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技術文章

智能化高壓開關機械特性測試儀功能與特點

點擊次數：3259 發布時間：2016-12-11

GKC-8智能化高壓開關機械特性測試儀
一、概述
隨著社會的發展，人們對用電的安全可靠性要求越來越高，高壓斷路器在電力系統中擔負著控制和保護的雙重任務，其性能的優劣直接關系到電力系統的安全運行。GKC-8型高壓開關動特性測試儀，是我廠依據的《高壓交流斷路器》GB1984-2003為設計藍本，參照中華人民共和國電力行業標準《高電壓測試設備通用技術條件》第3部分，DL/T846.3-2004高壓開關綜合測試儀為設計依據，為進行各類斷路器動態分析提供了方便，能夠準確地測量出各種電壓等級的少油、多油、真空、六氟化硫等高壓斷路器的動特性參數。

二、GKC-8智能化開關特性測試儀功能與特點
1. 超大屏液晶顯示器、高速熱敏打印機，采用漢字提示以人機對話的方式操作；
2. 集成操作電源，無需現場二次電源，數據準確，抗干擾性強，體積小，重量輕，美觀大方，現場使用更加方便快捷；
3. 內部抗干擾電路可以滿足500kV變電站內可靠使用，保護電路能保證設備及人員安全、儀器并能穩定、準確測試；
4. 機內配有時鐘電路，可顯示當前年、月、日、時、分、秒，即使斷電，也能自動保存設置數據及測試數據；
5. 集成數據管理功能，按站名、設備、試驗管理，配有上位機分析軟件；
6. 具有錄波功能，可對應時間坐標顯示斷口狀態波形、行程－時間（S－t）曲線,有利于對開關機構故障的準確判斷；
7. 可測試一路速度，配備旋轉傳感器、線性傳感器、滑線電阻傳感器，幾乎涵蓋所有型號開關的速度測試；
8. 設計有開關的重合閘試驗功能，各種重合閘試驗均可隨心所欲；
9. 機內帶有延時保護功能，斷路器動作后能自動切斷動作電源，很好的保護了斷路器設備和高壓開關測試儀；
10.開關操作機構的低電壓試驗；
11.適用于國內外所有SF6、真空、少油高壓開關的機械特性及動作電壓的測量；
12.測試通道7路：同時測量6路斷口的固有分、合閘時間、同期性及1路速度。
13.標準USB接口，便于數據交換，每種開關都可獨立配置相關的試驗配置，并被貯存于U盤中；
三、主要技術指標
3-1 測試項目：
（1）、時間測量
（2）、同時測量6個斷口的固有分、合閘時間及同期性；
（3）、彈跳次數、彈跳時間；
（4）、速度及行程測量
（5）、剛分速度、剛合速度、zui大速度；
（6）、開距、超程及總行程；
（7）、分、合閘瞬時速度，并繪制“行程—時間（S-t）”曲線；
（8）、顯示斷口狀態波形；
（9）、重合閘試驗測試；
（10）、低電壓試驗。
3-2主要技術參數：
（1）、zui大速度：20m/s，分辨率：0.01m/s；測試準確度為：±1.0%讀數±0.05 ；
（2）、行程測試范圍：6mm～1000mm（由傳感器的長度決定）；
（3）、行程zui小分辨率：0.1mm；測試準確度為：±1.0%讀數±0.1mm (滑線電阻傳感器)；
（4）、時間測試范圍：10ms～12s；
（5）、時間分辨率：0.1ms；時間測試準確度為：±0.5%讀數±0.2ms；
（6）、zui小動作同期差分辨率：0.1ms；測試準確度為：±0.5%讀數±0.1ms；
（7）、測試通道7路：6路斷口時間，1路速度；
（8）、電源：AC220V±10%；50Hz±1Hz；
（9）、操作電源輸出：電壓20V～250V可調，電流20A，數字程控調整。
3-3 儀器技術指標
環境組別：屬GB6587.1-1986《電子測量儀器環境試驗總綱》中的Ш組儀器.
型式：便攜式包裝：鋁合金箱
主機尺寸：400×300×240(mm) 重量: 5 (kg)
工作電源：AC220V ±10% 頻率：50Hz ±5%
環境溫度：-10°C~40°C 相對濕度：≤85%
絕緣電阻：≤2MΩ
介電強度：電源進線對機殼能承受1.5kV 一分鐘的耐壓測試。

