断路器触头烧蚀程度的测量方法
【专利摘要】本发明提出一种断路器触头烧蚀程度的测量方法，包括以下步骤：在断路器由合闸至分闸或分闸至合闸的过程中，根据断路器的动态介质强度特性得到断路器触头的合闸超行程或分闸超行程；根据合闸超行程或分闸超行程判断断路器触头烧蚀程度，其中，合闸超行程或分闸超行程越大，断路器触头烧蚀程度越低。另外，本发明的方法还包括：在相同触头间距下时，根据断路器触头间隙的击穿电压判断断路器触头烧蚀程度，其中，断路器触头间隙的击穿电压越低，断路器触头烧蚀程度越高。本发明的方法能够准确测量断路器触头的烧蚀程度，以便及时发现触头故障隐患，并且适用于多种结构类型的触头，即适用范围广。
【专利说明】断路器触头烧蚀程度的测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电、变电或配电开关装置【技术领域】，特别涉及一种断路器触头烧蚀程度的测量方法。
【背景技术】
[0002]触头是断路器的关键元件，是影响断路器开断能力的主要因素。在断路器动作过程中，触头会被电弧烧蚀，烧蚀严重时可能会造成断路器预击穿、重击穿，甚至会导致断路器动作失败，造成电力事故。针对上述问题，一方面需要提高触头的耐烧蚀能力；另一方面需要准确评估触头的烧蚀情况，及时发现触头的故障隐患。
[0003]断路器的开断能力主要取决于断路器动作过程中触头间隙的介质强度(即触头间隙的击穿电压)，如果动作过程中触头间隙的介质强度始终大于外加电路的恢复电压，则断路器分合闸成功，否则失败。触头经电弧烧蚀后会发生变形，使得灭弧室内的电场畸变，触头间隙的介质强度下降，断路器的开断能力降低。目前有两种方法可以评估触头的烧蚀情况，一种是开断电流加权累计法；第二种是断路器动态电阻测量法。
[0004]开断电流加权累计法利用电磨损量表征触头的烧蚀情况，认为电磨损量Q是开断电流Ib、开断次数η以及燃弧时间t的函数，并根据断路器制造商提供的电寿命曲线估算出电磨损量的计算方法Q= (Ib，n，t)。该方法能够大致估算断路器的触头烧蚀情况，但是不能评估触头的工作性能，尤其是触头烧蚀变形对灭弧室电场分布的影响。
[0005]动态电阻测量法测得断路器的触头长度与接触电阻值，利用上述两项指标评估触头的烧蚀情况。该方法有两方面的不足，一是该方法只适用于配备插拔式触头的断路器，无法评估其他类型的断路器，如配备平板电极的断路器；二是不能评估触头烧蚀变形对灭弧室电场分布的影响，无法及时发现触头间隙击穿电压过低等故障隐患。
[0006]综上所述，现有的触头烧蚀情况评估方法都不能评估触头烧蚀对灭弧室电场分布的影响。此外，开断电流加权累积法精度较低，动态电阻测量法适用的触头类型单一，无法满足多种触头类型的测量。
【发明内容】
[0007]本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0008]为此，本发明的目的在于提出一种断路器触头烧蚀程度的测量方法，该方法能够准确测量断路器触头的烧蚀程度，以便及时发现触头故障隐患，并且适用于多种结构类型的触头，即适用范围广。
[0009]为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种断路器触头烧蚀程度的测量方法，包括以下步骤:在断路器由合闸至分闸或分闸至合闸的过程中，检测断路器触头间隙的击穿电压、断路器动作时间和断路器行程；根据所述路器触头间隙的击穿电压、断路器动作时间和断路器行程对所述断路器分析得到断路器的动态介质强度特性；根据所述断路器的动态介质强度特性得到所述断路器触头的合闸超行程或分闸超行程；根据所述合闸超行程或分闸超行程判断所述断路器触头烧蚀程度，其中，所述合闸超行程或分闸超行程越大，所述断路器触头烧蚀程度越低。
[0010]另外，根据本发明上述实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0011]在一些示例中，还包括:当所述合闸超行程或分闸超行程越小，所述断路器触头烧蚀程度越高。
[0012]在一些示例中，还包括:当所述合闸超行程或分闸超行程小于第一预设值时，判定所述断路器触头故障。
[0013]在一些示例中，所述断路器的动态介质强度特性为所述断路器触头间隙的击穿电压关于所述断路器动作时间的第一函数以及断路器行程关于所述断路器动作时间的第二函数。
[0014]在一些示例中，所述断路器的动态介质强度特性为所述断路器触头间隙的击穿电压关于所述断路器行程的第三函数。
[0015]在一些示例中，还包括:根据所述断路器触头间隙的击穿电压判断所述断路器触头烧蚀程度，其中，所述断路器触头间隙的击穿电压越低，所述断路器触头烧蚀程度越高。
[0016]在一些示例中，还包括:当所述断路器触头间隙的击穿电压越高，所述断路器触头烧蚀程度越低。
[0017]在一些示例中，还包括:当所述断路器触头间隙的击穿电压低于第二预设值时，判定所述断路器触头故障。
[0018]在一些示例中，所述断路器触头为插拔式触头或平板式触头。
