基于大电流法的高压断路器回路电阻位移曲线测试装置的制作方法

本实用新型涉及属于高压断路器状态测试领域，尤其涉及一种基于大电流法的高压断路器回路电阻位移曲线测试装置。

背景技术：

随着经济的飞速发展和人民生活水平的迅速提高，人们对电力设备运行的可靠性提出了更高的要求，在电力系统中担任保护及控制功能的高压断路器是最难保证可靠性的一种设备，其数量众多、检修量大、大修费用高，并且一旦高压断路器发生故障，其造成的损失会远远超出了高压断路器本身的价值，如何在不影响高压断路器正常工作的前提下，尽可能的延长检修周期以获得最佳的经济效益是运行部门关心的重点和难点。

如今对于SF6断路器的检修主要是通过断路器生产厂家推荐的大修年限及相关条件对断路器灭弧室进行解体检修，这种方法不尽合理科学；首先，除开断路器本体因瓷套老化或密封老化等原因造成漏气而必须进行解体检修的缺陷之外，断路器灭弧室触头的寿命由于故障开断电流大小和燃弧时间的差异、操作次数的不同及触头材质特性的不同，其灭弧室触头状况都会存在区别，因此各种断路器应根据其具体运行工况来确定灭弧室的解体检修方案；其次，断路器生产厂家所推荐的故障开断次数检修条件参考的是高压断路器型式试验中开断额定最大短路电流时的取值，这与断路器实际运行情况不符，从大量统计数据中表明，断路器终其一生也极少有开断额定最大短路电流的情况，因此在无法确定断路器实际开断电流大小及触头电磨损的情况下，盲目对断路器灭弧室进行解体，不但会造成巨大的人力、财力浪费和不必要的停电，而且会使原本完好的断路器因检修而出现故障。

高压断路器的回路电阻传统的测量方法是在闭合状态下，施加100A或者200A直流电流在断路器两端，测量两端电压。由于测量电流小，触头接触面电流密度小，测量的静态电阻结果不能准确反映触头的接触状态和由于电弧烧蚀造成的触头缺陷，难以作为检修计划制定的可靠依据。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种基于大电流法的高压断路器回路电阻位移曲线测试装置。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种基于大电流法的高压断路器回路电阻位移曲线测试装置，包括断路器；它还包括：

一低内阻直流电源，断路器的断口两端与该低内阻直流电源的两端通过电流线连接构成电流回路；

一霍尔电流传感器，霍尔电流传感器套在电流线上拾取电流信号；

一位移传感器，该位移传感器安装在断路器的运动机构上随断路器一起运动；

一程控放大电路；所述霍尔电流传感器的信号输出端、位移传感器的信号输出端、及断路器的断口两端分别通过一个信号调理放大电路的调理放大后输入至程控放大电路中；

一总控电路，程控放大电路的信号输出端通过一A/D转换电路的转换后与总控电路连接，所述断路器上的用于控制该断路器进行“合闸-分闸”动作的控制输入端亦与总控电路连接；

一输出电路，与总控电路通信连接。

所述信号调理放大电路包括电压信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、及位移信号调理放大电路；

所述程控放大电路为三个，分别为第一程控放大电路、第二程控放大电路和第三程控放大电路；

所述霍尔电流传感器的信号输出端通过电流信号调理放大电路的调理放大后输入至第一程控放大电路中，

所述断路器的断口两端通过电压信号调理放大电路的调理放大后输入至第二程控放大电路中，

所述位移传感器的信号输出端通过位移信号调理放大电路的调理放大后输入至第三程控放大电路中；

所述第一程控放大电路、第二程控放大电路和第三程控放大电路的输出端均与A/D转换电路连接。

所述低内阻直流电源的开口电压不低于12VDC，电源内阻小于1mΩ。

所述电流线的截面为110—130mm²，长度为11—13m，电阻小于4mΩ。

所述总控电路包括CPU。

所述输出电路包括USB接口。

所述位移传感器为一滑线电阻。

还包括一继电器，所述断路器的控制输入端通过继电器与所述总控电路连接。

本实用新型的有益效果在于：

本电路系统以基于大电流法为基准，可实现对高压断路器回路电阻-位移曲线进行测试分析，即在实施中可测量高压断路器在合、分闸运动过程中的回路电阻随着行程变化的曲线，对触头接触状态进行评估，进而确定是否需要拆解检修，节省大量的人力物力，提高电力系统安全运行水平。