四、術語定義
4-1. 時間測量
（1）、分（合）閘時間
分（合）閘時間是指從開關接到分（合）閘控制信號（線圈上電）開始到開關動觸頭與靜觸頭*次分開（合上）為止的時間。
（2）、相內同期
同相斷口間，分、合閘時間zui大與zui小之差。
（3）、相間同期
A、B、C三相間，各相中合閘時間zui大值之差為合閘相間同期，分閘時間zui小值之差為分閘相間同期。
（4）、彈跳次數
彈跳次數是指開關動、靜觸頭在分（合）閘操作過程中分開（合上）的次數。
（5）、彈跳時間
彈跳時間是指開關動觸頭與靜觸頭從*次分開（或合上）開始到zui后穩定分開（或合上）為止的時間。
4-2. 速度及行程測量
（1）、剛分（剛合）速度
剛分（剛合）速度是指開關動觸頭與靜觸頭接觸時的某一時間內，或某一距離內的平均速度。本測試儀提供很多開關的剛分（剛合）速度定義數據庫，選擇了某一類型就選擇了剛分（剛合）速度的定義。同時儀器也提供自定義功能，適合那些在數據庫里無法列舉的開關類型。
（2）、開距、超程
開距是指開關從分狀態開始到動觸頭與靜觸頭剛接觸的這一段距離。超程是指開關從合狀態開始到動觸頭與靜觸頭剛分開的這一段距離。
（3）、分（合）閘瞬時速度
分（合）閘瞬時速度是指開關動觸頭運動時某一小段的平均速度，該小段的長度取決于速度傳感器的分辨率，從而每個小段的平均速度反應了開關動觸頭的瞬時速度。
（4）、分（合）閘zui大速度
分（合）閘zui大速度是指分（合）閘瞬時速度中的zui大值，一般來說，該值應出現在開關剛分開或合上的這一段，這一點可從速度/行程曲線中判斷。
（5）、分（合）閘平均速度
分（合）閘平均速度是指開關動觸頭在分（合）閘過程中，10%行程到90%行程與此行程對應的時間之比，同時儀器提供自定義功能。
（6）、行程-時間曲線
行程-時間曲線是開關動觸頭運動過程中每一個時間單元對應的行程關系曲線。
五、斷口接線說明
3斷口的接線如圖1所示。
6斷口的接線如圖2所示。
注意：接斷口線之前，先將儀器機殼接好大地，以便接斷口線時能夠泄放掉斷口的感應電壓，保護儀器及人身安全！

六、傳感器的選配安裝說明
6-1. 傳感器的種類：
本測試儀具有對少油開關、SF6開關及真空開關的動特性進行綜合測試的功能，根據各類開關的不同結構特點配有相應的速度傳感器，其種類為：線位移傳感器、角速度傳感器、滑線電阻傳感器。
6-2. 傳感器介紹：
（1）、線位移傳感器
線位移傳感器的外形如圖3所示。

圖3

外形尺寸為：32mm＊32mm＊32mm。體積小、重量輕，可以方便地捆綁（采用絕緣膠布就可以了）在直線運動機構上。

特點如下：
傳感器不需要任何支撐，方便現場安裝；
適應于現場開關機構為直線運動的任何場合的測試；
體積小，重量輕，安裝方便，不擔心影響操作機構的運動速度。

（2）、角速度傳感器
角速度傳感器的外形如圖4所示。

圖4

角速度傳感器采用光柵原理，直接測試旋轉角度與時間的關系，再根據輸入的參考開距或總行程自動計算比例系數，zui后換算成實際的速度和行程。

特點如下：
傳感器重量輕，與開關旋轉部位接觸部分為強力磁鐵，支撐架為萬向強磁力固定方式，方便現場安裝；
可以識別正反轉，有利于判斷開關的過沖行程。
適應于現場開關機構有旋轉運動部位，且角度與直線運動呈線性關系的場合測試速度。
(3)、滑線電阻傳感器
滑線電阻傳感器的外形如圖5所示。

圖5

隨機配備有長度分別為28mm和410mm的滑線電阻傳感器。其中28mm的滑線電阻傳感器主要用于真空開關的行程及速度測試，測試行程<18mm；410mm的滑線電阻傳感器主要用于SF6的行程及速度測試，測試行程<350mm。用于110kV、220kV的少油開關測試時，由于行程較長、直接安裝在動觸頭上不方便，只能在傳動桿上間接測量。

