[發明專利]一種高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201710177946.9
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106932716A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 范敏;黃海波;毛文奇;袁培;黃福勇;段肖力;吳水鋒;李欣;李婷;由凱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 楊萍

技術領域

本發明屬于高壓斷路器故障檢測領域，特別涉及一種實現高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測裝置及方法。

背景技術

高壓斷路器是保證電網安全穩定運行最為重要的控制和保護設備，其在電網中數量龐大且結構極為復雜。高壓斷路器在長期運行過程中，受到環境因素或元器件本身老化因素的影響，本體、機構會出現各類缺陷，如開斷故障電流過程中產生的電弧可能導致斷路器觸頭燒損、滅弧室SF6氣體絕緣性能下降、斷路器分閘速度偏慢等缺陷，而這些缺陷可能會造成斷路器開斷電流失敗，斷路器滅弧失敗，從而導致嚴重的設備或電網事故，造成的損失遠遠大于斷路器自身價值。同時，因為這些缺陷會引起斷路器分閘(開斷電流)過程中的電弧電流波形異常，所以通過檢測斷路器分閘過程中的電弧電流波形可提前有效發現這些潛伏性缺陷。因此，研究模擬缺陷下斷路器分閘過程中的電弧電流波形對研究斷路器開斷性能和滅弧室狀態、保證斷路器的安全穩定運行有著重要意義。

目前，國內尚未有基于高壓斷路器模擬缺陷下的電弧電流檢測裝置，系統性地開展斷路器模擬缺陷與開斷電流過程中電弧電流信號關聯關系研究。因此，構建高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測裝置、進行基于斷路器分閘過程中電弧電流檢測的高壓斷路器缺陷分析和開斷性能研究是十分必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測裝置及方法，以有效模擬實際高壓斷路器運行過程中高壓斷路器本體、機構容易出現的多種缺陷，并檢測模擬缺陷下斷路器分閘過程中的電弧電流。

本發明的技術方案是：

一種高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測裝置，包括由試品斷路器2、合閘斷路器4、交流電源5、電流測量裝置6串聯而成的試驗回路，以及對試品斷路器2和合閘斷路器4進行控制的斷路器動作控制系統1；所述試品斷路器2中設置有缺陷元器件，用于模擬高壓斷路器缺陷。

所述交流電源5用于提供試驗回路的交流電流，電流測量裝置6用于測試斷路器開斷過程中的電弧電流波形。

所述試驗回路中還串聯有輔助斷路器3，所述輔助斷路器3受控于斷路器動作控制系統1，用于對試品斷路器進行保護，防止開斷失敗爆炸。

所述斷路器動作控制系統1包括延時器與繼電器，所述繼電器用于為各個斷路器的分合閘輔助觸點提供分合閘信號；所述延時器用于控制提供給各個斷路器分合閘信號的時間。

所述延時器的延時時間分辨率為1ms。

所述電流測量裝置6包括示波器和檢測阻抗，檢測阻抗串聯于試驗回路中，兩端電壓信號通過電纜傳輸到示波器中。

所述示波器型號為Agilent DSO81004A。

一種高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測方法，采用上述的裝置進行高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測，步驟為：

首先測試試品斷路器2、輔助斷路器3以及合閘斷路器4的分合閘時間，然后根據測量結果在斷路器動作控制系統1中預設各斷路器的動作時間，以盡量模擬實際斷路器開斷電流(分閘)過程；最后通過斷路器動作控制系統1依據預設的動作時間觸發各個斷路器動作(控制合閘斷路器由分到合投入試驗電流，控制試品斷路器由合到分模擬斷路器分閘過程，控制輔助斷路器由合到分保護試品斷路器)，實現一個完整的分閘過程；通過示波器和檢測阻抗采集高壓斷路器分閘過程中電弧電流信號。

高壓斷路器模擬缺陷都由斷路器本身元器件或材料來實現。通過拆裝、更換帶有缺陷的部件可實現不同類型缺陷的切換；能真實反映高壓斷路器實際運行中出現的多種典型缺陷。

本發明能模擬實際高壓斷路器在長期運行過程中出現滅弧室絕緣缺陷、機構分閘速度偏慢缺陷、弧觸頭燒損缺陷等導致斷路器開斷過程中電弧電流變化，通過研究電弧電流波形變化來反映斷路器滅弧能力，以便研究高壓斷路器缺陷情況對斷路器滅弧能力的影響。本發明高壓斷路器模擬缺陷下電弧電流檢測裝置具體操作可由斷路器控制系統自動完成，具有安全、穩定、可靠的特點。

本發明的有益效果是：

本發明能有效模擬實際高壓斷路器運行過程中高壓斷路器本體、機構容易出現的多種缺陷，并檢測模擬缺陷下高壓斷路器分閘過程中的電弧電流，從而系統性研究高壓斷路器本體、機構缺陷與電弧電流關系。具有以下優點：

(1)高壓斷路器模擬缺陷都由斷路器本身元器件或材料來實現，易于拆卸和更換；通過拆裝、更換帶有缺陷的部件可實現不同類型缺陷的切換；能真實反映高壓斷路器實際運行中出現的多種典型缺陷；