CD9820便攜式斷路器帶電特性檢測裝置

1.2 測試目的：

本儀器是于自動(dòng)監(jiān)測診斷斷路器開關(guān)機(jī)構(gòu)狀態(tài)的裝置，既能在線監(jiān)測，又能離線檢測。通過對斷路器分/合閘線圈的控制電流、控制電壓和斷路器電流互感器二次側(cè)電流等波形曲線圖譜的檢測分析，對斷路器操作機(jī)構(gòu)的健康狀況自動(dòng)做出診斷(如：機(jī)構(gòu)卡澀、油脂固化凝結(jié)、分/合閘線圈燒毀、輔助接點(diǎn)失效、蓄電池組不穩(wěn)定)，并能同時(shí)檢測出斷路器觸頭的機(jī)械特性(分、合閘時(shí)間和三相不同期性)。通過對檢測出的曲線圖譜比對分析，對存在隱患趨勢的斷路器自動(dòng)給出預(yù)警，能有效的對斷路器的機(jī)構(gòu)狀況進(jìn)行評估。

1.3 測試方法：

該項(xiàng)監(jiān)測方法是項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，既能在線(帶電)監(jiān)測，又能離線(不帶電)檢測。在設(shè)備狀態(tài)檢測領(lǐng)域是項(xiàng)新方法、新技術(shù)。推廣應(yīng)用該方法，在斷路器機(jī)構(gòu)狀況監(jiān)測及故障診斷技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑿纬梢环N有效檢測手段。

二、在線檢測工作原理

2.1 斷路器分/合閘線圈電流波形分析

斷路器機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括了分、合閘線圈驅(qū)動(dòng)、鐵心運(yùn)動(dòng)、鎖扣觸發(fā)、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)釋放帶動(dòng)主觸頭動(dòng)作等步驟，而這些機(jī)械動(dòng)作的變化都，可由其運(yùn)動(dòng)過程中的力矩變化引起驅(qū)動(dòng)線圈電流變化，通過檢測線圈電流的曲線圖譜，分析斷路器操作機(jī)構(gòu)狀況。

圖1顯示了斷路器機(jī)械裝置動(dòng)作過程與其直流控制回路電流波形圖普間的關(guān)系。a:電流上升，因阻尼作用，鐵芯沒有運(yùn)動(dòng);b:鐵芯開始運(yùn)動(dòng);c:鐵芯觸發(fā)鎖扣;e:儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)開始釋放能量;f:輔助觸頭切斷線圈電流。由此可知斷路器開始運(yùn)動(dòng)到動(dòng)作完畢，整個(gè)機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過程都反映在斷路器直流控制回路的電流波形上，機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)的任務(wù)微小的變化都會(huì)引起直流波形圖譜的改變，通過對斷路器分/合閘線圈電流波形進(jìn)行監(jiān)控，而后采取分類比對的方式(即：同類型斷路器波形是否相近，歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)是否有所變化)，可測試并分析斷路器機(jī)械裝置中潛在故障及其發(fā)展趨勢。

                                              圖 1 斷路器模型圖

2.2 測量過程

斷路器測試接線見圖 2 所示

                                     　圖 2 斷路器測試接線圖

⑴ 在線檢測斷路器分/合閘線圈的控制電流曲線圖譜。

在分閘前，用直流TA傳感器夾在分/合閘線圈的控制回路，當(dāng)斷路器操作機(jī)構(gòu)有分/合閘動(dòng)作時(shí)，便能自動(dòng)撲捉到斷路器分/合閘線圈的控制電流曲線圖譜。通過該曲線圖譜對比分析了解其機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)狀態(tài)。對斷路器操作機(jī)構(gòu)的健康狀況自動(dòng)做出診斷(如：機(jī)構(gòu)斷裂、卡澀、油脂固化凝結(jié)、分/合閘線圈燒毀)。

⑵ 在線檢測斷路器觸頭的機(jī)械特性：

在分閘前，用交流鉗式傳感器(TA)夾在高壓電流互感器(TA)二次側(cè)，只要電流互感器(TA)二次側(cè)的電流不小于10mA，鉗式TA傳感器便可檢測到三相電流信號(hào)。通過分析在線檢測到的三相電流信號(hào)，得出斷路器的分、合閘時(shí)間和三相不同期時(shí)間。

⑶ 在線檢測斷路器的蓄電池組(操作電源)性能。

用電壓探頭測試斷路器動(dòng)作過程中直流電源電壓波形。直流電源一般采用蓄電池，然而蓄電池長期使用必然會(huì)導(dǎo)致老化。盡管蓄電池靜態(tài)輸出電壓沒有發(fā)生改變，但是功率輸出能力卻大為降低。在斷路器整個(gè)動(dòng)作過程中測試的直流電壓波形中，如果出現(xiàn)電壓降低>10%，則應(yīng)更換蓄電池。

2.3 分析比較

◆縱向比較法。斷路器投運(yùn)時(shí)或檢修后，測試斷路器獲取直流控制回路的電流波形圖譜。此時(shí)認(rèn)定斷路器處于良好狀態(tài)，這種圖譜為“健康”圖譜。測試獲取的圖譜和健康圖譜對比。如果斷路器的機(jī)械動(dòng)作裝置沒有發(fā)生變化，則所測試圖譜應(yīng)該與健康圖譜*，否則斷路器可能存在潛在故障。

