[發明專利]一種斷路器不同期時間帶電測量裝置與測量方法

在審

• 申請號: 201310692612.7
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103675666A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張欲曉;黃興泉;李成榕;王偉;羅豫;張鴻雁
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳;李伊寧

技術領域

本發明涉及一種應用于變電領域的測量裝置和測量方法，尤其涉及一種斷路器不同期時間帶電測量裝置與測量方法。

背景技術

斷路器是電網中數量最為龐大的電力設備，起著控制和保護的作用，一旦發生故障，將直接導致電網事故，還可能導致現有事故的擴大，給國民經濟和社會穩定帶來巨大的負面影響。統計表明，70%以上的斷路器故障屬于機械性質，不同期時間是表征斷路器機械特性的重要指標。斷路器的不同期時間是指斷路器在分/合閘時，三相中分/合時間最大值與最小值的差值。不同期時間越長，電網處于非全相工作的時間越長，產生過電壓的可能性越大，對電網的損害越大。因而，相關規程明確規定了斷路器的不同期時間限值，即分閘的不同期時間不得超過3ms，合閘的不同期時間不得超過5ms。

現有斷路器不同期時間的測量方法主要包括：電秒表法、示波器法及開關動特性測試儀法等。電秒表法測量結果直觀，但精度較差，現在已很少使用。示波器法雖然接線較為復雜，儀器昂貴，但測量精度高，自由度大，適宜在一些特殊測量中應用，如僅需測量單個斷口時間參數等。開關動作特性測試儀將所有測量步驟程序化，使用簡單方便，是當前使用最為廣泛的時間參數測量方法。現有斷路器不同期時間的測量方法中普遍存在以下問題：

1．無法在線進行檢測。當前所有的測試方法都需要在斷路器斷口上接線，將斷路器退出運行進行離線測試，無法實現帶電監測。而斷路器實際運行過程中，開斷與閉合開關過程中均有負荷電流引起的電動力參與。當斷路器存在某種缺陷時，離線測試的結果可能滿足相關要求，卻掩蓋了缺陷。由于電動力的存在，存在缺陷的斷路器帶負荷進行分斷與閉合時，其時間參數就很可能不滿足相關要求，繼而引起開關事故。

2．測量周期長。由于無法在線測量，斷路器特性測試只能在停電期間進行，測試間隔長，數據缺乏連續性，無法及時反映斷路器性能的變化。

3．接線復雜。傳統特性參數測量需要斷開斷路器與系統的連接，在各端口兩端接線，還要在斷路器的操作控制回路中接線，對于大型的多斷口斷路器來說，接線點多，需要登高操作，在運行中的變電站，存在安全風險。

發明內容

本發明的目的是提供一種斷路器不同期時間帶電測量裝置與測量方法，能夠實現斷路器不同期時間的帶電檢測，無需直接接觸斷路器，操作簡單快捷，極大地提高了檢測效率，能夠杜絕安全隱患。

本發明采用下述技術方案：

一種斷路器不同期時間帶電測量裝置，包括電磁波信號采集模塊、信號調理放大模塊、模數轉換模塊和處理模塊，電磁波信號采集模塊的信號輸出端連接信號調理放大模塊的信號輸入端，信號調理放大模塊的信號輸出端連接模數轉換模塊的信號輸入端，模數轉換模塊的信號輸出端連接處理模塊的信號輸入端，處理模塊的信號輸出端連接顯示模塊的信號輸入端。

所述的信號調理放大模塊包括信號調理器和功率放大器。

所述的電磁波信號采集模塊采用平面等角螺旋射頻天線。

一種利用權利要求1所述的測量裝置進行斷路器不同期時間帶電測量的方法，包括以下步驟：

A:?利用電磁波信號采集模塊采集斷路器因分/合閘而產生開關電弧時激發出的射頻電磁波，并將采集到的信號發送至信號調理放大模塊；

B:?利用信號調理放大模塊對電磁波信號采集模塊采集到的信號進行濾波和放大處理，并將處理過的信號發送至模數轉換模塊進行轉換；

C:?模數轉換模塊將模擬信號轉換為數字信號后發送至處理模塊進行處理；

D:?處理模塊對模數轉換模塊發送的數字信號進行分析處理，通過計算電磁波信號的時間差從而得出斷路器的分/合閘不同期時間，并通過顯示模塊進行顯示。

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

所述的信號調理放大模塊包括信號調理器和功率放大器，信號調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，頻帶內的增益為20dB；對射頻天線所采集到的射頻信號進行包絡檢波的持續時間不低于150μS。

步驟A中，電磁波信號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準斷路器中間相。

處理模塊對射頻天線所采集到的射頻信號進行包絡檢波的持續時間不低于150μS。