一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法与流程

1.本发明涉及断路器技术领域，具体为一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法。


背景技术：

2.高压断路器是电力系统中的关键设备，在电力网络中起着控制和保护的双重作用。其正常运行时既能开断工作电流，又能在规定时间内开断短路电流和过载电流，从而保证电网安全可靠运行。因此，保证高压断路器正常运行对提高电网运行可靠性至关重要。高压断路器开断与关合过程中的引燃电弧均对弧触头产生烧蚀作用，使弧触头受到侵蚀。关合过程中的侵蚀与只有电弧烧蚀的开断侵蚀有所不同，除预击穿电弧烧蚀外，弧后还会产生机械磨损侵蚀。长时间的累积，容易造成故障。弧触头侵蚀一方面会使高压断路器灭弧室压气不足，开断能力下降，另一方面使灭弧室电场恶化，绝缘恢复特性下降，容易出现重击穿现象。严重情况下，接触行程不足，断路器分、合时弧触头不能起到接通燃弧的作用，电寿命缩短。因此，需要一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，包括以下步骤：（1）采集到高压断路器刚合时间；（2）采集到空载接触合闸行程时间；（3）测量关合侵蚀过程中的接触行程时间；（4）最后实现预击穿电弧的燃弧时间的采集。进一步的，所述步骤（1）的具体方法是安装一套电流传感器采集高压断路器分合闸线圈的起始时间，在动静触头两端通上12v的高频导通电压信号，当断路器线圈上电即可触发电流传感器的起始计时，并录制电流曲线，到动静触头刚接触，12v高频电压信号导通产生电流作为计时结束，这个时间为高压断路器刚合时间。进一步的，所述步骤（2）的具体方法是在断路器断口两侧施加直流电压，动弧触头拉杆上安装加速度传感器，测量断路器合闸时的加速度与断口电压，利用加速度数据计算获得速度；空载状态下的接触合闸行程时间是以合闸到位时加速度突变或速度过零为参照点，从合闸过程中弧触头发生金属接触时的断路器断口电压突降为0v到参照点间的时间，与刚合时间结束时间是一致的，不一样的是起点为触头开始运动，加速度传感器产生数据作为起始点。进一步的，所述步骤（3）的具体的方法是在断路器高压侧放置高压探头，接地侧接电流线圈，测量关合侵蚀过程中的试验电压、电流及加速度，由加速度计算速度；关合侵蚀过程中的接触行程时间是包括预击穿燃弧时间的接触行程时间的，它是以合闸到位时加速度突变的峰值或速度过零为参照点，从电流出现作为计时结束点的，从参照点到电流出现作为计时结束点之间的时间记为关合侵蚀过程中的接触行程时间。进一步的，所述步骤（4）的理论高压断路器预击穿电弧烧蚀时间等于关合侵蚀过程中的接触行程时间减去空载合闸接触行程时间。进一步的，所述步骤（4）的高压断路器预击穿电弧烧蚀时间实际值要增加6.3%，最终结果需要t1=
t2（1+6.3%）。与现有技术相比，本发明的有益效果是：该高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法先采集到高压断路器刚合时间，再采集到空载接触合闸行程时间，最后实现预击穿电弧的燃弧时间的采集，测量每次预击穿电弧的燃弧时间，通过改时间进而计算所通过的电荷量，结合质量损失，实现弧触头侵蚀程度的分析，可以实现高压断路器预击穿电弧烧蚀时间的计算。
附图说明
4.图1为本发明方法流程示意图；图2为本发明断路器空载合闸时测量的断口电压、加速度及由加速度计算的速度曲线图。
具体实施方式
5.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，包括以下步骤：（1）采集到高压断路器刚合时间；具体方法是安装一套电流传感器采集高压断路器分合闸线圈的起始时间，在动静触头两端通上12v的高频导通电压信号，当断路器线圈上电即可触发电流传感器的起始计时，并录制电流曲线，到动静触头刚接触，12v高频电压信号导通产生电流作为计时结束，这个时间为高压断路器刚合时间；（2）采集到空载接触合闸行程时间；在断路器断口两侧施加直流电压，动弧触头拉杆上安装加速度传感器，测量断路器合闸时的加速度与断口电压，利用加速度数据计算获得速度；如图2所示，断路器空载合闸时，动弧触头从起始开始运动，速度迅速上升，当速度达到约3.5m/s时，保持约50ms，之后断口电压突降为0v，表示动、静弧触头发生了金属接触，静弧触头插入动弧触头。动弧触头继续向前运动，速度降低，直到动弧触头合闸到位。