高壓斷路器在線檢測系統的研究

李睿+楊嘉丞+雷雨虹

【摘要】 在電力系統當中，高壓斷路器對其能否安全運行起到了至關重要的影響作用，通過在線實時檢測高壓斷路器的狀態能夠有效幫助電力系統提升安全性和可靠性。通過建立健全高壓斷路器在線檢測系統，預防其出現安全故障對于電力行業有著極為重要的現實意義。為此，本文將通過從簡單介紹高壓斷路器以及高壓斷路器在線檢測系統的組成部分與具體內容作為出發點，進而針對高壓斷路器在線檢測系統的相關方面進行簡要分析研究。

【關鍵詞】 高壓斷路器 在線檢測 系統

當前在我國的電力系統當中高壓斷路器已經成為高壓線路以及相關設備進行帶電操作的開關，并且得到了廣泛的使用。而隨著我國社會經濟的不斷發展，人們對電力供電的安全、質量以及經濟性等方面均提出了更高的要求，因此需要工作人員準確掌握高壓斷路器的實際運行狀態。本文將在此背景之下，著重圍繞高壓斷路器在線檢測系統進行簡要分析研究。

一、高壓斷路器及在線檢測系統的簡要概述

1、高壓斷路器。所謂的高壓斷路器指的就是在高壓環境即3kV以上電力系統當中使用的斷路器，高壓斷路器在電力系統當中同時發揮著故障保護與系統控制兩大關鍵作用。當電力設備或是線路發生故障的情況下，高壓斷路器負責迅速從電網當中切除故障部分，從而確保其余部分能夠正常運行[1]。

2、組成部分。高壓斷路器檢測系統主要由數據采集、存儲、分析以及中央管理四個單元組合而成。數據采集、數據存儲和數據分析單元將分別負責采集在分段過程中斷路器電壓量、時間與電流等數據，中央管理單元則主要負責對前三個單元進行總體管理和指揮控制，確保高壓斷路器在線檢測系統能夠正常運行。

3、檢測內容。高壓斷路器在線檢測系統主要負責統計斷路器操動次數、電流開斷次數、電壓、合閘彈簧的具體狀態、氣壓或者是液壓的啟動次數等等。

二、高壓斷路器在線檢測系統的具體分析

1、振動檢測。在高壓斷路器在線檢測系統當中對于振動的檢測，主要是通過使用壓電式加速傳感器負責實時檢測斷路器在其具體的動作過程中的機械振動，在連桿上牢牢固定住永久磁鐵，從而有效獲取具有高分辨率的振動信號。除此之外，在振動檢測的過程當中還可以選擇使用光學振動傳感器的方式。

2、位移檢測。在位移檢測當中主要是負責實時檢測高壓斷路器的觸頭，而在此過程當中主要是使用差動變壓器法。分合操作斷路器時，通過主軸連桿的運動將會帶動位移傳感器的金屬連桿相對其軸式感應變壓器的運動，使得位移能夠通過位移轉換器輸出為可同步變換的電壓。

3、電流、電壓檢測。檢測高壓斷路器的電流與電壓主要指的是檢測分合閘電磁線圈與閘前后的電壓和電流。在前者的檢測當中，鑒于電流屬于直流電流量因此可以使用在高壓斷路器鐵芯開口位置處安裝霍爾電流傳感器的方式，隔離開二次回路和高壓斷路器在線檢測系統。目前絕大多數閘前后電流、電壓以及開斷電流為交流高壓大電流，因此在檢測過程中主要使用光纖電壓和電流互感器，用于代替傳統的電磁式電壓、電流互感器，以有效解決設備體積過于龐大并且缺乏較高的精確度和動態性等種種缺點。

4、A/D轉換器。在當前高壓斷路器在線檢測系統當中使用的A/D轉換芯片，大多數為14位逐次比較型的A/D轉換芯片，這主要是由于該類芯片具有速度快、通道多等重要優勢。轉換器內部設有±2.5V的參考電源和四個能夠同步進行采樣或保持的放大器，從而能夠同時對四個通道進行模擬信號采樣并確保輸入信號之間保持對應相位信息。

5、DSP芯片。在選擇DSP芯片方面主要使用16位定點數字信號處理器，該處理器經過改進優化，呈現出哈佛結構并且能夠完成四級流水線操作，同時具有六條總線，在存儲器、專用硬件乘法器與指令集等共同作用下，使得系統處理數據的能力得到顯著提升。

6、通訊接口。當前運用在高壓斷路器在線檢測系統當中的通訊接口一般為雙向的、平衡傳輸標準的接口，該種通訊接口能夠為多點連接提供支持，事實證明其能夠輕松完成32個節點的網絡連接創建任務；與此同時，該種通訊接口具有高效的傳輸速率、布線方面簡單并具有絕佳的抗干擾性，比較適用于遠距離傳輸。

三、結束語

總而言之，高壓斷路器的運行狀態對整個電力系統的安全性和可靠性有著重要而深遠的影響，因此通過利用高壓斷路器在線檢測系統，實時檢測高壓斷路器的運行狀態，能夠有效實現從傳統的計劃維修向狀態維修的過渡。

參 考 文 獻

[1]許大宇，李祖明，李先允，毛曉樺. 高壓斷路器狀態在線監測系統研究[J]. 南京工程學院學報（自然科學版），2016，03：35-39.