CN101672890A

CN101672890A - 便携式断路器合闸电阻测试装置

Info

Publication number: CN101672890A
Application number: CN200910024320A
Authority: CN
Inventors: 盛勇; 冯思萌; 颜永强; 梁红军; 马江泓; 王长安
Original assignee: Xi'an Boyuan Electric Co Ltd; Northwest China Grid Co Ltd
Current assignee: Xi'an Boyuan Electric Co Ltd; Northwest China Grid Co Ltd
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2010-03-17

Abstract

一种便携式断路器合闸电阻测试装置，包括有笔记本电脑7，笔记本电脑7通过网线与基于网络接口的数据采集卡6相连，基于网络接口的数据采集卡6的信号输入端与断路器合闸电阻测量单元5相连，断路器合闸电阻测量单元5上的测试线通过挂杆4分别挂接在A相的断路器1、B相的断路器2、C相的断路器3上，将测试线通过挂杆4挂接到被测断路器17的断口11处，断口16通过地刀或地线接地，并从测量信号输出点10采集信号，运用相关算法将采集的数据分析计算得出合闸电阻值，同时通过信号幅值变化判断电阻触头15和主触头14闭合的时间从而计算出投入时间，具有携带方便，测量简便、高效的特点。

Description

便携式断路器合闸电阻测试装置

技术领域

本发明属于电力设备的测试装置，尤其涉及一种便携式断路器合闸电阻测试装置。

背景技术

在电力系统中，存在着种类繁多、特性各异的操作过电压，断路器操作是大部分操作过电压的起因。在超高压电网中，随着断路器灭弧能力的提高和避雷器的装设，合空线过电压成为主要的操作过电压，特别是长距离的超高压输电线路的空载线路合闸，过电压更加严重。为了限制合空线过电压，在长距离的超高压输电线路中，将断路器装设并联电阻作为限制合空线过电压的主要措施。根据国家的有关规定，高压断路器生产的成品及新安装和检修后的高压断路器在投运前必须进行合闸电阻值及投入时间的测试。通过对合闸电阻的测试，可以发现断路器的内部故障，从而保证设备的安全运行。

断路器的合闸电阻一般放置于断路器内部，因此对其测量有一定难度。对于少数有测量点外引的断路器可以直接用万用表进行测量，但必须利用高空车将测试人员升到高空进行作业，很多断路器需要拆除螺丝才能测量，操作人员经常因感应电太强而很难工作，整个测量工作非常麻烦和危险，而且效率低；对于很多没有测量点引出的断路器，不能直接用普通表计测量该电阻值，只能将断路器解体后取出该电阻来测量，这种测量方式只能在断路器大修时才能完成；还有一些断路器厂家在操作机构上提供慢分慢合装置，利用该装置对断路器进行慢合，使断路器长时间保持在合闸电阻工作状态，这时可以用绝缘杆将导线挂至断路器断口两侧进行引线后用万用表或单臂电桥测量，但测量时间很长。

目前国内只有少数仪器设备能成功地在断路器操作时测量其合闸电阻，而且绝大多数开关测试仪厂家生产的开关测试仪只能测量无并联电阻的断路器的合闸时间，而无法直接测量带并联电阻的断路器的合闸电阻值及投入时间。国外也只有少数断路器生产厂商有相应的测试设备，但价格相当昂贵。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明目的在于提供一种便携式断路器合闸电阻测试装置，能直接测量带并联电阻的断路器合闸电阻值及投入时间，具有携带方便，测量简便、高效的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种便携式断路器合闸电阻测试装置，包括有笔记本电脑7，笔记本电脑7通过网线与基于网络接口的数据采集卡的网络接口6相连，基于网络接口的数据采集卡6的信号输入端与断路器合闸电阻测量单元5的信号输出端相连，断路器合闸电阻测量单元5上的测试线通过挂杆4分别挂接在A相的断路器1、B相的断路器2、C相的断路器3上。

