框架式斷路器附件試驗與檢測技術的研究

周藝

天津百利電氣有限公司 天津 300380

斷路器附件是否可靠對斷路器的可靠性具有一定影響，檢測、試驗斷路器附件的參數，這有助于提高產品的可靠性與質量。測量欠壓脫扣器與電動操作機構這兩個關鍵附件的電氣參數，設計檢測裝置。

1 常見附件故障

1.1 電動操作機構

啟動電機時出現故障，或者執行機構故障，機械頂卡引起電動機堵轉運行，到達一定時間時電機停止運行。電機啟動一段時間后額定運行，未能完成儲能過程時執行機構或者電機故障，電動機停止運行。電機啟動一段時間后額定運行，完成儲能過程，但是由于微動開關故障沒有將電源電路切斷，儲能彈簧到達極限，電機堵轉運行到達一定時間后停止運行。

1.2 欠壓脫扣器

欠壓脫扣器的輸入電壓降低至額定電壓的35%-70%時，欠壓脫扣器執行脫扣動作。當環境雜物影響、銜鐵吸合效果不理想、線圈長時間通電等，都會引起線路中的電流增加而引起線圈燒毀、發熱，引起脫扣器線圈失電、控制回路不通而喪失脫扣功能[1]。

2 附件試驗

2.1 電動操作的試驗過程

試驗過程為：試品處于分閘狀態，開始試驗后，給動作信號，開始儲能，等待一段時間后完成儲能，一段時間后給出合閘信號，斷路器合閘，合閘后一段時間給分閘信號，斷路器執行分閘操作[2]。

2.2 欠電壓脫扣器試驗過程

斷路器合閘，電源電壓額定值，調壓器降壓直到電壓低至一定程度，此時斷路器在欠電壓脫扣器的作用下脫扣，完成脫扣后等待一段時間讓電壓降為0，經調壓器升壓，直至電壓恢復正常。

2.3 檢測參數

檢測儲能過程時，對儲能附件電流及其電流持續時間進行檢測，發現儲能時間超過門限值，或者儲能電流超過門限值，則判斷儲能時間超限、儲能電流超限故障范疇；檢測合閘過程時，對合閘附件電流及其電流持續時間進行檢測，當檢測值發現閉合電流、閉合時間超過門限值，則判斷合閘電流超限、合閘時間超限；檢測分閘過程時，對分閘附件電流及其電流持續時間檢測，當超過門限值則判斷為分閘電流超限、分閘時間超限；檢測欠壓脫扣過程時，對欠壓脫扣電壓進行檢測，當脫扣電壓超出相關標準時，判斷試品失效[3]。

3 附件試驗與檢測裝置

采用計算機控制柜與試驗柜組成檢測系統，整體見圖1。

圖1 試驗檢測系統

3.1 硬件設計

3.1.1 主電路

電源包括直流與交流形式，采用電動調壓器進行整流的輸出得到直流，這樣就能為各種規格的試品提供電源，由J1-J4對各試驗過程進行控制，主電路還包括電壓檢測、分閘合閘檢測、儲能電流檢測以及欠壓電流檢測的引出端。

3.1.2 信號采集

采用USB-7648數據采集卡與霍爾傳感器采樣。

3.1.3 控制電路

采用交流繼電器與斷路器的各部件的升壓與降壓一一對應，通過板載PCL-720進行控制。

3.1 .4同步電路

試驗中，要采集儲能、合閘、分閘、欠壓脫扣過程的信號。采用外觸發的啟動方式進行數據采集。采用觸發器實現外觸發。

3.2 軟件設計

3.2.1 模塊化設計

Labview環境下開發軟件，進行模塊化設計，模塊調用關系見圖2。其中的AD控制模塊用于采集試驗電流與電壓，系統為并行采樣，異步讀取。

圖2 模塊調用圖示

3.2.2 試驗模塊

試驗模塊具有控制試驗運行以及記錄試驗結果的功能，具有查詢參數、運行試驗、設置參數以及初始化的功能。實驗模塊主要是對電動操作機構以及欠電壓脫扣器進行試驗。

（1）電動操作機構。程序控制下，對電動操作機構執行儲能操作，儲能過程中對操作機構中的電流進行檢測，從而判斷操作機構是否可以可靠地完成儲能操作，同時對儲能附件電流的持續時間、附件電流進行檢測，判斷其是否超限。完成儲能后，程序控制下進行合閘操作與分閘操作，在這一過程中對斷路器主觸頭電壓進行檢測，從而判斷試品的合閘、分閘操作是否可靠，對閉合附件的電流持續時間以及電流進行檢測，判斷是否超限。當這一過程中發生故障時，程序記錄故障信息，發出故障報警信號。當失效次數過多，達到閾值時，此時判斷試品失效，終止試驗[2]。

（2）欠壓脫扣。試驗時，程序控制下，30s內將電源電壓從額定值降低至0V，對欠壓脫扣器分斷斷路器時的欠壓電壓進行檢測，驗證是否在額定電源30%-70%范圍內釋放以脫扣斷路器。當斷路器欠壓脫扣時，此時斷路器斷開，主觸頭兩端的電壓從0增高，對斷路器觸頭的改變時刻進行判斷，這一時刻的電壓瞬時值就是欠壓脫扣電壓。

4 結語

本文確定了故障分析方法以及試驗方法，對試驗過程的電氣參數進行了明確，設計了檢測裝置以及附件試驗的裝置以及程序。這一系統可實現對各種框架式斷路器附件的電氣參數檢測，其應用價值較高。