally in the range of 3000-5000A, based on the calculated value according to the most severe failure situation of the concrete project).
持続時間がｔac（具体的な時間は、具体プロジェクトのフレキシブル直流弁保護ロック時間定数を基準とし、一般的に３００－５００ｍｓ範囲である）である。 The duration is ta ac (the specific time is generally in the range of 300-500 ms based on the flexible DC valve protection lock time constant of the specific project).
合計ｎ回のアーク耐え試験が行われ、具体的な回数は、プロジェクトの機器に対する電気寿命要求に応じて定められる。 A total of n arc endurance tests are performed, the specific number of which is determined according to the electrical life requirements for the project equipment.
初期状態時に、被試験遮断器Ｔ０が閉極状態であり、補助遮断器ＡＢ１、ＡＢ２が開極状態である。 In the initial state, the circuit breaker T0 to be tested is in the closed pole state, and the auxiliary circuit breakers AB1 and AB2 are in the open pole state.
パラメータ偏差要求は、下記のようになる。直流振幅値Ｉdcとプロジェクト要求との偏差が±１０％であり、持続時間が０．５ｓを超えてはならず、Ｉdc 2ｔの偏差が０～１０％である。 The parameter deviation request is as follows. The deviation between the DC amplitude value I dc and the project requirement is ± 10%, the duration must not exceed 0.5 s, and the deviation of I dc 2 t is 0-10%.
具体的に、当該整流弁群Ｖは、制御可能なコンバータアームからなるブリッジコンバータバルブＶによって構成され、６パルス又は１２パルスに設置されてもよい。当該特徴バラメータ総合モニタリング装置が被試験遮断器をモニタリングすることは、
被試験遮断器Ｔ０の開極時の時間－接触子速度、時間－接触子ストロークの曲線を取得するための機械特性モニタリングと、
被試験遮断器のアーク耐えにおける熱放射による消弧室の表面温度上昇の変化状況を取得するための赤外モニタリングと、
被試験遮断器の内部アーク耐え過程におけるＳＦ６ガス組成の発生、変化の過程を取得するためのガス組成モニタリングと、を含む。
Specifically, the rectifying valve group V is composed of a bridge converter valve V composed of a controllable converter arm, and may be installed in 6 pulses or 12 pulses. The feature that the variable meter comprehensive monitoring device monitors the circuit breaker under test is
Mechanical characteristic monitoring to acquire the curve of time-contact velocity, time-contact stroke at the time of opening of the circuit breaker T0 to be tested,
Infrared monitoring to acquire the change status of the surface temperature rise of the arc extinguishing chamber due to heat radiation in the arc endurance of the circuit breaker under test,
Includes gas composition monitoring to capture the process of generation and change of SF6 gas composition in the internal arc endurance process of the circuit breaker under test.
具体的に、当該試験操作ステップは、以下のサブステップを含む。 Specifically, the test operation step includes the following substeps.
１）試験回路のパラメータの配置
試験電流要求値及び発電機定格電圧に基づいて短絡変圧器の変圧比を調整し、更に整流試験回路における乾式リアクトルを調節することにより、被試験遮断器側で直流振幅値Ｉdcの短絡電流が発生可能にする。
２）短絡電流の生成
試験回路に短絡が発生する前に、被試験遮断器が閉極位置にある。試験開始後、補助遮断器ＡＢ２を閉極させて回路を短絡させ、短絡変圧器Ｔによって短絡電流をコイルの巻き数比に応じて増幅させ、試験で要求される短絡電流を生成して整流回路の整流弁に入力し、電流計Ａ１によって電流振幅値をリアルタイムで記録する。
３）整流
整流回路において、制御可能なコンバータアームからなるブリッジコンバータバルブＶは、６パルス又は１２パルスに設置可能である。交流短絡電流をコンバータバルブによって整流した後、補助遮断器ＡＢ１の閉極によって直流電流として出力し、乾式リアクトルＬと電流制限抵抗器Ｒとによって調節した後、試験要求を満たす電流振幅値Ｉdcを生成する。
４）アーク試験及び状態モニタリング
アークモニタリング回路において、定格直流電流が被試験遮断器Ｔ０を流れた後、被試験遮断器Ｔ０を開極するように制御し、接触子の快速な相対開極運動につれて、アーク接触子の間で直流電弧が発生し、接触子が所定位置まで開極した後、直流電弧がアーク接触子の間でアブレーションし続け、試験要求時間ｔac維持した後、補助遮断器ＡＢ２によって交流短絡回路を遮断して電源側エネルギー供給を切断し、被試験遮断器Ｔ０のアーク接触子の電弧が徐々に減衰して最終的に消滅することになり、これで１回の試験が終了する。試験要求値に応じてｎ回の試験を行い、試験間隔は、人身傷害を回避するように、被試験遮断器の温度が環境温度まで回復するのに必要な時間を基準とするべきである。
1) Arrangement of parameters of the test circuit By adjusting the transformation ratio of the short-circuit transformer based on the required test current value and the rated voltage of the generator, and further adjusting the dry reactor in the rectification test circuit, DC is applied on the side of the circuit under test. Allows a short circuit current with an amplitude value of I dc to occur.
