摘要：本文对弹簧储能式断路器状态监测装置进行研究，设计了一种基于PLC控制模块的检测装置，该装置可用于检测弹簧储能式断路器的各种测试状态，完成断路器机械寿命试验；可为断路器的机械特性相关的试验提供检测信号和检测电源，从而极大提高了产品测试的效率。
关键词：PLC控制模块 断路器 状态监测
1 引言
断路器在进行机械寿命测试的过程中，机械故障如弹簧操作机构合分闸不成功是比较常见的问题；传统上情况下，是以人为预防性维护检修为主，采用传统的这种方法具有以下缺点：检修较为耗时；检修后断路器的可靠性可能因人为因素而降低；不能实时反映断路器的实际运行工况；同时由于没有专用的检测装置，断路器在机械特性试验时如分合闸时间、分合闸速度及分合闸同期性，需将断路器的相关触点连接到检测信号源，因此会在断路器上布有大量的线路，给断路器系统的检测和维护造成很大的困难。
2 状态检测装置的基本构成
该状态检测装置由两部分组成，即断路器的储能式操作机构部分和状态检测与控制部分。
具体为：能够反映断路器储能状态的辅助触点1，反映断路器分合状态的故障检测触点3，用于接收检测信号的合、分闸线圈4和5，其中断路器故障检测触点3和推杆6通过连杆机构连接，断路器辅助触点1能够触发断路器操作机构中的合闸弹簧2，断路器辅助触点1和一个状态检测装置7连接，断路器故障检测触点3和一个故障检测装置8连接，状态检测装置7和故障检测装置8同时连接到断路器状态检测模块9上，断路器状态检测模块9分别通过线缆连接PLC控制模块M1、M2和M3，PLC控制模块M1连接一个继电器K1并能够控制继电器K1开断，PLC控制模块M2连接一个继电器K2并能够控制继电器K2开断，PLC控制模块M3连接一个继电器K3并能够控制继电器K3开断，继电器K1连接一个合闸线圈，继电器K2连接一个分闸线圈，继电器K3连接一个故障报警器，故障报警回路中具有报警蜂鸣器，所说的断路器状态检测模块9连接到PC上，由此可以通过PC下发控制指令。
图1 断路器操作机构的结构示意图
状态检测与控制连接结构如图2所示，L为直流电源母线正极，N为直流电源母线负极，M1～M3为PLC控制模块，PC为远程计算机；断路器状态检测模块通过检测断路器状态检测装置7和故障检测装置8来检测断路器合闸、分闸状态或故障脱扣状态；断路器状态检测模块9与检测装置间以通讯方式传输数据；PLC控制模块M1、PLC控制模块M2和PLC控制模块M3将断路器状态检测模块9的通讯信号转化成电信号，并控制内部常开或常闭触点的转换，继电器K1、继电器K2和继电器K1与PLC控制模块M1、PLC控制模块M2和PLC控制模块M3分别连接，并分别和合闸线圈4、分闸线圈5、蜂鸣报警器串接，驱动断路器机械部分。
图2 状态检测与控制示意图
3状态检测装置的工作原理
状态检测装置的工作原理：如图1、图2所示，该断路器检测装置在断路器储能完成后断路器辅助触点1关断，检测装置检测到该关断信号后，延时开通合闸线圈4；合闸动作后，断路器辅助触点1导通，又触发合闸弹簧2进行储能；同时断路器故障检测触点3检测当前分合闸状态，以确定是否合闸成功：若出现合闸不成功即拒合现象，则该检测装置的断路器状态检测模块9将故障信号传送到PLC控制模块M3并运行故障排除程序和启动报警蜂鸣器；若正常合闸，PLC控制模块M2按PC设定的延时时间触发分闸线圈5，进行操作机构分闸；若正常分闸，则辅助触点1检测断路器是否储能完成，从而进行循环控制。由于该实验是检测机械寿命，只需在PC程序中输入规定的机械寿命试验次数，该检测装置即可实现全自动，无人值守运行试验。
4 结论
（1）该装置可用于检测弹簧储能式断路器的各种测试状态，完成断路器机械寿命试验；可为断路器的机械特性试验提供检测信号和检测电源，极大提供了断路器的调试效率；
（2）在PC程序中输入规定的机械寿命试验次数，该检测装置即可实现全自动，无人值守运行试验操作；
（3）该状态检测装置也可以辅助断路器机械特性试验，如在检测断路器分合闸时间、速度及不同期时，PLC控只需在PC程序中输入规定的机械寿命试验次数，该检测装置即可实现全自动，无人值守运行分闸、弹簧储能以及测试所需的低电压。
参考文献：
[1]杜彦明，顾霓鸿.中国电力系统配电开关设备现状及事故分析[J].高压电器，2001，25（1）：1-10
[2]杨武，丁丹，荣命哲，等.高压开关柜的在线监测和故障诊断[J].电工技术杂志，2001（3）：18-30
[3]常广，王毅.高压断路器机械状态在线监测装置的研究[J].高压电器，2003，（2）：40-45
[4]李兴文.低压断路器研发新技术综述[J].电器与能效管理技术，2015（9）：1-7
[5]陈德桂.直流开断技术的进展与新型直流断路器[J].电器与能效管理技术，2014（21）：1-5.
论文作者:周海东,杜吟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/21
标签：断路器论文; 状态论文; 装置论文; 模块论文; 触点论文; 继电器论文; 机械论文; 《电力设备》2018年第28期论文;