关键词：高压断路器；机械特性检测；检测装置
引言
与高压断路器的灭弧、绝缘故障相比，机械故障带来的影响更加大，高压断路器在出厂检修和检修试验中都将机械特性参数作为检验的重点。本文基于断路器的机械特性，研发出一种高压断路器检测装置，通过对检测装置的硬件分析和软件分析，使系统上位机与下位机的功能得到优化和完善，在系统采样工序中，不断完善采样流程，确保得到的数据信息真实准确。
1高压断路器的原理
断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况(如自动重合到故障线路上时)下可靠地接通短路电流。高压断路器是电力系统稳定运行的重要控制设备，是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。在具体应用的过程中其担负着稳定电流和及时发现和解决电力系统故障的职能作用，它不仅可以切断与闭合高压电路中空载电流与负荷电流，而且当系统在发生故障时可以通过继电器的保护装置。
2断路器机械特性参数
2.1油断路器的机械特性参数
1)固有的分闸时间。指的是在连通分合闸开始，到触头刚分离或接触时的一段时间。对断路器分合闸的时间分别测量，其主要是在安装检查和大型维修之后，其各个动作机构是否得到有效调整，操作过程中是否存在卡涩问题，分合闸的时间是否与厂商要求相符合。
2)油断路器触头分合闸时的同期性。指的是分合闸时三相在各个时间段的接触程度，及多断口断路器同相时各个断口的不同期状况，这些不同期的程度应当尽可能的小，通常不能超出厂商所要求的技术标准。非同期的接入或者断开，极有可能产生威胁绝缘的过电压。
2.2断路器的试验项目
少油、真空及SF三种断路器所进行的试验项目为:①耐压前后的绝缘电阻。②大于等于40．5kV的少油断路器所产生的泄露电流，SF断路器不需要开展该试验。③整体、相间及断口的交流耐压试验。④断路器分合闸的时间、速度及同期性。⑤导电回路电阻。
3高压断路器机械特性带电检测装置的硬件设计
3.1硬件设计概述
在该高压断路器带电检测装置中，控制组件被设置在装置的不同区域，检测组件内包含角位移传感器、轴向位移传感器、电流传感器。为了尽可能缩小传感器各方因素引起的数据误差，本研究在角位移传感器内安装了两组传感器，且这两组传感器相互对称设置，分别设置于主轴两个相对位置上，即x轴方向上与主轴相对的y轴正负方位或z轴正负方位。此外，在传感器组内还安装了角位移传感器，两个传感器的相位角保持90°的差距。
3.2模块设计分析
在高压断路器带电检测装置的具体硬件设计与应用中，主要包含以下模块：①分合闸线圈电流采集模块。高压断路器分合闸线圈电流中信息量较大，通过采集并记录电流信号能够得到电流与时间的变化曲线，从中掌握带电检测装置的电流信号变化状态和运行特点，并计算出分合闸线圈的通电时间和运动时间，从中掌握装置运行情况。通过对电流采集模块的应用，可以从中了解铁心运动机构是否存在故障，比如卡滞或机械负载等。可以使用霍尔电流传感器检测装置上的电流信号，信号经过传感器变小，在电阻的作用下电流信号被转化成电压信号。②行程位移信号采集模块。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高压断路器在动触头的作用下，通过位移达到分合闸目的，再采集动触头的位移信号来记录时间去想，提取高压断路器的分合闸时间、行程等机械特性参数。③断口状态输入模块。该高压断路器机械特性带电检测装置在某种采样频率下可以对触点进行信号采样，记录端口跳变时刻，了解分合闸时间是否存在同期性特点。为了确保信号的准确采集，保证高压断路器不受电压干扰，在信号与输入引脚间使用光电耦合器，实现此处的光电隔离。
4常见故障与问题分析
4.1?误分闸事故
在电气设备的其他方面，高电流和电压互感器的故障，由保护设置的误动，系统直流的两点接地等方面引起的。液压机械异常会造成机械方面的故障。当相关操作人员有错误操作时，或保护盘受外力影响导致手动跳闸时，应及时进行故障检修操作。
4.2检修人员的专业水平问题
为了维持线路的稳定，有必要定期对线路进行维护检修。但是，从现阶段从事高压断路器维护的人员的角度来看，他们自己的总体维护水平不高。但是，由于电力设备和技术的快速升级，如果对理论知识和专业技术能力的培训不及时，将会导致实际能力相对落后。对于某些故障的发生，没有合理的解决方案，导致故障修复工作失败。
5高压断路器机械特性带电检测装置的软件设计
5.1高压断路器带电检测装置的PC机软件设计
以LabVIEW作为上位机的软件开发与设计环境，立足于虚拟仪器的设计实现，采用图形化语言完成系统的编程。在虚拟仪器编程技术的应用下，系统界面更加生动形象，PC机软件系统中包含通讯、测控、数据管理以及结果显示模块，各模块带有不同的功能。通讯模块能够完成串行通信协议，接受来自装置下位机的数据，并解码分析数据；测控模块能够对装置分合闸等操作触发信号命令；数据管理模块中包含对数据的存储、回放和打印，其中数据回访能够将历史波形数据再次展现；结果显示谋爱中包含波形、触点和装置检测结果的数据显示，以便人们了解高压断路器的当前运行状态。
5.2高压断路器带电检测装置的下位机软件设计
分析高压断路器带电检测装置的数据采样步骤，大致如下：初始化各组件内的模数转换器、通信单元以及数据时钟，包括定时器。按固定频次采集线圈电流，较优的是，按照5000Hz的频率定是采集线圈实时电流数据。由固定周期内的线圈实时电流数据形成实时特征数据库并将其与正常特征数据库和故障特征数据库进行分别比较。根据特征数据库的比较结果判断实时线圈电流是否超过断路器的线圈电流限值。当实时线圈电流未超过线圈电流限值则返回初始步骤，当线圈电流超过线圈电流限制，则持续检测组件判断断路器的软压板是否投入。当软压板投入则周期性得启动线圈电流和断路器主轴动作数据的记录和存储。
结束语
在电力系统中，高压断路器是最核心的控制及保护设备。在其正常运作的过程中，主要用来连通高压电路及断开负载，在产生事故的状况下可以将故障电流加以断开，必要时应当重合闸。它的工作状态，对电力系统的安全运行有着直接的影响。断路器操作方面的故障是造成其失灵的关键原因之一。
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论文作者:贾英锋,杨光 高炳灿
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 18期
论文发表时间:2020/1/16
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