所述的断路器合闸电阻测量单元5由可充电电源8，电阻9、电阻12，放大器19、比较器24组成，其中，电阻9与可充电电源8相连，电阻9串接于断路器17的断口11上，电阻12并接于断路器17的断口11和16两端，测量信号18由测量信号输出点10取出，测量信号输出点10与放大器19的正极相连，放大器19的负极接地，放大器19的信号输出端与比较器24的输入端相连，比较器24由放大器20和放大器22并接构成，比较器24的输出端输出触发信号25，放大器19的输出端还与基于网络接口的数据采集卡6的信号输入端相连。

所述的基于网络接口的数据采集卡6具有单端输入32路，双端输入16路的16位模拟输入通道，100Kbs/s的采样速率；16路I/O。

所述的笔记本电脑7安装便携式断路器合闸电阻测试软件，启动便携式断路器合闸电阻测试软件后，进入测量系统。点击“开始测量”按钮，进入测量等待状态；断路器17接到合闸命令时开始合闸，同时比较器24的输出端输出触发信号25触发基于网络接口的数据采集卡6开始采集，测试软件对采集的数据进行数字滤波完成软件抗干扰处理后，将采集的数据通过以下步骤的分析计算得出合闸电阻值，设U₀为电源电压。当断路器17的电阻触头15闭合，主触头14断开时，测量信号输出点10的电压值U_X为U_X1；当断路器17的主触头14和电阻触头15都闭合时，测量信号输出点10的电压值U_X为U_X2，经计算得出，在断路器17的电阻触头15闭合，主触头14断开时，测量信号输出点10的电压U_X1为

U_{X 1} = U_{0} - \frac{U_{0} - U_{X 2}}{R_{1} + \frac{R_{2} \times R_{X}}{R_{2} + R_{X}}} \times R_{1};

在断路器17处于合闸状态时，即主触头14和电阻触头15都闭合，断口11、16处于短路状态。由以上公式，推导出合闸电阻R_X为

R_{X} = \frac{R_{1} R_{2} (U_{X 1} - U_{X 2})}{R_{1} (U_{X 2} - U_{X 1}) + R_{2} (U_{0} - U_{X 1})} .

当测量信号输出点10测得的电压值U_X发生改变时，说明有触头动作，分别记下触头动作的时间T₁、T₂，因此合闸电阻的投入时间T即为T＝T₂-T₁。

计算完成后将结果显示在操作界面中，点击“保存”按钮，可以保存测量结果；点击“数据查询”按钮可以查询测量结果，同时可以生成报表；测量完毕后，可以点击“退出系统”按钮退出测量系统，也可以继续测量下一组数据。

本发明的有益效果是，1)便携式，方便测量。该装置体积小，便于携带，测量工作可以在地面上完成，无需高空作业，测量工作简便、高效。2)软件操作简单。只需点击按钮即可完成测量、数据查询等操作。3)数据存储空间大。采用计算机硬盘作为存储工具，能保存相当长时间的数据。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的电路原理图。

图3为本明的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参照图1，一种便携式断路器合闸电阻测试装置，从断路器合闸电阻测量单元5引出的测试线通过挂杆4分别挂接在A相的断路器1、B相的断路器2、C相的断路器3上，断路器合闸电阻测量单元5的信号输出端与基于网络接口的数据采集卡6的信号输入端相连，笔记本电脑7与基于网络接口的数据采集卡6通过网线相连。当断路器1、2、3合闸时，经过挂杆4输出信号通过测试线传到断路器合闸电阻测量单元5，同时触发信号触发基于网络接口的数据采集卡6开始采集，最后采集的数据通过网线传至笔记本电脑7中，经便携式断路器合闸电阻测试软件进行数据处理以及相关算法计算得出合闸电阻值及投入时间。

参照图2，断路器合闸电阻测量单元的电路包括电阻9，电阻9与可充电电源8相连，电阻9串接于断路器17的断口11上，在断路器17的断口11和16两端并接电阻12，测量信号18由测量信号输出点10取出。测量信号输出点10与放大器19的正极相连，放大器19的负极接地。比较器24由放大器20和放大器22并接构成，比较器24的输入端与放大器19的输出端相连，比较器24的输出端输出触发信号25。放大器19的输出端与基于网络接口的数据采集卡6相连，笔记本电脑7通过网线与基于网络接口的数据采集卡6连接。