2) Generation of short-circuit current The circuit breaker under test is in the closed pole position before a short circuit occurs in the test circuit. After the start of the test, the auxiliary breaker AB2 is closed to short-circuit the circuit, and the short-circuit current is amplified by the short-circuit transformer T according to the turns ratio of the coil to generate the short-circuit current required in the test. It is input to the rectifying valve of the above, and the current amplitude value is recorded in real time by the current meter A1.
3) Rectifier In the rectifier circuit, the bridge converter valve V consisting of a controllable converter arm can be installed in 6 pulses or 12 pulses. After rectifying the AC short-circuit current with the converter valve, it is output as a direct current by the closed pole of the auxiliary circuit breaker AB1, adjusted by the dry reactor L and the current limiting resistor R, and then the current amplitude value I dc that satisfies the test requirement is obtained. Generate.
4) Arc test and state monitoring In the arc monitoring circuit, after the rated DC current flows through the circuit breaker T0 to be tested, the circuit breaker T0 to be tested is controlled to open, and as the contactor's rapid relative opening motion. , A DC electric arc is generated between the arc contacts, and after the contacts open to a predetermined position, the DC electric arc continues to ablate between the arc contacts, and after maintaining the test required time ta ac , the auxiliary circuit breaker AB2 The AC short-circuit circuit is cut off to cut off the energy supply on the power supply side, and the electric arc of the arc contactor of the circuit breaker T0 to be tested gradually decays and finally disappears, and this completes one test. do. N tests should be performed according to the test requirements and the test interval should be based on the time required for the temperature of the circuit breaker under test to recover to ambient temperature to avoid personal injury.
試験過程において、動的抵抗、ガス組成変化、開閉極速度、及び消弧室の赤外温度上昇などの肝心なパラメータをそれぞれ記録し、これらのパラメータに基づいて、被試験遮断器の直流アーク耐性能力性能が要求に適うか否かを分析する。 In the test process, important parameters such as dynamic resistance, gas composition change, open / close pole speed, and infrared temperature rise of the arc extinguishing chamber are recorded, and the DC arc resistance of the circuit breaker under test is based on these parameters. Ability Analyze whether performance meets your requirements.
具体的に、当該動的抵抗は、肝心な特徴バラメータを４つ含み、具体的に以下のように定義する。 Specifically, the dynamic resistance includes four essential feature parameters, and is specifically defined as follows.
１）アーク接触子有効接触状態：遮断器の開閉極過程において、アーク接触子の接触抵抗が、ある閾値（当該値は、動的接触抵抗の測定値を参照して与えられてもよい）以下であるときに、アーク接触子が有効接触状態であると考えられ、接触抵抗が当該値より大きいときに、アーク接触子が無効接触で、分離状態（絶対分離ではなく、データ分析を便利にするためのものである）であると考えられる。動的抵抗のテストの時に試験電流が２０００Ａ以上に達するため、アーク接触子の金属が絶対分離する際、暫くのアーク放電現象が発生するので、テスト手段によって接触抵抗が無限大である時を接触子の絶対分離時刻とすることは、不精確である。したがって、本発明は、ただ試験データの傾向分析を便利にするため、ある閾値をアーク接触子の接触境界値として定義する。
２）有効接触変位Ｌ（ｍｍ）：遮断器の開閉極過程において、主接触子が分離した直後、アーク接触子の接触抵抗が閾値（２０００μΩ）以下であるときに対応する接触変位は、有効接触変位と称される。
３）累積接触抵抗Ｒaccu（μΩ*ｍｍ）：有効接触変位に対応するサンプリング時刻における接触抵抗の累積値である。試験機器のサンプリングレートが２０ｋであり、即ち、０．０５ｍｓごとに、対応する接触抵抗値が得られる。有効接触変位の曲線範囲内の接触抵抗に対して積分を行うと、累積接触抵抗μΩ*ｍｍは取得可能である。
４）平均接触抵抗Ｒave（μΩ／ｍｍ）：累積接触抵抗を有効接触変位で除算すると、平均接触抵抗μΩ／ｍｍを取得可能であり、接触子のアブレーション後の接触抵抗及び有効接触変位の変化状況を比較的に良好に体現させることが可能となる。
1) Effective contact state of arc contactor: In the process of opening and closing the breaker, the contact resistance of the arc contactor is equal to or less than a certain threshold value (the value may be given by referring to the measured value of dynamic contact resistance). When is, the arc contact is considered to be in an effective contact state, and when the contact resistance is greater than that value, the arc contact is in an ineffective contact and is in a separated state (convenient for data analysis, not absolute separation). It is considered to be for). Since the test current reaches 2000 A or more during the dynamic resistance test, an arc discharge phenomenon occurs for a while when the metal of the arc contactor is absolutely separated. It is inaccurate to set the absolute separation time of the child. Therefore, the present invention defines a threshold value as the contact boundary value of the arc contactor, just for the convenience of trend analysis of test data.
