一种断路器燃弧时间的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种断路器燃弧时间的测量方法，包括：根据断路器空载试验过程中的断口电压曲线上断口信号的起始变化时刻，确定在断路器空载试验过程中的行程曲线上的刚分点位置，进而得到该刚分点对空载试验过程中的行程曲线总行程的划分比例；根据划分比例，在断路器负载试验过程中的行程曲线上确定刚分点的位置，将确定的刚分点的位置对应的时刻作为电弧起始时刻，并根据电弧起始时刻确定断路器燃弧时间。本发明专利技术利用断路器空载试验时和负载开断试验时所测得的触头刚分点对整个行程曲线总行程的划分比例相同的方法来确定断路器燃弧时间的起始时刻，提高了断路器燃弧时间测量的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器燃弧时间的测量方法
本专利技术属于高压开关研发、试验
，具体涉及一种断路器燃弧时间的测量方法。
技术介绍
高压断路器是电力系统中的重要的保护和控制设备，不仅要保证电力系统正常运行状态下安全、可靠地供电，而且还要保证在多种异常状态下迅速地切除故障，因此检验断路器的短路性能就成为断路器投入使用前最重要的试验。在短路性能试验中，燃弧时间是断路器开断试验过程中检验熄弧能力的重要参数，因此在试验中快速、精确、安全地测量燃弧时间对高压断路器的短路性能试验起着重要作用。在高压断路器的开断试验中，有三个时间参量非常重要，分别是分闸时间、燃弧时间和开断时间。其中，分闸时间是指处于合闸位置的断路器，从分闸操作起始瞬间(即接到分闸指令瞬间)起到触头分离瞬间的时间间隔；燃弧时间是指电弧起始时刻(即触头分离时刻)起到电弧最终熄灭时刻之间的时间间隔；开断时间是指从断路器接到分闸指令起到电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔，一般等于分闸时间和燃弧时间之和。如图1所示，在断路器分闸操作过程中，t1表示分闸脱扣器带电时刻，即分闸操作起始；t2表示触头分离时刻；t3表示电弧最终熄灭时刻；T1表示分闸时间；T2表示燃弧时间；T3表示开断时间；K1表示合闸位置；K2表示触头运动情况；K3表示分闸位置；阴影部分表示有电流流过。目前，高压断路器开断试验的数据采集系统能直观的显示出电弧熄灭时刻即最后半波电流零点，但是无法快速、精确、安全地标记或寻找到电弧起始时刻即触头分离时刻，这是因为在负载情况下，高电压大电流会经断口线直接对地短路，无法在负载情况下测量信号。因此，燃弧时间测量的关键在于确定断路器在开断过程中的电弧起始时刻(即触头分离时刻)。在现有技术中，一般采取三种方法进行燃弧时间的测量：一、依据开断过程中三个时间参量之间的关系，即燃弧时间＝开断时间-分闸时间，通过量取开断时间和空载试验时测得的分闸时间差来求得燃弧时间。这种方法快速、方便，但使用此方法测得的燃弧时间不精确，因为该方法认为空载试验时的分闸时间等于负载条件下的分闸时间，但真实情况是分闸时间随开断电流的变化而变化，想要准确的测量开断试验时的分闸时间并不容易，所以在试验数据要求精确化的今天，空载状态下测得的分闸时间不再适合作为负载试验时的分闸时间使用。二、同机构三相试品试验时在非试验相附加断口信号，来确定触头分离时刻，进而确定燃弧时间。虽然该方法相较于第一种方法，精确度有所提升，但由于三相断路器的分闸同期性存在，精确度还有待提高。并且，此方法适用于三相断路器的单相试验中，不具备通用性。另外，此方法在安全性方面较差，一旦试品出现开断异常或绝缘异常，额外接入的断口线易引发非试验相短路或相间短路。三、通过新型测量设备或装置测量电弧电压来确定燃弧时间。此方法精确度高、安全，但需要投入额外的测量设备测量电弧电压，电弧电压测量需要较大的动态范围和高线性度的传感器，电弧电压在数千伏以内，然而当电弧消失后电压可达数百千伏，对测量设备和测量手段的要求极高，且由于电弧电压不稳定和不规则性，想要通过电弧电压来确定电弧起始时刻进而确定燃弧时间有着极大困难。
技术实现思路
本专利技术提供了一种断路器燃弧时间的测量方法，用以解决现有的燃弧时间测量方法测量精度较低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案包括：本专利技术提供了一种断路器燃弧时间的测量方法，步骤如下：获取断路器空载试验过程中的断口电压曲线和行程曲线；根据断路器空载试验过程中的断口电压曲线上断口信号的起始变化时刻，确定在断路器空载试验过程中的行程曲线上的刚分点位置，进而得到该刚分点对空载试验过程中的行程曲线总行程的划分比例；进行断路器负载试验，获取断路器负载试验过程中的行程曲线；根据所述划分比例，在所述断路器负载试验过程中的行程曲线上确定刚分点的位置，将确定的所述刚分点的位置对应的时刻作为电弧起始时刻，并根据所述电弧起始时刻确定断路器燃弧时间。