循环录波长度是600ms;高采样率可以定量采集到每一时刻燃弧电 流的大小，有利于电弧能量的准确计算；长时间录波可以准确采集重合闸过程中电流波形。
[0038] 本发明在进行断路器灭弧室电寿命监测方法及其燃弧电流起始时刻判断方法，整 体的流程如图1所示。其中，断路器出厂之前，通过断路器真实断口信号，离线测量到断路 器每一相刚分时刻与传动系统上力值的突变时刻的时刻差：〇aux-A、Oaux-B、Oaux-C，并将 时间差进行存储。通过在线检测断路器传动系统上力的突变时刻和上述时刻差，间接确定 断路器的刚分时刻，从而确定断路器开断过程中的起始燃弧时刻；再结合线路保护电流采 样值，可以确定燃弧电流的持续时间。
[0039] 如图2所示的测试结果可以看出，分合闸的过程中，力的突变时刻和断口跳变时 刻也存在着直接的对应关系。分闸时监测力值-时间曲线，其斜率最大的时刻与断路器刚 分时刻对应。因而通过力传感器监测力值-时间曲线中力值的突变时刻可以有效地判断 出断路器的动静触头刚分时刻。
[0040] 从图波形还可以看出，分闸过程中，在断路器刚分后的一段时间内力传感器输出 的波形不断变化，但随着分闸动作结束，力值稳定在一个范围内，如分闸稳定后监测到力值 约为-200N，因而可通过力值大小，判断出断路器处于合闸状态或者分闸状态。
[0041] 然后采用记及燃弧时间的开断电流加权累计法，分别累计三相触头各自的电磨损 情况，同时根据燃弧时间计算每相每次开断电流的电磨损量。以A相电磨损量计算为例，阐 述计算方法：
[0042] (1) A相单次开断电流电弧能量的计算方法如下：
[0043]
[0044] 其中，h是燃弧电流起始时刻；t2是燃弧电流结束时刻；inA(t)是单相第η次开断 时电流值；其中β是常数，一般取1~2,η为正整数，本优选实例中取2;
[0045] (2)Α相累计开断电流的电弧能量计算公式如下：
[0046]
[0047] 式中，N表示开断总数；
[0048] (3)A相单次开断电流电磨损量：
[0049] ffnA=KnwQnA；
[0050] 其中Knw是单次开断磨损量，其值与灭弧介质、冷却条件、触头运动速度等有关；将 电流大小分为9个等级，对不同的电流等级，Knw的值不同；
[0051] 则A相触头累计电磨损量的计算公式如下：
[0052]
[0053] 通过每相触头开断电流累计电弧能量的报警值QMAX设定，给运行提供检修依据；
[0054] 如果QNA彡QMAX或QNB多QMAX或QNc彡QMAX，则给出报警值；
[0055] 对每相的燃弧电流录波文件和计算结果上传至后台监控系统。
[0056] 本发明实时对断路器传动系统上的力值和三相保护电流进行实时监测与录波，确 定断路器开断过程中的起始燃弧时刻、燃弧持续时间、燃弧电流值，解决了燃弧起始时刻 判定不精确的问题；对燃弧电流实时采样及录波并生成录波文件上传到计算机监控系统， 解决目前通过累计燃弧电流能量，不能有效预测电寿命的问题，同时为电弧能量与电磨损 的比例因子Knw的确定奠定了基础。本发明计算每一相的累计燃弧电流能量，并设定报警 值，方便用户根据该报警值和每次的燃弧电流的历史录波数据，综合分析开关设备电寿命， 同时为电寿命的评估系统的建立，提供数据基础。能够将保护、控制、测量、监测、通信等 功能集成于智能电子装置，并将计算结果及录波数据就地保存的同时，采用通信协议（如 IEC61850协议）上传至计算机监控系统，可方便设备制造厂家和变电站运行人员了解设备 的运行状态。
[0057] 每一相传动系统上力突变时刻与离线测量得到断口改变时刻时间差只与安装于 本断路器上的力值测量传感器和控制装置的硬件电路延迟有关，因而同一台断路器每一相 传动系统上力突变时刻与断口改变时刻的时间差是个固定值。