2) Effective contact displacement L (mm): Immediately after the main contact is separated in the circuit breaker opening / closing electrode process, when the contact resistance of the arc contact is below the threshold value (2000 μΩ), the corresponding contact displacement is the effective contact. It is called displacement.
3) Cumulative contact resistance R accu (μΩ * mm): Cumulative value of contact resistance at the sampling time corresponding to the effective contact displacement. The sampling rate of the test equipment is 20k, i.e., the corresponding contact resistance value is obtained every 0.05ms. Cumulative contact resistance μΩ * mm can be obtained by integrating the contact resistance within the curve range of the effective contact displacement.
4) Average contact resistance R ave (μΩ / mm): The average contact resistance μΩ / mm can be obtained by dividing the cumulative contact resistance by the effective contact displacement, and the change in contact resistance and effective contact displacement after ablation of the contacts. It is possible to embody the situation relatively well.
アーク試験の前後及び毎回の試験間隔の何れにも、遮断器アーク接触子の動的抵抗を測定し、アーク接触子のアブレーション状態特徴バラメータを記録し、アーク接触子の電弧アブレーションに耐える度合いを評価すると、以下の表の記録を完成させる。 The dynamic resistance of the circuit breaker arc contact is measured before and after the arc test and at each test interval, and the ablation state characteristic parameter of the arc contact is recorded to evaluate the degree of resistance of the arc contact to electric arc ablation. This completes the record in the table below.
アーク接触子の有効接触変位Ｌが０～５ｍｍの区間であるときに、平均接触抵抗は、有効接触変位の増加に従って快速に降下する傾向を呈し、接触変位が５ｍｍより大きくなった後、平均接触抵抗の変化は、徐々に安定になっていく。 When the effective contact displacement L of the arc contactor is in the section of 0 to 5 mm, the average contact resistance tends to decrease rapidly as the effective contact displacement increases, and after the contact displacement becomes larger than 5 mm, the average contact The change in resistance gradually becomes stable.
アーク耐え試験の前後は、アーク接触子のサイズ長さ、重量変化を記録すべきである。 Before and after the arc endurance test, the size length and weight change of the arc contact should be recorded.
試験見本機を分解し、動、静アーク接触子のポートサイズ及び部品重量を測定する。 Disassemble the test sample and measure the port size and component weight of the dynamic and static arc contacts.
ただし、遮断器の消弧室の接触子アブレーション状態評価方法は、具体的に図２に示すように、以下のステップを含む。 However, the contact ablation state evaluation method of the arc extinguishing chamber of the circuit breaker includes the following steps as specifically shown in FIG.
第１ステップでは、ユーザは、動的抵抗テスト技術によって遮断器消弧室特徴バラメータを取り出して評価システムへ入力する。入力データは、下記の１）～３）を含む。 In the first step, the user takes out the circuit breaker arc extinguishing chamber feature parameter by dynamic resistance test technique and inputs it to the evaluation system. The input data includes the following 1) to 3).