附图说明

图1为本实用新型的电气原理结构示意图；

图2为测量的断路器回路电阻—位移曲线示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：一种基于大电流法的高压断路器回路电阻位移曲线测试装置，参见图1，图2，包括断路器101；它还包括：

一低内阻直流电源100，该低内阻直流电源100的开口电压不低于12VDC，电源内阻小于1mΩ；断路器101的断口两端与该低内阻直流电源100的两端通过电流线115连接构成电流回路，其电流线115的截面为120mm2，长度为12m，电阻小于4mΩ。

一霍尔电流传感器114，霍尔电流传感器为JLK-8，2500A/5V霍尔传感器，霍尔电流传感器114套在电流线115上拾取电流信号；

一位移传感器102，位移传感器102为KTM-300滑线电阻，该位移传感器102安装在断路器101的运动机构上随断路器101一起运动；上述的断路器101的运动机构是指用于带动断路器的动触头一起运动的连杆，该连杆与动触头连接并一起运动(此为现有技术，其具体结构原理可参见相关文献，本实施例在此不再做过多赘述)。

三个程控放大电路；分别为第一程控放大电路108、第二程控放大电路107和第三程控放大电路106；

一总控电路112，所述总控电路112包括CPU，并采用TMS320F2812型号的CPU；

还包括电压信号调理放大电路104、电流信号调理放大电路105、及位移信号调理放大电路103；以上所述的霍尔电流传感器114的信号输出端通过电流信号调理放大电路105的调理放大后输入至第一程控放大电路108中，上述的电流信号调理放大电路105可以采用现有技术中任一电流信号调理放大电路即可，亦可采用附图1中所示的电流信号调理放大电路105；

以上所述的断路器101的断口两端通过电压信号调理放大电路104的调理放大后输入至第二程控放大电路107中，上述的电压信号调理放大电路104可以采用现有技术中任一电压信号调理放大电路即可，亦可采用附图1中所示的电压信号调理放大电路104；

而以上所述的位移传感器102的信号输出端通过位移信号调理放大电路103的调理放大后输入至第三程控放大电路106中；上述的位移信号调理放大电路103可以采用现有技术中任一位移信号调理放大电路即可，亦可采用附图1中所示的位移信号调理放大电路103；

而以上所述的第一程控放大电路108、第二程控放大电路107和第三程控放大电路106的输出端均与A/D转换电路111连接，通过A/D转换电路111的模数转换后输入至总控电路112中；

还一输出电路113，输出电路113包括USB接口，并与总控电路113通信连接。

还包括一继电器109，所述断路器101的控制输入端通过继电器109与所述总控电路112连接。

实施中，继电器109接受CPU指令控制断路器101的分闸、合闸操作，合闸后的电流I＝12V/(4+1)mΩ＝2.4kA；位移传感器102安装在断路器101的运动机构上，随断路器101一起运动，位移信号调理放大电路103接收位移传感器102的位移信号调理放大后，输出到第三程控放大电路106中。

此时，断路器101端口两端的电压输入至电压信号调理放大电路104中将电压信号调理放大后输出到第二程控放大电路107中；而电流信号调理放大电路105接收霍尔传感器114的电流信号，将电流信号调理放大后输出到第一程控放大电路105中。

第一程控放大电路108、第二程控放大电路107和第三程控放大电路106接受CPU的指令，分别对电压信号调理放大电路104、电流信号调理放大电路105、及位移信号调理放大电路103中的信号实时放大，然后输出到A/D转换电路111(模块)中。A/D转换电路111(模块)受CPU控制进行数据采集，CPU采集后的数据通过USB接口对外输出。

通过本电路系统实施中同时可完成断路器的触头位移、触头间电压和回路电流等信号测量，经过对采集后的信号处理和分析后，可得到断路器回路电阻(电压除以电流得到)-断路器位移曲线图，通过回路电阻-行程曲线的历史数据纵向比较和相间数据横向比较，判断断路器触头的烧蚀状态，具体的：

(1)横向比较：一组断路器分A、B、C三相，共三台，型号相同、性能指标相同。将三相的电阻-行程曲线进行比较，一般来讲，三台断路器同时烧蚀，且烧蚀后的曲线相同，概率较低，这种比较可以作为依据之一；

(2)纵向比较：一台断路器，每年都要根据规程要求进行例行试验，形成文本数据及曲线，将一台断路器历年的数据进行比较，这种比较可以作为依据之二。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。