一种高压断路器触头寿命评估装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压断路器触头寿命评估装置，包括数据采集系统，还包括测试电源箱，测试电源箱包括法拉电容，法拉电容一端通过第一导线与断路器的动触头连接，法兰电容另一端通过功率开关与断路器的静触头连接，功率开关的控制端与数据采集系统连接，动触头与绝缘连杆连接,绝缘连杆上设置有磁栅尺，还电流传感器、电压传感器和磁栅尺传感器。本发明专利技术还公开了一种高压断路器触头寿命评估方法，本发明专利技术测量方便；可方便快捷的评估高压断路器触头寿命，方便，快捷。

A Life Assessment Device and Method for Contacts of High Voltage Circuit Breakers

【技术实现步骤摘要】
一种高压断路器触头寿命评估装置及方法
本专利技术涉及电力系统10kV及以上高压断路器测试
，具体涉及一种高压断路器触头寿命评估装置，还涉及一种高压断路器触头寿命评估方法。
技术介绍
在高压输电环节中，高压断路器是极其重要的电气设备，高压断路器的触头烧蚀程度，直接关系到高压断路器运行的安全性，从而关系到整条输电线路的运行可靠性。传统高压断路器触头烧蚀程度的测量，通常使用回路电阻测试仪，在断路器合闸状态下测量断路器主触头的静态接触电阻，当静态接触电阻在的合格范围之内，则认为断路器器触头无明显烧蚀，断路器触头状态良好。经过市场调研可知，每年断路器发生爆炸，均是出现在断路器合闸、或分闸过程中，而不是发生在断路器静态的运行过程中。高压断路器合闸和分闸时，断口的静触头和动触头之间产生电弧，该电弧会导致断路器静触头和动触头表面烧蚀，从而产生较大的动态接触电阻。由于断路器经过多次分闸、合闸，断路器的断口所在的灭弧室内，存在含量较高的有毒氟化物气体,而且粉尘也很多,一旦打开灭弧室检查,这些分解物将很快吸收水分并变成灰色,象水泥一样牢牢粘附在灭弧室的各个部件上。打开灭弧室检测断路器的触头性能，显然不是最佳方法。可见，采用合适的测量方法，进行断路器动态接触电阻的测量，并根据该接触电阻评估高压断路器触头寿命非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种高压断路器触头寿命评估装置，还提供一种高压断路器触头寿命评估方法，本专利技术通过以下技术方案实现：一种高压断路器触头寿命评估装置，包括数据采集系统，还包括测试电源箱，测试电源箱包括法拉电容，法拉电容一端通过第一导线与断路器的动触头连接，法兰电容另一端通过功率开关与断路器的静触头连接，功率开关的控制端与数据采集系统连接，动触头与绝缘连杆连接,绝缘连杆上设置有磁栅尺，还包括用于测量通过静触头和动触头的电流的电流传感器、用于测量静触头和动触头的之间的电压的电压传感器、以及与磁栅尺适配且用于测量绝缘连杆位移的磁栅尺传感器，电流传感器、电压传感器和磁栅尺传感器分别与数据采集系统连接。一种高压断路器触头寿命评估方法，包括以下步骤：步骤1、在断路器分闸过程中，对通过静触头和动触头的电流进行监测获得电流信号；步骤2、在断路器分闸过程中，对静触头和动触头的之间的电压进行监测获得电压信号；采集电流信号和电压信号对应的时间和动触头行程；步骤3、根据电流信号和电压信号计算触头接触电阻，步骤4、根据触头接触电阻以及对应的动触头行程，获得触头接触电阻与动触头行程关系曲线，根据触头接触电阻以及对应的时间，获得触头接触电阻与时间关系曲线；步骤5、根据触头接触电阻与动触头行程关系曲线获得动触头行程s1和动触头行程s2，动触头行程s1为断路器的静触头和动触头分离位移点，动触头行程s2为断路器的触指和弧触头分离位移点，根据触头接触电阻与时间关系曲线获得时间t1和时间t2，时间t1为断路器的静触头和动触头分离时间，时间t2为断路器的触指和弧触头分离时间，步骤6、对触头接触电阻与动触头行程关系曲线上对应于动触头行程s1到动触头行程s2之间的曲线进行积分；对触头接触电阻与时间关系曲线上对应于时间t1和时间t2之间的曲线进行积分。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：1、测量方便；2、通过触头接触电阻与时间，以及触头接触电阻与动触头行程的关系，通过积分的方式评估高压断路器触头寿命，方便，快捷。避免了对断路器灭弧室盲目解体而造成的不必要的停电，减少了人力、财力的浪费，提高了高压输电的可靠性。附图说明图1为本专利技术的测试原理框图；图2为触头接触电阻与动触头行程关系曲线；图3为触头接触电阻与时间关系曲线。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种高压断路器触头寿命评估装置，包括数据采集系统，其特征在于，还包括测试电源箱，测试电源箱包括法拉电容，法拉电容一端通过第一导线与断路器的动触头连接，法兰电容另一端通过功率开关与断路器的静触头连接，功率开关的控制端与数据采集系统连接，动触头与绝缘连杆连接,绝缘连杆上设置有磁栅尺，还包括用于测量通过静触头和动触头的电流的电流传感器、用于测量静触头和动触头的之间的电压的电压传感器、以及与磁栅尺适配且用于测量绝缘连杆位移的磁栅尺传感器，电流传感器、电压传感器和磁栅尺传感器分别与数据采集系统连接。