１）評価すべき遮断器の台帳情報：遮断器スケジューリング番号、相、電圧レベル、遮断器型番、メーカ、運営投入時間。
２）当該型番の遮断器の初期特徴バラメータ：アーク接触子の有効接触変位Ｌ（ｍｍ）、アーク接触子の累積接触抵抗Ｒaccu（μΩ*ｍｍ）、アーク接触子の平均接触抵抗Ｒave（μΩ／ｍｍ）。
３）評価すべき遮断器の現在状態における特徴バラメータ：アーク接触子の有効接触変位Ｌ（ｍｍ）、アーク接触子の累積接触抵抗Ｒaccu（μΩ*ｍｍ）、アーク接触子の平均接触抵抗Ｒave（μΩ／ｍｍ）。
1) Circuit breaker ledger information to be evaluated: circuit breaker scheduling number, phase, voltage level, circuit breaker model number, manufacturer, operation input time.
2) Initial characteristics of the circuit breaker of the relevant model number Ballometer: Effective contact displacement L (mm) of arc contactor, cumulative contact resistance R accu (μΩ * mm) of arc contactor, average contact resistance R ave (μΩ) of arc contactor / Mm).
3) Characteristics of the circuit breaker to be evaluated in the current state Ballometer: Effective contact displacement L (mm) of arc contact, cumulative contact resistance R accu (μΩ * mm) of arc contact, average contact resistance R ave of arc contact. (ΜΩ / mm).
第２ステップでは、データベース（累積エネルギーアブレーショ指紋データベース、接触子特徴バラメータ関連データベース、接触子アブレーション状態専門家データベース）に基づいて、第１ステップで入力された評価すべき遮断器の初期状態、現在状態の特徴バラメータに対して総合評価を行い、アーク接触子の現在アブレーション状態に対応する累積開閉エネルギー、特徴量関連曲線の定量的な差分をそれぞれ取得する。 In the second step, based on the database (cumulative energy ablation fingerprint database, contact feature parameter-related database, contact ablation state expert database), the initial state of the breaker to be evaluated entered in the first step, the current state. Comprehensive evaluation is performed on the state feature parameter, and the cumulative switching energy corresponding to the current ablation state of the arc contactor and the quantitative difference of the feature amount-related curve are obtained.
第３ステップでは、第２ステップで総合分析された結果に基づいて、特徴バラメータの算出を完成し、遮断器の現在アーク接触子の有効接触変位と初期有効接触変位との比の区間を判別する。 In the third step, the calculation of the feature parameter is completed based on the result of the comprehensive analysis in the second step, and the section of the ratio between the effective contact displacement of the current arc contactor of the circuit breaker and the initial effective contact displacement is determined. ..
第４ステップでは、現在の遮断器消弧室状態を評価する。現在アーク接触子の有効接触変位と初期有効接触変位との比が８０～１００％範囲内である場合に、正常アブレーション状態となり、比が６０～８０％範囲内である場合に、軽度アブレーション状態となり、比が４０～６０％範囲内である場合に、中度アブレーション状態となり、比が２０～４０％範囲内である場合に、重度アブレーション状態となり、比が＜２０％範囲内である場合に、異常状態となる。 In the fourth step, the current circuit breaker arc extinguishing chamber state is evaluated. When the ratio of the effective contact displacement of the arc contact to the initial effective contact displacement is in the range of 80 to 100%, the normal ablation state is reached, and when the ratio is in the range of 60 to 80%, the ablation state is mild. When the ratio is in the range of 40 to 60%, it is in a moderate ablation state, when the ratio is in the range of 20 to 40%, it is in a severe ablation state, and when the ratio is in the range of <20%, it is in a severe ablation state. It becomes an abnormal state.
遮断器に内部アーク試験を行う過程では、消弧室のＳＦ6ガスの複数種の特徴組成の生成、増加等の変化傾向を記録する。当該データは、当該型番の遮断器の運転時に重要な点検修理依拠とすることが可能で、遮断器のノズルのアブレーションの度合いを評価する重要指標でもある。 In the process of conducting an internal arc test on the circuit breaker, the tendency of change such as the generation and increase of the characteristic composition of multiple types of SF 6 gas in the arc extinguishing chamber is recorded. The data can be used as an important inspection and repair base when operating the circuit breaker of the model number, and is also an important index for evaluating the degree of ablation of the nozzle of the circuit breaker.
その一方、被試験遮断器の開閉極速度モニタリングは、遮断器の操作機構のクランクアームに取り付けられる通常の速度センサを採用してもよい。被試験遮断器Ｔ０の開閉極動作時に、開閉極速度ｖ－時間ｔ－動作ストロークｌのデータを特徴バラメータ総合モニタリング装置にリアルタイムで伝送して総合処理すると、機械特性の測定は完了可能である。 On the other hand, for the opening / closing pole speed monitoring of the circuit breaker under test, a normal speed sensor attached to the crank arm of the circuit breaker operating mechanism may be adopted. When the open / close pole operation of the circuit breaker T0 to be tested is operated, the data of the open / close pole speed v-time t-operation stroke l is transmitted in real time to the feature ballometer comprehensive monitoring device and comprehensively processed, so that the measurement of the mechanical characteristics can be completed.