[0019]根据本发明实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法，在断路器合-分闸过程中测得断路器的动态介质强度特性，然后利用断路器的动态介质强度特性得到断路器触头的合闸超行程或分闸超行程，并据此判断断路器触头的烧蚀程度，即合闸超行程或分闸超行程越大，断路器触头烧蚀程度越低。另外，本发明的实施例还可在相同触头间距下时，根据断路器触头间隙的击穿电压判断断路器触头烧蚀程度，其中，断路器触头间隙的击穿电压越低，断路器触头烧蚀程度越高。因此，本发明的方法能够准确测量断路器触头的烧蚀程度，以便及时发现触头故障隐患，并且适用于多种结构类型的触头，即适用范围广。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1是根据本发明一个实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法的流程图；
[0023]图2是根据本发明一个实施例的断路器触头间隙动态介质强度特性的示意图；
[0024]图3是根据本发明一个实施例的三个烧蚀程度不同的触头在分闸过程中的动态介质强度特性示意图；
[0025]图4是根据本发明另一个实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法的流程图；
[0026]图5是根据本发明另一个实施例的断路器触头间隙动态介质强度特性的示意图；以及
[0027]图6是根据本发明另一个实施例的三个烧蚀程度不同的触头在分闸过程中的动态介质强度特性示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029]以下结合附图描述根据本发明实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法。
[0030]图1是根据本发明一个实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法的流程图。如图1所示，根据本发明一个实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法，包括以下步骤:
[0031]步骤S101，在断路器由合闸至分闸或分闸至合闸的过程中，检测断路器触头间隙的击穿电压、断路器动作时间和断路器行程。
[0032]步骤S102，根据断路器触头间隙的击穿电压、断路器动作时间和断路器行程对断路器分析得到断路器的动态介质强度特性。在本发明的一个实施例中，断路器的动态介质强度特性为断路器触头间隙的击穿电压(如图2中所示的Ub)关于断路器动作时间(如图2中所示的t)的第一函数以及断路器行程(如图2中所示的I)关于断路器动作时间的第二函数。
[0033]步骤S103，根据断路器的动态介质强度特性得到断路器触头的合闸超行程或分闸超行程。
[0034]步骤S104，根据合闸超行程或分闸超行程判断断路器触头烧蚀程度，其中，合闸超行程或分闸超行程越大，断路器触头烧蚀程度越低。进一步地，当合闸超行程或分闸超行程越小，则断路器触头烧蚀程度越高，即烧蚀的越严重。而在一些示例中，当合闸超行程或分闸超行程小于第一预设值时，则判定断路器触头故障，即触头烧蚀极为严重，必须替换。其中，第一预设值可根据实际需求预先设定。
[0035]作为一个具体示例，如图2所示，当断路器触头烧蚀严重时，触头长度变短，分闸超行程与合闸超行程降低。如图3所示，显示了三个烧蚀程度不同的触头在分闸过程中的动态介质强度特性，且这三个触头的行程特性相同。图3中ti(i = 1,2,3)表示断路器的动态介质强度特性与时间轴的交点，ti对应的触头行程为该触头的分闸超行程1OT_。在图3中可以看到:tl>t2H3，则其对应的分闸超行程因此触头I的烧蚀程度最低，触头2次之，触头3的烧蚀程度最高，即触头3的烧蚀最严重。进一步地，如果当分闸超行程低于一定值(即第一预设值)时，则表示该触头烧蚀极其严重，存在故障隐患，需要替换。
[0036]在本发明的另一个实施例中，如图4所示，还可以包括如下步骤:
[0037]步骤S401，在断路器由合闸至分闸或分闸至合闸的过程中，检测断路器触头间隙的击穿电压和断路器行程。
[0038]步骤S402，根据断路器触头间隙的击穿电压和断路器行程对断路器分析得到断路器的动态介质强度特性。换言之，即在该示例中，断路器的动态介质强度特性为断路器触头间隙的击穿电压关于断路器行程的第三函数。
[0039]步骤S403，根据断路器触头间隙的击穿电压判断断路器触头烧蚀程度。换言之，即当断路器的动态介质强度特性为断路器触头间隙的击穿电压关于断路器行程的第三函数时，则在相同触头间距下，可根据断路器触头间隙的击穿电压判断断路器触头烧蚀程度。具体而言，断路器在相同触头间距下的击穿电压越低，则断路器触头烧蚀程度越高，即烧蚀越严重。进一步地，当断路器在相同触头间距下的击穿电压越高，则断路器触头烧蚀程度越低。在一些示例中，当断路器触头间隙的击穿电压低于第二预设值时，则判定断路器触头故障，即触头严重烧蚀，必须替换。其中，第二预设值可根据实际需求预先设定。