◆橫向比較法，電力部門一般都有很多同一家生產(chǎn)的同一型號(hào)的斷路器，這些斷路器應(yīng)具有相似的健康圖譜。比對這些斷路器的直流電流圖譜，如發(fā)現(xiàn)某一圖譜明顯和其他圖譜不*，則可知這臺(tái)斷路器機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)已發(fā)生變化。

◆標(biāo)準(zhǔn)圖譜法。研究發(fā)現(xiàn)不同故障類型有其典型的故障圖譜，比對測試所得圖譜和參考故障圖譜就可判斷出故障類型。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)的測試圖譜

                            圖 3 標(biāo)準(zhǔn)的測試圖譜

圖 3 是標(biāo)準(zhǔn)的測試圖譜，含2條曲線：斷路器動(dòng)作過程時(shí)直流控制回路電流和電壓波形圖譜、主觸頭狀態(tài)圖譜。從圖譜可得以下信息：斷路器分/合線圈通電時(shí)間;斷路器直流電源動(dòng)態(tài)電壓降落;斷路器機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)狀態(tài)。圖 3 中可看出電流圖譜分為4段，每一段都代表了斷路器機(jī)械動(dòng)作的一個(gè)過程。分段比較測試圖譜和健康圖譜，任何一段出現(xiàn)差異就表明其動(dòng)作過程出現(xiàn)變化。

三、CD9820便攜式斷路器帶電特性檢測裝置主要功能特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)

3.1 主要特點(diǎn)及功能

⑴ 能同時(shí)檢測并記錄斷路器分/合閘操作過程中，線圈控制回路電流波形圖譜和控制回路電壓波形圖譜，同時(shí)對波形圖譜中各時(shí)間段波形所對應(yīng)的斷路器機(jī)構(gòu)動(dòng)作狀態(tài)做出描述。

⑵ 可自動(dòng)判別并顯示出斷路器動(dòng)作是屬于分閘還是合閘，同時(shí)可以自動(dòng)分析及顯示出緩沖截止時(shí)間、輔助開關(guān)動(dòng)作時(shí)間、峰值電流大小、直流停止時(shí)間、三相分/合閘時(shí)間及三相不同期性。

⑶ 可在斷路器兩極間施加測試信號(hào)，實(shí)現(xiàn)在斷路器檢修狀態(tài)下(離線)測量其分/合閘時(shí)間以及三相不同期性。

⑷ 在斷路器處于正常運(yùn)行狀態(tài)和檢修試驗(yàn)狀態(tài)兩種情況下，均能測量斷路器的機(jī)械特性，包括：三相分、合閘時(shí)間、三相不同期。

⑸ 在斷路器處于運(yùn)行狀態(tài)下測量機(jī)械特性時(shí)，該測試裝置不與斷路器的高壓部分直接接觸。

⑹ 無論在線還是離線狀態(tài)下皆可對斷路器進(jìn)行無次數(shù)限制連續(xù)“分閘”“合閘”測試，并記錄每一次動(dòng)作的波形和數(shù)據(jù)。

⑺ 測試儀具備分析診斷軟件，能根據(jù)實(shí)時(shí)記錄的斷路器控制回路電流和電壓波形圖譜以及機(jī)械特性結(jié)果，自動(dòng)分析診斷出斷路器以下故障缺陷類型：

⑴ 機(jī)構(gòu)斷裂、卡澀

⑵ 油脂固化凝結(jié)

⑶ 分/合閘線圈燒毀

⑷ 機(jī)械特性超標(biāo)

⑸ 輔助接點(diǎn)失效

⑹ 蓄電池組失效

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)

3.2.1 工作環(huán)境條件

1.環(huán)境溫度：-10℃～40℃;

2.環(huán)境濕度：≤80%;

3.海拔高度：≤2000m。

3.2.2 工作電源

1.單相電壓：220(1±10%)V;

2.頻率：50Hz±1Hz;

3.2.3 交、直電流傳感器技術(shù)指標(biāo)

⑴ 測試電流范圍：5 mA 至10 A

⑵ 分辨率：± 1 mA

⑶ 頻率范圍：DC 至100 kHz (- 0.5 dB)

⑷ 溫度系數(shù)：± 0.01 % 讀數(shù)/°C

⑸ 安全標(biāo)準(zhǔn)：300 Vrms, III類, 污穢度 2

3.2.4 交電流傳感器技術(shù)指標(biāo)

⑴ 測試電流范圍：5 mA 至10 A

⑵ 分辨率：± 1 mA

⑶ 頻率范圍：20Hz-80Hz (工頻50Hz)

⑷ 溫度系數(shù)：± 0.01 % 讀數(shù)/°C

⑸ 安全標(biāo)準(zhǔn)：300 Vrms, III類, 污穢度 2

3.2.5 儀器測試精度

1.同步采集通道數(shù)：6

2.采集數(shù)據(jù)精度：16位

3.采集速度：200 k/s/通道

4.采集板高速緩存深度：8 M byte FIFO

5.電壓量程：0V～300V;測試準(zhǔn)確度：0.5級(jí)

6.電流量程：0A～10A;測試準(zhǔn)確度：1.0級(jí)

3.2.6 絕緣性能

1.絕緣電阻：電源輸入端對機(jī)殼的絕緣電阻>20MΩ。

2.測試裝置絕緣水平應(yīng)能耐受1500V交流電壓(有效值)

3.2.7 重量體積

1.重量：8kg

2.體積：460*360*200(mm)