被試験遮断器Ｔ０で内部アーク耐性試験を行うとき、アーク接触子が電弧ｔａｒｃのアブレーションに耐え続けるため、電弧の温度上昇が絶縁ガスを介して消弧室の絶縁外皮に熱放射され、消弧室の表面の数Ｋの温度上昇変化を引き起こす。したがって、試験過程において、赤外放射温度測定技術に基づいて赤外モニタリング装置を採用し、遮断器の消弧室の絶縁外皮の温度上昇変化をリアルタイムでモニタリングし、データを特徴バラメータ総合モニタリング装置に伝送して総合分析評価を行う。タイプ試験において、温度上昇テストデータは、運転後の重要な状態評価依拠となる。 When performing an internal arc resistance test with the circuit breaker T0 to be tested, the arc contact continues to withstand the ablation of the electric arc tarc, so that the temperature rise of the electric arc is radiated heat to the insulating outer skin of the arc extinguishing chamber via the insulating gas, and the arc is extinguished. It causes a temperature rise change of several K on the surface of the chamber. Therefore, in the test process, an infrared monitoring device is adopted based on the infrared radiation temperature measurement technology, and the temperature rise change of the insulating outer skin of the arc extinguishing chamber of the circuit breaker is monitored in real time, and the data is used as a featured variable meter comprehensive monitoring device. Transmit and perform comprehensive analysis and evaluation. In the type test, the temperature rise test data is an important post-operation condition assessment reliance.
遮断器は、２つの消弧室を有し、各消弧室の温度測定点はそれぞれ、上下層、左中右位置で合計６点を取り、詳細は図３に示される。 The circuit breaker has two arc-extinguishing chambers, and the temperature measurement points of each arc-extinguishing chamber are the upper and lower layers and the left middle right position, respectively, and a total of 6 points are taken, and the details are shown in FIG.
温度測定が完了した後、温度上昇（Ｋ）データは、以下のように記録されている。 After the temperature measurement is completed, the temperature rise (K) data is recorded as follows.
温度上昇評価フローは、図４に示すように、以下の１～５を含む。 As shown in FIG. 4, the temperature rise evaluation flow includes the following 1 to 5.
１．遮断器にアーク耐え試験を行う過程では、消弧室の絶縁外皮温度を赤外モニタリングし、上下層、左中右で点を配置する原則に従って温度上昇テストを行い、各点の温度上昇をＴ２として記録し、消弧室の分散点の温度上昇について分散根処理を行って平均値Ｔ１を得る。
２．局所過熱により消弧室の温度上昇が平均値Ｔ１ ｍａｘを超えることがあるか否かを判定し、超えない場合に、正常と評価し、超える場合に、次の評価へ進む。
３．正常アーク耐性におけるキャリア導体の温度上昇に基づいて、実測された外皮の温度上昇に対して逆推算を行い、キャリア導体の温度上昇算出値を得る。
４．消弧室の外皮の分散点テスト値のうち、第１限界値Ｔ２ ｍａｘ１を超えるものがあるか否かを判定し、そうであれば、消弧室のキャリア導体の接触が異常であると評価し、そうでなければ、次の評価へ進む。
５．消弧室の外皮の分散点テスト値のうち、第１限界値Ｔ２ ｍａｘ２を超えるものがあるか否かを判定し、そうであれば、消弧室のキャリア導体の接触が注意値に達し、他の補助評価手段を採用すべきであると評価し、そうでなければ、温度上昇評価は終了する。
1. 1. In the process of performing an arc endurance test on the circuit breaker, the temperature of the insulating outer skin of the arc extinguishing chamber is monitored infraredly, and the temperature rise test is performed according to the principle of arranging points on the upper and lower layers, left, middle and right, and the temperature rise at each point is T2. The average value T1 is obtained by performing dispersion root treatment for the temperature rise of the dispersion point of the arc extinguishing chamber.
2. 2. It is determined whether or not the temperature rise in the arc extinguishing chamber may exceed the average value T1 max due to local overheating. If it does not exceed it, it is evaluated as normal, and if it exceeds it, the process proceeds to the next evaluation.