图1中，断路器的触指G固定在断路器的静触头F前端，断路器的弧触头H固定断路器的动触头I前端的。运动方向L表示断路器分闸方向，运动方向M表示合闸方向。在断路器合闸过程中，动触头I在断路器操作机构的带动下向合闸方向(运动方向M)运动，静触头F插入中空的弧触头H中，并不与弧触头H接触，而触指G先于弧触头H接触，然后静触头F与动触头I接触，完成合闸过程。分闸时，操作机构带动动触头I向分闸方向(运动方向L)运动，动触头I与静触头F分离后，触指G与弧触头H接触，然后分离，完成分闸过程。磁栅尺A固定在绝缘连杆J上，而绝缘连杆J固定在断路器的动触头I上，在断路器合闸、分闸的过程中，磁栅尺A与动触头I同步运行，数据采集系统实时读取磁栅尺传感器B所采集的断路器的动触头行程和时间。测试电源箱包括大容量法拉电容C和功率开关D。功率开关D在数据采集系统的控制下开启、或关闭，大容量法拉电容C通过功率开关D加载在断路器静触头F和动触头I上。电流传感器E测量通过静触头F和动触头I的电流，数据采集系统接收电流传感器E采集到的电流信号，还通过电压传感器采集静触头F和动触头I之间的电压信号，在断路器合闸、分闸的过程中，数据采集系统实时读取电流传感器E采集到的电流信号，以及电压传感器传输过来的电压信号。本专利技术是在断路器分闸过程中进行的，为了更方便地阐明本专利技术专利，现对某一型号断路器进行测试，首先进行对一台刚出厂的断口进行测试，然后对已运行五年的断口进行测试，通过对比的方法，本专利技术的内容。一种高压断路器触头寿命评估方法，包括以下步骤：根据断路器分闸过程中，数据采集系统采集到的电流信号、电压信号、动触头行程，设定电流信号关于动触头行程的变化函数为I(s)，设定电压信号关于动触头行程的变化函数为U(s)，s为动触头行程，绘制触头接触电阻与动触头行程关系曲线，触头接触电阻与动触头行程关系曲线的横坐标对应的是动触头行程s，纵坐标为动触头行程s对应的触头接触电阻R(s)，R(s)＝U(s)/I(s)，如图2所示。曲线V是刚出厂的断路器的触头接触电阻与动触头行程关系曲线，曲线U是已运行五年的断路器的触头接触电阻与动触头行程关系曲线。动触头行程s1为断路器的静触头F和动触头I分离位移点，动触头行程s2为断路器的触指G和弧触头H分离位移点。设定刚出厂的断路器的动触头I和已经运行五年的断路器的动触头I的驱动速度、初始位置和驱动行程均相同，设定刚出厂的断路器的静触头F和已经运行五年的断路器的静触头F的初始位置均相同。刚出厂的断路器的动触头行程s1与已运行五年的断路器的动触头行程s1相同，且刚出厂的断路器的动触头行程s2与已运行五年的断路器的动触头行程s2相同。经过分析动触头行程s1的位移是10mm，动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压断路器触头寿命评估装置，包括数据采集系统，其特征在于，还包括测试电源箱，测试电源箱包括法拉电容，法拉电容一端通过第一导线与断路器的动触头连接，法兰电容另一端通过功率开关与断路器的静触头连接，功率开关的控制端与数据采集系统连接，动触头与绝缘连杆连接,绝缘连杆上设置有磁栅尺，还包括用于测量通过静触头和动触头的电流的电流传感器、用于测量静触头和动触头的之间的电压的电压传感器、以及与磁栅尺适配且用于测量绝缘连杆位移的磁栅尺传感器，电流传感器、电压传感器和磁栅尺传感器分别与数据采集系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压断路器触头寿命评估装置，包括数据采集系统，其特征在于，还包括测试电源箱，测试电源箱包括法拉电容，法拉电容一端通过第一导线与断路器的动触头连接，法兰电容另一端通过功率开关与断路器的静触头连接，功率开关的控制端与数据采集系统连接，动触头与绝缘连杆连接,绝缘连杆上设置有磁栅尺，还包括用于测量通过静触头和动触头的电流的电流传感器、用于测量静触头和动触头的之间的电压的电压传感器、以及与磁栅尺适配且用于测量绝缘连杆位移的磁栅尺传感器，电流传感器、电压传感器和磁栅尺传感器分别与数据采集系统连接。2.一种高压断路器触头寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在断路器分闸过程中，对通过静触头和动触头的电流进行监测获得电流信号；步骤2、在断路器分闸过程中，对静触头和动触头的之间的电压进行监测获得电压信号；采集电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思齐，
申请(专利权)人：武汉大洋义天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42