[發(fā)明專利]一種斷路器不同期時(shí)間帶電測(cè)量裝置與測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310692612.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103675666A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張欲曉;黃興泉;李成榕;王偉;羅豫;張鴻雁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/327
• 分類號(hào): G01R31/327
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳;李伊寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于變電領(lǐng)域的測(cè)量裝置和測(cè)量方法，尤其涉及一種斷路器不同期時(shí)間帶電測(cè)量裝置與測(cè)量方法。

背景技術(shù)

斷路器是電網(wǎng)中數(shù)量最為龐大的電力設(shè)備，起著控制和保護(hù)的作用，一旦發(fā)生故障，將直接導(dǎo)致電網(wǎng)事故，還可能導(dǎo)致現(xiàn)有事故的擴(kuò)大，給國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)穩(wěn)定帶來巨大的負(fù)面影響。統(tǒng)計(jì)表明，70%以上的斷路器故障屬于機(jī)械性質(zhì)，不同期時(shí)間是表征斷路器機(jī)械特性的重要指標(biāo)。斷路器的不同期時(shí)間是指斷路器在分/合閘時(shí)，三相中分/合時(shí)間最大值與最小值的差值。不同期時(shí)間越長，電網(wǎng)處于非全相工作的時(shí)間越長，產(chǎn)生過電壓的可能性越大，對(duì)電網(wǎng)的損害越大。因而，相關(guān)規(guī)程明確規(guī)定了斷路器的不同期時(shí)間限值，即分閘的不同期時(shí)間不得超過3ms，合閘的不同期時(shí)間不得超過5ms。

現(xiàn)有斷路器不同期時(shí)間的測(cè)量方法主要包括：電秒表法、示波器法及開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀法等。電秒表法測(cè)量結(jié)果直觀，但精度較差，現(xiàn)在已很少使用。示波器法雖然接線較為復(fù)雜，儀器昂貴，但測(cè)量精度高，自由度大，適宜在一些特殊測(cè)量中應(yīng)用，如僅需測(cè)量單個(gè)斷口時(shí)間參數(shù)等。開關(guān)動(dòng)作特性測(cè)試儀將所有測(cè)量步驟程序化，使用簡單方便，是當(dāng)前使用最為廣泛的時(shí)間參數(shù)測(cè)量方法。現(xiàn)有斷路器不同期時(shí)間的測(cè)量方法中普遍存在以下問題：

1．無法在線進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)前所有的測(cè)試方法都需要在斷路器斷口上接線，將斷路器退出運(yùn)行進(jìn)行離線測(cè)試，無法實(shí)現(xiàn)帶電監(jiān)測(cè)。而斷路器實(shí)際運(yùn)行過程中，開斷與閉合開關(guān)過程中均有負(fù)荷電流引起的電動(dòng)力參與。當(dāng)斷路器存在某種缺陷時(shí)，離線測(cè)試的結(jié)果可能滿足相關(guān)要求，卻掩蓋了缺陷。由于電動(dòng)力的存在，存在缺陷的斷路器帶負(fù)荷進(jìn)行分?jǐn)嗯c閉合時(shí)，其時(shí)間參數(shù)就很可能不滿足相關(guān)要求，繼而引起開關(guān)事故。

2．測(cè)量周期長。由于無法在線測(cè)量，斷路器特性測(cè)試只能在停電期間進(jìn)行，測(cè)試間隔長，數(shù)據(jù)缺乏連續(xù)性，無法及時(shí)反映斷路器性能的變化。

3．接線復(fù)雜。傳統(tǒng)特性參數(shù)測(cè)量需要斷開斷路器與系統(tǒng)的連接，在各端口兩端接線，還要在斷路器的操作控制回路中接線，對(duì)于大型的多斷口斷路器來說，接線點(diǎn)多，需要登高操作，在運(yùn)行中的變電站，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種斷路器不同期時(shí)間帶電測(cè)量裝置與測(cè)量方法，能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器不同期時(shí)間的帶電檢測(cè)，無需直接接觸斷路器，操作簡單快捷，極大地提高了檢測(cè)效率，能夠杜絕安全隱患。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種斷路器不同期時(shí)間帶電測(cè)量裝置，包括電磁波信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和處理模塊，電磁波信號(hào)采集模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)調(diào)理放大模塊的信號(hào)輸入端，信號(hào)調(diào)理放大模塊的信號(hào)輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端連接處理模塊的信號(hào)輸入端，處理模塊的信號(hào)輸出端連接顯示模塊的信號(hào)輸入端。

所述的信號(hào)調(diào)理放大模塊包括信號(hào)調(diào)理器和功率放大器。

所述的電磁波信號(hào)采集模塊采用平面等角螺旋射頻天線。

一種利用權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置進(jìn)行斷路器不同期時(shí)間帶電測(cè)量的方法，包括以下步驟：

A:?利用電磁波信號(hào)采集模塊采集斷路器因分/合閘而產(chǎn)生開關(guān)電弧時(shí)激發(fā)出的射頻電磁波，并將采集到的信號(hào)發(fā)送至信號(hào)調(diào)理放大模塊；

B:?利用信號(hào)調(diào)理放大模塊對(duì)電磁波信號(hào)采集模塊采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理，并將處理過的信號(hào)發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

C:?模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至處理模塊進(jìn)行處理；

D:?處理模塊對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，通過計(jì)算電磁波信號(hào)的時(shí)間差從而得出斷路器的分/合閘不同期時(shí)間，并通過顯示模塊進(jìn)行顯示。

所述的電磁波信號(hào)采集模塊采用射頻天線，射頻天線的工作頻帶為500MHz-2GHz。

所述的信號(hào)調(diào)理放大模塊包括信號(hào)調(diào)理器和功率放大器，信號(hào)調(diào)理器的下限截止頻率不低于500MHz，上線截止頻率不高于2GHz，頻帶內(nèi)的增益為不低于20dB；功率放大器的下限截止頻率為1GHz，上限截止頻率為2GHz，頻帶內(nèi)的增益為20dB；對(duì)射頻天線所采集到的射頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波的持續(xù)時(shí)間不低于150μS。

步驟A中，電磁波信號(hào)采集模塊的采樣率不低于1MS/s。

所述的射頻天線為平面等角螺旋射頻天線。

所述的步驟A中，平面等角螺旋射頻天線的放置位置對(duì)準(zhǔn)斷路器中間相。

處理模塊對(duì)射頻天線所采集到的射頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波的持續(xù)時(shí)間不低于150μS。