3. 3. Based on the temperature rise of the carrier conductor in the normal arc resistance, the reverse estimation is performed for the actually measured temperature rise of the outer skin, and the calculated value of the temperature rise of the carrier conductor is obtained.
4. It is determined whether or not there is a dispersion point test value of the outer skin of the arc extinguishing chamber that exceeds the first limit value T2 max1, and if so, it is evaluated that the contact of the carrier conductor of the arc extinguishing chamber is abnormal. If not, proceed to the next evaluation.
5. It is determined whether or not any of the dispersion point test values of the outer skin of the arc extinguishing chamber exceeds the first limit value T2 max2, and if so, the contact of the carrier conductor of the arc extinguishing chamber reaches the caution value. It is evaluated that other auxiliary evaluation means should be adopted, otherwise the temperature rise evaluation is terminated.
試験要求値に応じて、ｎ回の内部アーク耐えを経る。試験を行う過程では、被試験遮断器Ｔ０は、明らかな外部効果が発生しない場合、即ち、試験品が爆発しなく、且つそのハウジングに穴やクラックが発生しない場合、内部アーク耐え性能要求を満たすことを意味する。 It goes through n internal arc endurance according to the test requirement value. In the process of conducting the test, the circuit breaker T0 to be tested meets the internal arc endurance performance requirements if no obvious external effects occur, i.e., if the test product does not explode and no holes or cracks occur in its housing. Means that.
上記実施例は、単に本発明の技術思想及び特点を説明するためのものであり、当業者が本発明の内容を理解して実施可能であることを目的とし、本発明の保護範囲を制限するわけにはいかない。本発明内容の実質に基づいてなされた如何なる等価的な変化や修飾も、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。 The above-mentioned embodiment is merely for explaining the technical idea and special features of the present invention, and limits the scope of protection of the present invention for the purpose of allowing a person skilled in the art to understand and implement the contents of the present invention. I can't do it. Any equivalent changes or modifications made on the basis of the substance of the invention should be included within the scope of the invention.
１．遮断器にアーク耐え試験を行う過程では、消弧室の絶縁外皮温度を赤外モニタリングし、上下層、左中右で点を配置する原則に従って温度上昇テストを行い、各点の温度上昇をＴ２として記録し、消弧室の分散点の温度上昇について分散根処理を行って平均値Ｔ１を得る。
２．局所過熱により消弧室の温度上昇が平均値Ｔ１ ｍａｘを超えることがあるか否かを判定し、超えない場合に、正常と評価し、超える場合に、次の評価へ進む。
３．正常アーク耐性におけるキャリア導体の温度上昇に基づいて、実測された外皮の温度上昇に対して逆推算を行い、キャリア導体の温度上昇算出値を得る。
４．消弧室の外皮の分散点テスト値のうち、第１限界値Ｔ２ ｍａｘ１を超えるものがあるか否かを判定し、そうであれば、消弧室のキャリア導体の接触が異常であると評価し、そうでなければ、次の評価へ進む。
５．消弧室の外皮の分散点テスト値のうち、第２限界値Ｔ２ ｍａｘ２を超えるものがあるか否かを判定し、そうであれば、消弧室のキャリア導体の接触が注意値に達し、他の補助評価手段を採用すべきであると評価し、そうでなければ、温度上昇評価は終了する。
1. 1. In the process of performing an arc endurance test on the circuit breaker, the temperature of the insulating outer skin of the arc extinguishing chamber is monitored infraredly, and the temperature rise test is performed according to the principle of arranging points on the upper and lower layers, left, middle and right, and the temperature rise at each point is T2. The average value T1 is obtained by performing dispersion root treatment for the temperature rise of the dispersion point of the arc extinguishing chamber.
2. 2. It is determined whether or not the temperature rise in the arc extinguishing chamber may exceed the average value T1 max due to local overheating. If it does not exceed it, it is evaluated as normal, and if it exceeds it, the process proceeds to the next evaluation.
3. 3. Based on the temperature rise of the carrier conductor in the normal arc resistance, the reverse estimation is performed for the actually measured temperature rise of the outer skin, and the calculated value of the temperature rise of the carrier conductor is obtained.
4. It is determined whether or not there is a dispersion point test value of the outer skin of the arc extinguishing chamber that exceeds the first limit value T2 max1, and if so, it is evaluated that the contact of the carrier conductor of the arc extinguishing chamber is abnormal. If not, proceed to the next evaluation.
