CD9820便攜式斷路器帶電特性檢測裝置

1.2 測試目的：

本儀器是于自動監(jiān)測診斷斷路器開關(guān)機構(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，對斷路器操作機構(gòu)的健康狀況自動做出診斷(如：機構(gòu)卡澀、油脂固化凝結(jié)、分/合閘線圈燒毀、輔助接點失效、蓄電池組不穩(wěn)定)，并能同時檢測出斷路器觸頭的機械特性(分、合閘時間和三相不同期性)。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給出預(yù)警，能有效的對斷路器的機構(gòu)狀況進行評估。

1.3 測試方法：

該項監(jiān)測方法是項技術(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)域是項新方法、新技術(shù)。推廣應(yīng)用該方法，在斷路器機構(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

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

圖1顯示了斷路器機械裝置動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，鐵芯沒有運動;b:鐵芯開始運動;c:鐵芯觸發(fā)鎖扣;e:儲能機構(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動到動作完畢，整個機械動作機構(gòu)的動作過程都反映在斷路器直流控制回路的電流波形上，機械動作機構(gòu)的任務(wù)微小的變化都會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)斷路器操作機構(gòu)有分/合閘動作時，便能自動撲捉到斷路器分/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械動作機構(gòu)狀態(tài)。對斷路器操作機構(gòu)的健康狀況自動做出診斷(如：機構(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。通過分析在線檢測到的三相電流信號，得出斷路器的分、合閘時間和三相不同期時間。

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。在斷路器整個動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。斷路器投運時或檢修后，測試斷路器獲取直流控制回路的電流波形圖譜。此時認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。如果斷路器的機械動作裝置沒有發(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*，則可知這臺斷路器機械動作機構(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：斷路器動作過程時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/合線圈通電時間;斷路器直流電源動態(tài)電壓降落;斷路器機械動作機構(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械動作的一個過程。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及技術(shù)指標(biāo)

3.1 主要特點及功能

⑴ 能同時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，同時對波形圖譜中各時間段波形所對應(yīng)的斷路器機構(gòu)動作狀態(tài)做出描述。

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

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

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

⑸ 在斷路器處于運行狀態(tài)下測量機械特性時，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)下皆可對斷路器進行無次數(shù)限制連續(xù)“分閘”“合閘”測試，并記錄每一次動作的波形和數(shù)據(jù)。

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

⑴ 機構(gòu)斷裂、卡澀

⑵ 油脂固化凝結(jié)

⑶ 分/合閘線圈燒毀

⑷ 機械特性超標(biāo)

⑸ 輔助接點失效

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

6.電流量程：0A～10A;測試準(zhǔn)確度：1.0級

3.2.6 絕緣性能

1.絕緣電阻：電源輸入端對機殼的絕緣電阻>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)