新型高壓斷路器智能檢測技術研討

車江嶸，陸 竑，陳 剛，周 剛，戚中譯

（國網浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000）

傳統高壓斷路器試驗檢測受接線方式、檢測模式的制約，需要人工多次接線，反復檢測，整個過程環節多、耗費時間長、數據準確率不高，且存在一定的安全隱患。本文從優化接線方式、創新試驗模式等方面入手，突破性的發明了高壓斷路器智能檢測技術，徹底改變了傳統檢測模式，使試驗變得高效、安全、準確。同時，使用智能檢測技術，將檢測步驟由原先的17個減少為3個，檢測時間由原先的65 min縮短至7 min，一次試驗正確率由原先的88%提升到99.8%.

1 背景

斷路器特性試驗通過試驗線、夾子與斷路器航空插頭的插針相連控制開關，費時費力，效率不高。而且夾子夾在插針上易掉落，發生短路、觸電等事故，極不安全。另外，由于特性儀只能向斷路器輸出分/合閘控制信號，因此，試驗中斷路器的彈簧儲能和電氣解鎖需要特別處理，這也為工作的順利進行埋下一些安全隱患。

具體來說，目前斷路器試驗中主要存在以下幾個方面的問題。

1.1 試驗線連接繁雜

當開關正常運行時，輸入它的信號有分/合控制信號、彈簧儲能電源、電氣解鎖電源等。這些信號既有交流信號，也有直流信號，共四路八線，它們通過航空插頭輸入開關，雜而不亂。但是，在做開關特性試驗時，主要存在2個問題：①開關特性測試儀只能輸出分/合閘控制信號；②輸出的控制信號也只是通過試驗線和夾子與航空插頭的插針一一相連進而控制開關。試驗線連接是一項繁雜且需要工作人員極為細心的工作，費時費力，如果出現連接錯誤的情況，會威脅人們的生命安全，損傷設備。

1.2 開關彈簧儲能需手動操作或單獨提供電源

在試驗過程中，開關合閘之前需要完成彈簧儲能，而試驗時開關失去了儲能電源，無法完成電動儲能。要想解決這個問題，最有效的方法就是人工手動儲能或者為開關提供單獨的儲能電源。但是，手動儲能費時費力，另外有些開關在檢修狀態下無法實現手動儲能，此時必須電動儲能。通常情況下，電動儲能的做法是，電源線一端夾住航空插頭插針，另一端接入電源。顯然，這種做法會威脅操作人員的人身安全，帶來觸電的危險。

1.3 試驗線夾子不可靠

目前，在開關特性試驗中，分/合控制信號、彈簧儲能電源等都是通過夾子夾在航空插針上輸入開關的，這有可能產生一系列的問題。

2 高壓斷路器一鍵檢測方法

針對上面提出的問題，本文提出了一種高效率的高壓斷路器一鍵檢測方法，一次連接、一鍵測量即可實現對高壓斷路器的全面檢測，大大縮短檢測時間。

高壓斷路器一鍵檢測方法是將檢測需要的分合閘、解鎖、儀表測量等功能整合在一套裝置中，將多次重復的人工接線優化成一次性的二次轉換裝置接線，一次連接、一鍵測量即可實現對高壓斷路器的全面檢測。一鍵檢測方法摒棄了傳統試驗中重復查看圖紙、多次人工接線的檢測模式，將高壓斷路器檢測步驟由原先的查看圖紙、人工接線、人工測量、人工儲能等17個步驟減少為一次連接、一鍵測量等3個步驟，平均檢測時間由原先的65 min縮短至7 min。傳統檢測方法如圖1所示，一鍵檢測方法如圖2所示。

3 高壓斷路器智能檢測裝置

發明高壓斷路器智能檢測裝置，檢測效率提升10倍，并且能夠實現自動儲能，自動解鎖。

3.1 高壓斷路器智能檢測裝置

高壓斷路器智能檢測裝置由分合閘輸入、回路檢測、交流儲能和直流解鎖等模塊構成。在實際工作中，通過人機互動界面控制裝置發出的各種測試信號傳輸到高壓斷路器，即可精確測試分合閘線圈、儲能線圈、解鎖線圈的直流電阻和電機儲能時間等參數，徹底改變試驗前多次查看圖紙、人工多次重復接線的傳統檢測模式，檢測效率提升10倍。