[0040]作为一个具体示例，如图5所示，显示了断路器合-分闸过程中触头间隙介质强度的击穿电压与触头行程(即触头间隙)的第三函数。当触头烧蚀严重时，相同触头间距下触头间隙介质强度的击穿电压会降低。如图6所示，显示了三个烧蚀程度不同的触头在分闸过程中的动态介质强度特性。从图6中可看到:在相同触头间距下，触头I的击穿电压大于〉触头2的击穿电压 > 大于触头3的击穿电压，因此，触头I的烧蚀程度最低，触头2次之，触头3的烧蚀程度最严重。进一步地，如果在某一触头间距下，触头的击穿电压低于一定值(第二预设值)时，则表明该触头烧蚀极其严重，存在故障隐患，需要替换。
[0041]在本发明的一个实施例中，断路器触头例如可以为但不限于插拔式触头或平板式触头。因此，本发明实施例的方法适用于多种触头类型，适用范围广。
[0042]根据本发明实施例的断路器触头烧蚀程度的测量方法，在断路器合-分闸过程中测得断路器的动态介质强度特性，然后利用断路器的动态介质强度特性得到断路器触头的合闸超行程或分闸超行程，并据此判断断路器触头的烧蚀程度，即合闸超行程或分闸超行程越大，断路器触头烧蚀程度越低。另外，本发明的实施例还可在相同触头间距下时，根据断路器触头间隙的击穿电压判断断路器触头烧蚀程度，其中，断路器触头间隙的击穿电压越低，断路器触头烧蚀程度越高。因此，该方法能够准确测量断路器触头的烧蚀程度，以便及时发现触头故障隐患，并且适用于多种结构类型的触头，即适用范围广。
[0043]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0044]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0045]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0047]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0048]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤: 在断路器由合闸至分闸或分闸至合闸的过程中，检测断路器触头间隙的击穿电压、断路器动作时间和断路器行程； 根据所述断路器触头间隙的击穿电压、断路器动作时间和断路器行程对所述断路器分析得到断路器的动态介质强度特性； 根据所述断路器的动态介质强度特性得到所述断路器触头的合闸超行程或分闸超行程; 根据所述合闸超行程或分闸超行程判断所述断路器触头烧蚀程度，其中，所述合闸超行程或分闸超行程越大，所述断路器触头烧蚀程度越低。
2.根据权利要求1所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，还包括: 当所述合闸超行程或分闸超行程越小，所述断路器触头烧蚀程度越高。
3.根据权利要求2所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，还包括: 当所述合闸超行程或分闸超行程小于第一预设值时，判定所述断路器触头故障。
4.根据权利要求1所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，所述断路器的动态介质强度特性为所述断路器触头间隙的击穿电压关于所述断路器动作时间的第一函数以及断路器行程关于所述断路器动作时间的第二函数。
5.根据权利要求1所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，所述断路器的动态介质强度特性为所述断路器触头间隙的击穿电压关于所述断路器行程的第三函数。
6.根据权利要求5所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，还包括: 根据所述断路器触头间隙的击穿电压判断所述断路器触头烧蚀程度，其中，所述断路器触头间隙的击穿电压越低，所述断路器触头烧蚀程度越高。
7.根据权利要求6所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，还包括: 当所述断路器触头间隙的击穿电压越高，所述断路器触头烧蚀程度越低。
8.根据权利要求6所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，还包括: 当所述断路器触头间隙的击穿电压低于第二预设值时，判定所述断路器触头故障。
9.根据权利要求1-8任一项所述的断路器触头烧蚀程度的测量方法，其特征在于，所述断路器触头为插拔式触头或平板式触头。
【文档编号】G01N17/00GK104198928SQ201410331628
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】刘卫东, 高文胜, 程亭婷 申请人:清华大学