5. It is determined whether or not any of the dispersion point test values of the outer skin of the arc extinguishing chamber exceeds the second limit value T2 max2, and if so, the contact of the carrier conductor of the arc extinguishing chamber reaches the caution value. It is evaluated that other auxiliary evaluation means should be adopted, otherwise the temperature rise evaluation is terminated.
Claims (6)
試験回路構築ステップと、試験操作ステップと、を含み、
前記試験回路は、短絡回路、整流回路、及びアークモニタリング回路を備え、
前記短絡回路は、短絡補助遮断器、交流電源、及び短絡変圧器を備え、前記交流電源、短絡補助遮断器、及び短絡変圧器の一次コイルは、順に直列接続されてループを形成し、
前記整流回路は、第１電流計、整流弁群、リアクトル、整流補助遮断器、及び電流制限抵抗を備え、前記整流弁群は前記短絡変圧器の二次コイルに接続され、第１電流計は、整流弁の、短絡変圧器の二次コイルに接続されるコイルに実装され、前記電流制限抵抗は、一方端が前記整流弁群の入力端に接続され、他方端が整流補助遮断器の一方端に接続され、前記リアクトルの一方端は前記整流弁群の出力端に接続され、
前記アークモニタリング回路は、第１電圧計、第２電圧計、第２電流計、及び特徴バラメータ総合モニタリング装置を備え、前記整流補助遮断器の他方端は、被試験遮断器に接続されるように構成され、前記特徴バラメータ総合モニタリング装置は、被試験遮断器をモニタリングすることで試験に必要なパラメータを取得するように構成され、前記第２電流計は、一方端が前記電流制限抵抗の他方端に接続され、他方端がそれぞれ被試験遮断器及びグランドに接続され、前記第１電圧計は、一方端が第２電流計の、被試験遮断器に接続される回線に接続され、他方端が接地され、前記第２電圧計は、一方端が整流補助遮断器の、被試験遮断器に接続される回線に接続され、他方端が接地され、
前記試験操作ステップは、試験回路パラメータ配置サブステップと、短絡電流発生サブステップと、整流サブステップと、アーク試験及び状態モニタリングサブステップとを含み、
前記試験回路パラメータ配置サブステップでは、
試験電流要求値及び発電機定格電圧に基づいて短絡変圧器の変圧比を調整し、更に、整流試験回路における乾式リアクトルを調節することにより、被試験遮断器側で直流振幅値Ｉdcの短絡電流が発生可能にし、
前記短絡電流発生サブステップでは、
試験回路に短絡が発生する前に、被試験遮断器が閉極位置にあり、試験開始後、短絡補助遮断器を閉極させて回路を短絡させ、短絡変圧器によって短絡電流をコイルの巻き数比に応じて増幅させ、試験で要求される短絡電流を生成して整流回路の整流弁に入力し、第１電流計によって電流振幅値をリアルタイムで記録し、
前記整流サブステップでは、
交流短絡電流をコンバータバルブによって整流した後、整流補助遮断器の閉極によって直流電流として出力し、乾式リアクトルと電流制限抵抗器とによって調節した後、試験要求を満たす電流振幅値Ｉdcを生成し、
前記アーク試験及び状態モニタリングサブステップでは、
アークモニタリング回路において、定格直流電流が被試験遮断器を流れた後、被試験遮断器を開極するように制御し、接触子の快速な相対開極運動につれて、アーク接触子の間で直流電弧が発生し、接触子が所定位置まで開極した後、直流電弧がアーク接触子の間でアブレーションし続け、試験要求時間ｔac維持した後、短絡補助遮断器によって交流短絡回路を遮断して電源側エネルギー供給を切断し、被試験遮断器Ｔ０のアーク接触子の電弧が徐々に減衰して最終的に消滅するようにし、これで１回の試験が終了し、試験要求値に応じてｎ回の試験を行い、試験間隔が、被試験遮断器の温度が環境温度まで回復するのに必要な時間を基準とし、試験過程において、被試験遮断器の動的抵抗、ガス組成変化、開閉極速度、及び消弧室赤外温度上昇量をそれぞれ記録し、ｎは、正整数である
ことを特徴とする方法。 It is a method to test the internal arc resistance capacity of a DC high-speed switch.
Including test circuit construction step and test operation step,
The test circuit includes a short circuit, a rectifier circuit, and an arc monitoring circuit.
The short-circuit circuit includes a short-circuit auxiliary circuit breaker, an AC power supply, and a short-circuit transformer, and the AC power supply, the short-circuit auxiliary circuit breaker, and the primary coil of the short-circuit transformer are sequentially connected in series to form a loop.