合闸到位时，动弧触头发生多次反击与过冲，加速度剧烈振荡变化，出现多次峰值，同时，加速度达到峰值时速度为0m/s；空载状态下的接触合闸行程时间是以合闸到位时加速度突变或速度过零为参照点，从合闸过程中弧触头发生金属接触时的断路器断口电压突降为0v到参照点间的时间，与刚合时间结束时间是一致的，不一样的是起点为触头开始运动，加速度传感器产生数据作为起始点；高压断路器刚合时间减去空载状态下的接触行程时间就是高压断路器机械操作装置上电运动到脱扣的时间，这一时间一般用来标定断路器操作机构完好度的；（3）测量关合侵蚀过程中的接触行程时间；具体的方法是在断路器高压侧放置高压探头，接地侧接电流线圈，测量关合侵蚀过程中的试验电压、电流及加速度，由加速度计算速度；关合侵蚀过程中的接触行程时间是包括预击穿燃弧时间的接触行程时间的，它是以合闸到位时加速度突变的峰值或速度过零为参照点，从电流出现作为计时结束点的，从参照点到电流出现作为计时结束点之间的时间记为关合侵蚀过程中的接触行程时间；（4）最后实现预击穿电弧的燃弧时间的采集；理论上高压断路器预击穿电弧烧蚀时间等于关合侵蚀过程中的接触行程时间减去空载合闸接触行程时间，该定义为本发明中的高压断路器预击穿电弧烧蚀时间理论计算值；由于存在预击穿电弧产生的电动斥力会使弧触头运动速度变慢，进而可能影响燃弧时间，所以需要进行修正，预击穿电弧电动力对关合速度
的影响最大约为6.3%，且该数值比例为固定，所以高压断路器预击穿电弧烧蚀时间实际值要增加6.3%，最终结果需要t1=t2（1+6.3%）。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采集到高压断路器刚合时间；（2）采集到空载接触合闸行程时间；（3）测量关合侵蚀过程中的接触行程时间；（4）最后实现预击穿电弧的燃弧时间的采集。2.根据权利要求1所述的一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体方法是安装一套电流传感器采集高压断路器分合闸线圈的起始时间，在动静触头两端通上12v的高频导通电压信号，当断路器线圈上电即可触发电流传感器的起始计时，并录制电流曲线，到动静触头刚接触，12v高频电压信号导通产生电流作为计时结束，这个时间为高压断路器刚合时间。3.根据权利要求1所述的一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体方法是在断路器断口两侧施加直流电压，动弧触头拉杆上安装加速度传感器，测量断路器合闸时的加速度与断口电压，利用加速度数据计算获得速度；空载状态下的接触合闸行程时间是以合闸到位时加速度突变或速度过零为参照点，从合闸过程中弧触头发生金属接触时的断路器断口电压突降为0v到参照点间的时间，与刚合时间结束时间是一致的，不一样的是起点为触头开始运动，加速度传感器产生数据作为起始点。4.根据权利要求1所述的一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体的方法是在断路器高压侧放置高压探头，接地侧接电流线圈，测量关合侵蚀过程中的试验电压、电流及加速度，由加速度计算速度；关合侵蚀过程中的接触行程时间是包括预击穿燃弧时间的接触行程时间的，它是以合闸到位时加速度突变的峰值或速度过零为参照点，从电流出现作为计时结束点的，从参照点到电流出现作为计时结束点之间的时间记为关合侵蚀过程中的接触行程时间。5.根据权利要求1所述的一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，其特征在于，所述步骤（4）的理论高压断路器预击穿电弧烧蚀时间等于关合侵蚀过程中的接触行程时间减去空载合闸接触行程时间。6.根据权利要求1所述的一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，其特征在于，所述步骤（4）的高压断路器预击穿电弧烧蚀时间实际值要增加3%，最终结果需要t1=t2（1+3%）。

技术总结
本发明公开了一种高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法，包括以下步骤：（1）采集到高压断路器刚合时间；（2）采集到空载接触合闸行程时间；（3）测量关合侵蚀过程中的接触行程时间；（4）最后实现预击穿电弧的燃弧时间的采集。该高压断路器预击穿电弧烧蚀时间测量的方法先采集到高压断路器刚合时间，再采集到空载接触合闸行程时间，最后实现预击穿电弧的燃弧时间的采集，测量每次预击穿电弧的燃弧时间，通过改时间进而计算所通过的电荷量，结合质量损失，实现弧触头侵蚀程度的分析，可以实现高压断路器预击穿电弧烧蚀时间的计算。压断路器预击穿电弧烧蚀时间的计算。压断路器预击穿电弧烧蚀时间的计算。


技术研发人员：何位经 李宝锋 罗传胜 李宏士 廖钊 罗宇星 周良学 李瑞麟 黎智能 刘涛 覃智贤 孙子隆
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司南宁供电局
技术研发日：2022.04.09
技术公布日：2022/6/24