上述技术方案的有益效果为：在不考虑断路器负载开断试验中的触头烧蚀对触头分离时刻的影响的情况下，认为断路器空载试验时和负载试验时所测得的触头刚分点对整个行程曲线总行程的划分比例相同，利用这一原理，通过在断路器空载试验过程中的行程曲线上的刚分点位置，得到该刚分点对空载试验过程中的行程曲线总行程的划分比例，通过获取断路器负载试验过程中的行程曲线，根据空载试验时所获取的划分比例，即可在断路器负载试验过程中的行程曲线上确定刚分点的位置，该刚分点的位置对应的时刻即为电弧起始时刻，从而可以确定断路器燃弧时间。由于本专利技术利用为断路器空载试验时和负载试验时所测得的触头刚分点对整个行程曲线总行程的划分比例相同，来确定断路器负载试验时的电弧起始时刻，进而确定断路器负载试验过程中的燃弧时间，避免了采用空载试验时的分闸时间时引入的燃弧时间的计算误差，以及由于电弧电压不稳定或试品三相分闸同期性造成的电弧起始时刻干扰，提高了测量的精确度。进一步的，为了准确确定燃弧时间，根据所述电弧起始时刻确定断路器燃弧时间的步骤包括：在进行断路器负载试验时，还获取断路器负载试验过程中的主回路电流曲线；将所述主回路电流曲线上通流结束对应的时刻作为电弧熄灭时刻；将电弧熄灭时刻和电弧起始时刻做差，得到所述断路器燃弧时间。附图说明图1是现有技术的断路器分闸操作过程图；图2是本专利技术的在空载试验条件下断路器的特性曲线；图3是本专利技术的在负载试验条件下断路器的特性曲线；其中：1是空载试验时的分闸控制电流曲线，2是空载试验时的断口电压曲线，3是空载试验时的行程曲线，4是负载试验时的分闸控制电流曲线，5是负载试验时的主回路电压曲线，6是负载试验时的主回路电流曲线，7是负载试验时的行程曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。为了解决在负载条件(高电压、大电流条件)下，断路器开断试验过程中的燃弧时间测量问题，本实施例提供了一种断路器燃弧时间的测量方法，该方法通过空载机械特性试验时找出的触头刚分点，计算其在行程曲线中的位置比例，在断路器负载条件下，通过行程曲线和得到的位置比例确定断路器开断试验中的触头刚分点，进而确定断路器开断试验过程中的燃弧时间。具体的，该断路器燃弧时间的测量方法的步骤如下：(1)对断路器进行空载试验，获取断路器空载试验过程中各特性曲线。其中，在进行断路器负载试验前，先按照空载操作顺序进行空载操作，空载操作的具体步骤属于现有技术，此处不再赘述。在断路器空载操作过程中，利用数字光纤测试系统获取断路器对应的分闸控制电流、断口电压以及触点行程，从而得到在断路器空载试验过程中的分闸控制电流曲线、断口电压曲线和行程曲线，这里将所获取的不同曲线统称为特性曲线。在本实施例中，所获取的断路器空载试验过程中的分闸控制电流曲线、断口电压曲线和行程曲线如图2所示，曲线1表示的分闸控制电流曲线，曲线2表示的是断口电压曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器燃弧时间的测量方法，其特征在于，步骤如下：/n获取断路器空载试验过程中的断口电压曲线和行程曲线；/n根据断路器空载试验过程中的断口电压曲线上断口信号的起始变化时刻，确定在断路器空载试验过程中的行程曲线上的刚分点位置，进而得到该刚分点对空载试验过程中的行程曲线总行程的划分比例；/n进行断路器负载试验，获取断路器负载试验过程中的行程曲线；/n根据所述划分比例，在所述断路器负载试验过程中的行程曲线上确定刚分点的位置，将确定的所述刚分点的位置对应的时刻作为电弧起始时刻，并根据所述电弧起始时刻确定断路器燃弧时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种断路器燃弧时间的测量方法，其特征在于，步骤如下：
获取断路器空载试验过程中的断口电压曲线和行程曲线；
根据断路器空载试验过程中的断口电压曲线上断口信号的起始变化时刻，确定在断路器空载试验过程中的行程曲线上的刚分点位置，进而得到该刚分点对空载试验过程中的行程曲线总行程的划分比例；
进行断路器负载试验，获取断路器负载试验过程中的行程曲线；
根据所述划分比例，在所述断路器负载试验过程中的行程曲线上确定刚分点的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦如，杨葆鑫，邢文奇，张军伟，李阳，韩德保，高杨，张万德，孙蕊，赵新阳，石磊，侯富莹，牛雨欣，
申请(专利权)人：河南省高压电器研究所有限公司，平高集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41