参照图3，便携式断路器合闸电阻测试流程如下：将测试线通过挂杆4挂接到被测断路器17的断口11处，断口16通过地刀或地线接地。启动便携式断路器合闸电阻测试软件后，进入测量系统。点击“开始测量”按钮，进入测量等待状态。断路器17接到合闸命令时开始合闸，同时比较器24的输出端输出触发信号25触发基于网络接口的数据采集卡6开始采集由测量信号输出点10输出的测量信号18，测量信号18通过基于网络接口的数据采集卡6送至笔记本电脑7，便携式断路器合闸电阻测试软件对测量信号18进行数字滤波完成软件抗干扰处理后，运用以下算法将采集的数据分析计算得出合闸电阻值，设U₀为电源电压。当断路器17的电阻触头15闭合，主触头14断开时，测量信号输出点10的电压值U_X为U_X1；当断路器17的主触头14和电阻触头15都闭合时，测量信号输出点10的电压值U_X为U_X2。经计算得出，在断路器17的电阻触头15闭合，主触头14断开时，测量信号输出点10的电压U_X1为

U_{X 1} = U_{0} - \frac{U_{0} - U_{X 2}}{R_{1} + \frac{R_{2} \times R_{X}}{R_{2} + R_{X}}} \times R_{1};

R_{X} = \frac{R_{1} R_{2} (U_{X 1} - U_{X 2})}{R_{1} (U_{X 2} - U_{X 1}) + R_{2} (U_{0} - U_{X 1})} .

最后将结果显示在操作界面中，点击“保存”按钮，可以保存测量结果。点击“数据查询”按钮可以查询测量结果，同时可以生成报表。测量完毕后，可以点击“退出系统”按钮退出测量系统，也可以继续测量下一组数据。

本发明的工作原理是：将测试线通过挂杆4挂接到被测断路器17的断口11处，断口16通过地刀或地线接地，并从测量信号输出点10采集信号，运用相关算法将采集的数据分析计算得出合闸电阻值，同时通过信号幅值变化判断电阻触头15和主触头14闭合的时间从而计算出投入时间。

图中，1为A相断路器，2为B相断路器，3为C相断路器，4为挂杆，5为断路器合闸电阻测量单元，6为基于网络接口的数据采集卡，7为笔记本电脑，8为可充电电源，9为电阻R₁，10为测量信号输出点，11、16为断路器的两个断口，12为电阻R₂，13为断路器合闸电阻R_x，14为主触头K0，15为电阻触头K1，17为断路器，18为输出信号，19为放大器D0，20为放大器D1，21、23为参考电压，22为放大器D2，24为比较器，25为触发信号。

Claims

1、一种便携式断路器合闸电阻测试装置，包括有笔记本电脑(7)，其特征在于，笔记本电脑(7)通过网线与基于网络接口的数据采集卡(6)的网络接口相连，基于网络接口的数据采集卡(6)的信号输入端与断路器合闸电阻测量单元(5)的信号输出端相连，断路器合闸电阻测量单元(5)上的测试线通过挂杆(4)分别挂接在A相的断路器(1)、B相的断路器(2)、C相的断路器(3)上。

2、根据权利要求1所述的一种便携式断路器合闸电阻测试装置，其特征在于，所述的断路器合闸电阻测量单元(5)由可充电电源(8)、电阻(9)、电阻(12)，放大器(19)、比较器(24)组成，其中，电阻(9)与可充电电源(8)相连，电阻(9)串接于断路器(17)的断口(11)上，电阻(12)并接于断路器(17)的断口(11)和断口(16)两端，测量信号(18)由测量信号输出点(10)取出，测量信号输出点(10)与放大器(19)的正极相连，放大器(19)的负极接地，放大器(19)的信号输出端与比较器(24)的输入端相连，比较器(24)由放大器(20)和放大器(22)并接构成，比较器(24)的输出端输出触发信号(25)，放大器(19)的输出端还与基于网络接口的数据采集卡(6)相连，笔记本电脑(7)通过网线与基于网络接口的数据采集卡(6)连接。

3、根据权利要求1所述的一种便携式断路器合闸电阻测试装置，其特征在于，所述的基于网络接口的数据采集卡(6)具有单端输入32路，双端输入16路的16位模拟输入通道，100Kbs/s的采样速率，16路I/O。