圖1 傳統檢測方法

圖2 一鍵檢測

3．1．1 摒棄傳統的試驗線和夾子

在此要注意，斷路器正常運行時，輸入它的信號都是通過航空插件輸入的，所以，如果斷路器特性儀輸出至斷路器的分合閘控制信號也能通過航空插座輸入，即可徹底摒棄試驗線和夾子。但是，目前斷路器特性儀并未提供此類航空插件接口，并且斷路器特性儀上輸出的信號分散，不便于航空插件的接入。

鑒于此，相關人員需要研制一套配套裝置——它處在斷路器特性儀與斷路器之間，可以接入斷路器特性儀的控制信號，再通過類似航空插件（后面定義為二次轉接頭）輸出至斷路器，從而摒棄試驗線和夾子。

3．1．2 實現斷路器二次回路（輔助觸點）測試

鑒于斷路器內部二次回路緊湊不易測試相關回路與輔助觸點的情況，可以考慮利用所研制的配套裝置，經過二次轉接頭與斷路器連接，通過二次轉接頭判斷觸點的通斷是否正常。

3．1．3 提供電阻測試信號

在測量電阻時，傳統的方式是使用人工萬用表測試分合閘線圈、儲能線圈等的直流電阻，而配套裝置可通過二次轉接頭向各元件輸出測量信號，進而測量相關線圈的直流電阻。

3．1．4 測試彈簧儲能時間

在測試中，當通過二次轉接頭向斷路器輸入儲能電源時開始計時，當儲能完成自動切斷儲能回路時計時結束，以此計算彈簧儲能時間。儲能電源的輸入和計時均可通過配套裝置控制。

3．1．5 考慮斷路器型號種類的多樣性

目前，市場上斷路器的型號、種類多種多樣，但是，主流的只有五六種，因此，當配套裝置信號輸出至斷路器時，需要考慮不同型號斷路器的接入，即考慮通用性。鑒于此，從應用的角度考慮，采用不同型號的二次轉接頭來解決這個問題，以與不同斷路器相匹配。

3.2 自動儲能

在傳統試驗模式下，合閘前需要人工反復操作儲能，步驟煩瑣，而且掐表計算儲能時間存在較大誤差。高壓斷路器智能檢測裝置內置交流儲能電源模塊，接通交流儲能電源輸入至斷路器儲能電機，實現了自動儲能。通過電機電流的產生和消逝精確計算儲能時間，解決了傳統試驗中儲能時間測量不準確的問題。

3.3 自動解鎖

在傳統試驗模式下，試驗解鎖需要打開面板，人工按壓限位進行合閘解鎖，不僅操作復雜，且易誤碰觸點，導致彈簧能量瞬間釋放，威脅人身、設備安全。而高壓斷路器智能檢測裝置內置直流控制模塊，能接通直流解鎖電源輸入至斷路器，實現合閘的自動解鎖，在減少操作步驟的同時消除安全隱患。

4 全真檢測，健康自診

鑒于上述問題，發明全真檢測、健康自診2項核心技術，完全模擬斷路器的運行狀態，精確測試斷路器參數，智能化判斷斷路器的健康情況。

4.1 全真檢測技術

傳統檢測采用夾子夾接的方式連接被測斷路器和檢測設備，夾子易掉落，易誤碰相鄰插針。全真檢測技術通過即插即用二次轉換裝置模擬實際運行接線方式，建立直流控制系統、交流電源系統、多級電壓控制模塊，輸出與實際運行相同的信號至高壓斷路器，完全模擬了斷路器的實際運行狀態，確保了斷路器參數測試的精確度，一次試驗正確率由原先的88%提升到99.8%.

4.2 健康自診技術

健康自診技術是將各種斷路器的試驗標準固化在程序中，根據各試驗參數的允許誤差范圍設定上下閾值。在試驗過程中，測試數據與閾值自動比對、分析，實現對斷路器健康狀態的智能化判斷，判斷時間從原先的10 min縮短至10 s內，準確率高達100%.

5 結束語

本文對新型的高壓斷路器試驗智能檢測技術進行分析，此新型高壓斷路器試驗檢測從根本上改變了高壓斷路器試驗接地的方法。該成果已授權發明專利2項：ZL201010550061.7，ZL201310228066.1；實用新型專利4項：ZL200920196327.5，ZL201420038489.7，ZL201320874015.1，ZL201320874166.7.

［1］周剛，馮悅鳴，胡海平，等.高壓斷路器智能檢測裝置的研制［J］.電氣應用，2015（4）：52-53.