6-3. 各種傳感器的適用性說明：
一般來說，可以看見直線運動部分的開關都可以采用線位移傳感器、滑線電阻傳感器；
沒有直線運動部分裸露在外的開關，可以采用角速度傳感器。
安裝傳感器時，盡量讓傳感器安裝在zui靠近動觸頭的運動機構，以免中間轉換部分的間隙或非線性影響測試準確度。
滑線電阻傳感器的速度、行程測試準確度zui高、zui可靠。
建議盡可能采用滑線電阻傳感器。其它長度的滑線電阻傳感器非標準配置，儀器軟件支持任意長度的滑線電阻傳感器。
(以上資料僅供參考，實際配置根據具體情況具體配置，如有改動，恕不通知，敬請諒解。)

七、分（合）閘輸出接線及外同步接線說明
試驗時，按圖6接線。
現場試驗時，如果采用儀器內部電源，就要選擇“內同步方式”，合閘控制線（紅色）、分閘控制線（綠色）、公共線（黑色）接入到儀器面板的“分合閘控制”端口（航空插頭）。接線時注意切斷高壓開關裝置自有的操作電源（斷開刀鍘或者拔掉保險），以免兩種電源沖突。
如果采用儀器外部電源，就要選擇“外同步方式”，合閘控制線（紅色）、分閘控制線（綠色）、公共線（黑色）接入到儀器面板的“外同步”端口（航空插頭）。
以上兩個端口相互對立，采用一根電纜，一種方式只接一個通道，不能同時都接線。

八、速度定義說明
8-1、儀器提供的幾種基本的速度定義方式：
1.　剛分后##mm（ms）的平均速度為分閘速度，剛合前##mm（ms）的平均速度為合閘速度。可以選擇按時間或距離定義。
2.　剛分前、后各##mm（ms）的平均速度為分閘速度，剛合前、后各##mm（ms）的平均速度為合閘速度。可以選擇按時間或距離定義。
3.　剛分后##mm的平均速度為分閘速度，從合閘運動開始到剛合閘時的平均速度為合閘速度。
4.　用t1、t2兩個時間參數描述分閘速度，剛合點到合閘終止的時間（t3）描述合閘速度。
5.　同平均速度的定義。
6.　剛分點到##%行程的平均速度為分閘速度，##%行程到剛合點的平均速度為合閘速度。（分閘位置的行程為0，合閘位置的行程為100%）
用戶可以按以上基本定義方式定義好某種專有開關測試參數定義，命名后添加到數據庫，以后試驗時，只要選中此數據庫的項目，就能調出所有參數定義。

以下是儀器出廠時，廠家預先按以上方法添加的數據庫，可以修改、可以添加。

8-2、數據庫里的幾種常用的速度定義：
1.油開關Ⅰ
分閘速度：動、靜觸頭剛分后10ms的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合*ms的平均速度。
適合此定義的開關有：
SN10-10Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ
SN10-35
SW2-35Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ
SW4-110Ⅱ,Ⅲ
SW4-220Ⅱ,Ⅲ
DW8-35，Ⅱ
LW2-220
2.油開關Ⅱ
分閘速度：動、靜觸頭剛分前、后各5ms的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前、后各5ms的平均速度。
適合此定義的開關有：
SW2-110Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ
SW2-220Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ
SW3-110
SW3-110G
SW6-110Ⅰ,Ⅱ
SW6-220Ⅰ
SW6-330Ⅰ
DW2-35，Ⅰ，Ⅱ，R
DW1-35
DW1-35D（G）

3.油開關Ⅲ
分閘速度：動、靜觸頭剛分前、后各10ms的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前、后各10ms的平均速度。
適合此定義的開關有：
SW7-110，110Z
SW7-220

4.真空開關10kVⅠ
分閘速度：動、靜觸頭剛分后6mm的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前6mm的平均速度。
適合此定義的開關有：
ZN12-10
ZN51-10

5. 真空開關10kVⅡ
分閘速度：動、靜觸頭剛分后6mm的平均速度。
合閘速度：合閘運動開始到剛合點的平均速度。
適合此定義的開關有：
ZN3-10 ， ZN47-10，
ZN13-10 ， ZN54-10，
ZN14-10 ， ZN60-12，
ZN20-10 ， ZN63-12，
ZN21-10 ， ZN65-12，
ZN22-10 ， ZN66-10，
ZN23-10 ， ZN67-10，
ZN33-10 ， ZW8-12，
ZN37-10 ， ZN38-10，
ZN28-10。

6. 真空開關35kV
分閘速度：動、靜觸頭剛分后12mm的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前12mm的平均速度。
適合此定義的開關有：
ZN12-35

7.LW8-35型SF6開關
分閘速度：動、靜觸頭剛分后32mm的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前16mm的平均速度。
適合此定義的開關有：
LW8-35