The rectifier circuit includes a first current meter, a rectifier valve group, a reactor, a rectifier auxiliary breaker, and a current limiting resistor, the rectifier valve group is connected to a secondary coil of the short-circuit transformer, and the first current meter is , Mounted on the coil of the rectifying valve, which is connected to the secondary coil of the short-circuit transformer, the current limiting resistor has one end connected to the input end of the rectifying valve group and the other end being one of the rectifying auxiliary breakers. Connected to one end, one end of the reactor is connected to the output end of the rectifying valve group.
The arc monitoring circuit includes a first voltmeter, a second voltmeter, a second current meter, and a feature variable meter comprehensive monitoring device so that the other end of the rectification auxiliary circuit breaker is connected to the circuit breaker under test. The feature variable meter integrated monitoring device is configured to acquire the parameters required for the test by monitoring the circuit breaker under test, and the second current meter has one end of the other end of the current limiting resistor. The first voltmeter is connected to a line connected to the circuit breaker under test, one end of which is the second current meter, and the other end is connected to the circuit breaker under test and ground, respectively. Grounded, the second voltmeter is connected to a line connected to the circuit breaker under test, one end of which is a rectifying auxiliary circuit breaker, and the other end is grounded.
The test operation step includes a test circuit parameter placement substep, a short circuit current generation substep, a rectification substep, and an arc test and state monitoring substep.
In the test circuit parameter placement substep,
By adjusting the transformation ratio of the short-circuit transformer based on the required test current value and the rated voltage of the generator, and further adjusting the dry reactor in the rectification test circuit, the short-circuit current of the DC amplitude value I dc on the test breaker side. Can occur,
In the short-circuit current generation substep,
Before a short circuit occurs in the test circuit, the circuit under test is in the closed pole position. Amplifies according to the ratio, generates the short-circuit current required in the test, inputs it to the rectifier valve of the rectifier circuit, and records the current amplitude value in real time with the first current meter.
In the rectification substep,
After rectifying the AC short-circuit current with the converter valve, it is output as a direct current by the closed pole of the rectification auxiliary circuit breaker, adjusted by the dry reactor and the current limiting resistor, and then the current amplitude value I dc that meets the test requirements is generated. ,
In the arc test and condition monitoring substep,
In the arc monitoring circuit, after the rated DC current flows through the circuit breaker under test, the circuit breaker under test is controlled to open, and the DC electric arc between the arc contacts accompanies the rapid relative opening motion of the contactor. After the contact is opened to a predetermined position, the DC electric arc continues to ablate between the arc contacts, and after maintaining the test required time ta ac , the AC short circuit circuit is cut off by the short circuit breaker to power the power supply. The side energy supply is cut off so that the electric arc of the arc contact of the circuit breaker T0 to be tested is gradually attenuated and finally extinguished, so that one test is completed and n times according to the test required value. The test interval is based on the time required for the temperature of the circuit breaker to be restored to the ambient temperature, and during the test process, the dynamic resistance of the circuit breaker to be tested, the gas composition change, and the switching pole speed are used. , And the amount of increase in the infrared temperature of the arc-extinguishing chamber are recorded, respectively, and n is a positive integer.
被試験遮断器Ｔ０の開極時の時間－接触子速度、時間－接触子ストロークの曲線を取得するための機械特性モニタリングと、
被試験遮断器のアーク耐えにおける熱放射による消弧室の表面温度上昇の変化状況を取得するための赤外モニタリングと、
被試験遮断器の内部アーク耐え過程におけるＳＦ６ガス組成の発生、変化の過程を取得するためのガス組成モニタリングと、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 The above-mentioned feature variable meter comprehensive monitoring device monitors the circuit breaker under test.
Mechanical characteristic monitoring to acquire the curve of time-contact velocity, time-contact stroke at the time of opening of the circuit breaker T0 to be tested,
Infrared monitoring to acquire the change status of the surface temperature rise of the arc extinguishing chamber due to heat radiation in the arc endurance of the circuit breaker under test,
The method according to claim 1, further comprising gas composition monitoring for acquiring the process of generation and change of SF6 gas composition in the process of withstanding the internal arc of the circuit breaker under test.
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| JPS50132468A (en) * | 1974-04-08 | 1975-10-20 | ||
| JPS61176873A (en) * | 1985-02-01 | 1986-08-08 | Fuji Electric Co Ltd | Breaking test circuit for dc breaker |
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