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摘要：开关柜断路器检修时需要进行机械特性试验，但是航空插头与测试仪器接线时间长、不可靠，本文通过研究开关柜断路器航空插头结构及二次回路特点，设计一种机械特性试验转接装置，改进接线方式，缩短了接线时间，提高了试验接线的安全性和可靠性，为今后解决类似问题提供参考。
关键词：开关柜；断路器机械特性；试验问题；改进措施
1导言
高压开关柜内断路器的机械特性包括断路器的时间特性、速度特性及行程特性，这些特性均可通过断路器动触头的行程—时间曲线求得。无论何种操动机构的断路器，在其接受分闸或合闸命令后，完成其指定动作都需要一定的时间，时间过长或过短都会影响断路器性能而最终引发断路器故障。断路器分闸和合闸时间与其速度密切相关，直接影响它的开断和关合性能。如果分闸时间过长，分闸速度自然降低，灭弧性能受到影响，电动力增大而导致开关分断失败；如果分闸时间或合闸时间过短则分闸速度或合闸速度就会变大从而对断路器造成较大冲击，影响其寿命；可见断路器分、合闸速度是一个非常重要的参数，直接影响开断性能和开关寿命。由此可知，通过断路器行程—时间曲线得到的时间参数、速度参数及行程参数对于断路器机械故障诊断及其健康状态评估有着重要的意义。
2机械特性测试的几种方法
1）采用电磁振荡器或转鼓仪。早期的油开关进行特性测试时，用电磁振荡器连接到固定在动触头拉杆上的铅笔上，驱动其以100Hz频率的水平摆动，在开关分合闸过程中，随着拉杆的运动，在固定的带坐标纸板上勾画出行程时间的振荡波。另外，也有用转鼓仪进行测试的，其原理是将转鼓仪设计为转鼓面上每旋转1mm的距离用1ms时间，测量时开关动触头带动记录笔上下运动所画出的合闸或分闸曲线。这两种方法所用的记号笔本质上就相当于一种位移传感器，其特点是简单、方便，但受各种因素影响多，容易造成较大的测量误差。2）利用滑线变阻器配合光线示波器进行特性测试。滑线变阻器由线绕电阻和滑动触头组成，滑动触头固定在动触头拉杆上，线绕电阻两端施加一定电压，通过对与动触头拉杆一起运动的滑线电阻电压的记录，配合示波器得到行程时间的波形曲线和相关行程、速度数据。这种方法的缺点是调整较麻烦，且缺乏对扩展分析机械特性曲线的充分支持。3）采用光栅式位移传感器（光栅尺）作为位移传感器的智能式综合测试手段。随着计算机技术和传感器技术水平的不断进步，断路器机械特性测试设备已逐渐发展为智能化、数字化、图形化的综合性测试工具，而此时传感器也大多采用了光栅尺。光栅尺一般是利用刻在某种载体（如玻璃、晶态陶瓷或钢带等）上的隔栅，作为测量的基准，其工作原理是利用感知光度变化的光电池扫描的方法进行测量。光栅尺抗干扰强，灵敏度很高，但在测试或存放过程中很容易损坏，很多用户逐渐改用直线或角度传感器。4）目前，用直线传感器（滑线变阻器）或角度传感器（转角电位器），配合微电脑式开关特性测试仪进行智能化特性检测已成为最为普及的测试手段，其测试的直观性、准确性、可操作性均远远优于前期阶段的非电气型传感器。目前国内厂家如石家庄汉迪的GKCHD400系列、西安博能的SWT系列等开关特性测试仪均属此种类型。除了上述较为成熟的测试方法之外，一些专业人员还在探索一些新的检测手段，如激光红外测距，超声波场、加速度传感器的检测等以及利用光反射偏移原理进行的非接触式测试方式。
3改进思路
3.1断路器航空插头的结构及二次回路
目前当地应用较多的开关柜断路器型号主要有10-VPR、VD4、VEP、NPV、HVX、3AH2等6种，共占比90%以上。具体比例见表1。
3AH26.5%
表1各型号开关柜断路器的应用
认真对以上6种断路器的航空插头结构及二次回路进行研究，发现VD4、VEP、NPV、HVX、3AH2采用同样结构的航空插头，合闸回路在航空插头通过4、14端子引出，分闸回路通过30、31端子引出。10-VPR型断路器采用另一种航空插头，合闸回路在航空插头通过3、4端子引出，分闸回路通过5、6端子引出。
3.2转接装置设计
根据不同航口插头结构，设计两种不同的接线装置，满足上面分析的两类不同航空插头的接线需求。
3.2.1接头结构设计
开关柜断路器航空插座的结构是插头与插座相配套的，将手车断路器从开关柜中移出后，试验的探针都在插头上。在试验装置的接头设计时，采用与之相配合的插座，直接从插座背面引出接线即可。采用这种方式，避免找相应探针编号的程序，也不需要用线夹夹住相应探针。而插座的结构从之前的统计发现只需采用两种结构即可，多数断路器采用通用结构如图2所示，10-VPR型断路器采用一种专用结构，如图3所示。
3.2.2接线装置二次接线设计
在进行机械特性试验时，需要将分闸、合闸回路接通，设计接线装置时还要考虑二次回路的连接情况。在接线设计时将分闸、合闸回路端子从插座直接引出后，将导线直接焊接至接线孔。测试时只需直接将机械特性测试仪器的加压线直接插至接线装置的接线孔即可，避免了检修人员个人等原因造成探针编号的误读、误接，大幅节约接线时间，提高检修效率。
4 结语
针对目前开关柜断路器机械特性试验时航空插头与试验设备连接不方便的特点，设计一种断路器机械特性试验接线转接装置，改进接线方式，进一步提高了相关试验工作的安全性和可靠性。装置结构紧凑，操作、携带方便，大幅缩短接线时间，并且接线更加安全可靠，设计的装置有着广泛的应用前景。
参考文献：
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论文作者:何鸣阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/21
标签：断路器论文; 接线论文; 特性论文; 插头论文; 机械论文; 回路论文; 时间论文; 《电力设备》2017年第20期论文;