8.LW6型SF6開關
分閘速度：動、靜觸頭剛分后72mm的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前36mm的平均速度。
適合此定義的開關有：
LW6-500
LW6-220
LW6-132
LW6-110Ⅰ,110Ⅱ
LW6-63Ⅰ,63Ⅱ

9.LW7型SF6開關
分閘速度：動、靜觸頭剛分后120mm的平均速度。
合閘速度：動、靜觸頭剛合前120mm的平均速度。
適合此定義的開關有：
LW7-220

10.平頂山開關廠LW7型SF6開關
剛分指標：
t1：動觸頭分閘過程中，剛動時刻與剛分時刻之差。
t2：動觸頭分閘過程中，剛分時刻與剛動后運動到120mm位置的時刻之差。
剛合指標:
t3：剛合時刻與合閘終止時刻之差。

11.西安開關廠SF6開關
分閘速度：剛分點到10%行程這段行程的平均速度。
合閘速度：10%行程到剛合點這段行程的平均速度。

12.同平均速度定義
分閘速度：動觸頭在分閘過程中，10%行程到90%行程這段距離的平均速度。
合閘速度：動觸頭在合閘過程中，10%行程到90%行程這段距離的平均速度。
適合此定義的開關有：
LW11-63
LW11-110
LW11-220

(以上資料僅供參考，實驗中按高壓開關出廠說明書設置及選擇。)

九、GKC-8智能化開關特性測試儀操作說明
1、面板結構

2、操作說明
儀器采用超大屏彩色液晶顯示器，開機后，顯示如圖1所示的界面

一共有三種試驗可供選擇：常規試驗、重合閘試驗、低電壓試驗。默認為常規試驗，按下面板上的 “確認”按鈕后，進入常規試驗界面，如圖2所示。

屏幕上方顯示的是部分試驗設置信息以及時間顯示。

屏幕左下方顯示的是目前斷口的實時狀態。

光標默認顯示在“測試”上。

通過面板上的左、右箭頭按鍵，可以將光標移到“設置”或“重算”上。

進入“設置”后，界面顯示如圖3所示。

此時，默認修改的配置是速度定義。可以使用鍵盤上的上箭頭“↑”或下箭頭“↓”來選擇需要修改的配置，當前可修改的配置立刻會變成黑白反色光標顯示，然后用左箭頭“←”或右箭頭“→”來更改所選的配置值。所有修改完成之后，按下鍵盤上的“退出”按鍵就修改成功了。返回后，光標會停到“測試”上。按下鍵盤上的“確認”按鈕，就可以根據剛才的試驗配置來進行開關試驗。此時，界面如圖4所示。

顯然，目前斷口狀態為合閘，所以需要做顯示的是“開始分閘”。完成分閘試驗后，需要做合閘試驗，界面如圖5所示。

這樣，就完成了一次分合試驗，之后界面如圖6所示：

斷口波形、S-t曲線以及各種試驗結果將顯示在以上界面中。
如果按下右箭頭“→”或左箭頭“←”，還可以看到更多的試驗數據，例如：相內同期、相間同期等。如果按下下箭頭“↓”或上箭頭“↑”，可以選擇觀察分閘數據或打印整個試驗數據。例如，將光標移到“打印”處，再按下“確認”按鍵，那么打印機就會將本次試驗數據打印出來。
對于重合閘試驗以及低電壓試驗，操作方法與常規試驗類似，在此，不再贅述。
如果要在臺式電腦上分析試驗數據，可以在做試驗時，將U盤插入USB接口。做完試驗后，按下“保存”。注意，某些劣質U盤儀器可能無法識別，因此，推薦使用廠家所配置的U盤型號。
按下面板上的“功能”按鈕并確認后，可以用于打開以前保存到U盤中的測試數據。選擇“時鐘”選項，可以用來調整儀器時鐘。

十、注意事項：
內部直流電源為短時工作的操作電源，容量較小，不要超過說明書參數使用。
接斷口線之前，必須先接好地線，以便內部抗感應高壓回路投入工作，避免損壞儀器斷口通道。
儀器的外同步為帶電同步方式，外同步線與分合閘控制線公用。
采用內、外同步時，一定要在儀器菜單中作相對應的選擇，以免儀器得不到同步信號。
十一、儀器的成套性
主機1臺
配套測試線及線包1套
傳感器1套（實際中根據不同情況配置有所不同）
使用說明書1本
備用保險管及打印紙若干
合格證、試驗報告各1份

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