[0058] 断路器在线运行时，当断路器有动作时通过力值的突变时刻与Oaux-A、Oaux-B和 Oaux-C值，计算断路器的刚分时刻，从而准确确定燃弧起始时刻；计算本次动作3相开断电 流燃弧能量、累计燃弧能量，本次动作的触头磨损量和累计磨损量，并判断累计燃弧能量是 否超过设定的阈值Qmax。
【主权项】
1. 断路器燃弧电流起始时刻判断方法，其特征在于，包括如下步骤， 步骤一，断路器在线运行时，通过各断口灭弧室传动输入端上设置的力传感器采集各 相对应的力值信号； 步骤二，通过对力值信号的分析得到对应相的力值突变时刻； 步骤三，通过离线测量出每一相的刚分时刻，得到对应相的刚分时刻与力值突变时刻 的时间差，将该时间差作为该相的修正因子； 步骤四，断路器在线运行时，根据采集到的在线力值突变时刻减去修正因子，得到断路 器燃弧电流起始时刻。2. 断路器灭弧室电寿命监测方法，其特征在于，包括如下步骤， 步骤1，确定断路器每相燃弧电流起始时刻； 1. 1断路器在线运行时，通过各断口灭弧室传动输入端上设置的力传感器采集各相对 应的力值信号，并分析得到对应相的力值突变时刻； 1. 2通过离线测量出断路器每一相的刚分时刻，得到对应相的刚分时刻与力值突变时 刻的时间差，将该时间差作为该相的修正因子； 1. 3断路器在线运行时，根据采集到的在线力值突变时刻减去修正因子，得到断路器燃 弧电流起始时刻； 步骤2,断路器在线运行时，采集每相的保护电流信号，确定断路器每相燃弧电流的终 止时刻，从而得到每相燃弧电流的持续时间； 步骤3,采用计及燃弧时间的开断电流加权累计法，分别累计三相触头各自的电磨损情 况，同时根据燃弧电流的持续时间计算每相每次开断电流的电磨损量； 步骤4,当判断每相每次开断电流的电磨损量不小于每相触头开断电流累计电弧能量 的报警值时，给出报警信号。3. 根据权利要求2所述的断路器灭弧室电寿命监测方法，其特征在于，步骤3中，计及 燃弧时间的开断电流加权累计法中通过如下公式得到单相单次开断电流电弧能量；其中，h是燃弧电流起始时刻；t2是燃弧电流结束时刻；in(t)是单相第η次开断时电 流值；其中β是常数，一般取1~2, η为正整数。4. 根据权利要求3所述的断路器灭弧室电寿命监测方法，其特征在于，步骤3中，计及 燃弧时间的开断电流加权累计法中通过如下公式得到单相累计开断电流的电弧能量；其中，N表示开断总数。5. 根据权利要求4所述的断路器灭弧室电寿命监测方法，其特征在于，步骤3中，计及 燃弧时间的开断电流加权累计法中通过如下公式得到单相单次开断电流电磨损量； Wn= KnwQn; 其中，Knw是单次开断磨损量。6.根据权利要求5所述的断路器灭弧室电寿命监测方法，其特征在于，步骤3中，计及 燃弧时间的开断电流加权累计法中通过如下公式得到单相触头累计电磨损量；
【专利摘要】本发明提供一种适应性好，操作简单，判断精确的断路器灭弧室电寿命监测方法及其燃弧电流起始时刻判断方法。本发明通过开关设备传动系统带动灭弧室动作时，在灭弧室动静触头分离时刻，传动系统上的力值会发生由大到小的突变，该力值的突变时刻即为灭弧室的刚分时刻；因而通过力值的突变时刻即可反应灭弧室的刚分时刻。但由于智能电子装置需要对采集的力值信号进行放大、处理和分析，存在着一定的硬件和软件延时，因而可通过真实断口信号对智能电子计算的力值突变时刻进行修正，确定硬件、软件延时。利用实时对断路器传动系统上的力值信号和线路电流信号进行实时监测与录波，确定断路器开断过程中的起始燃弧时刻、燃弧持续时间和燃弧电流值。
【IPC分类】G01R31/327
【公开号】CN105425145
【申请号】CN201510815705
【发明人】戴冬云, 骆虎, 殷晓刚, 喻冬梅, 王瑜
【申请人】中国西电集团公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月20日