開(kāi)關(guān)電器測(cè)量參數(shù)論文

1、電器測(cè)試與故障診斷技術(shù)論文學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化1403班學(xué)生姓名： 王寧 學(xué) 號(hào)： 140301308 2017年10月16日目錄一緒論41.1引言41.2國(guó)內(nèi)外測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀41.3電器開(kāi)關(guān)分合閘速度測(cè)試意義51.4電流互感器工作原理61.5位移傳感器工作原理7二設(shè)計(jì)方案92.1電流測(cè)量方案92.2電壓測(cè)量方案102.3分合閘速度測(cè)量方案112.3.1速度參量定義112.3.2測(cè)量斷路器速度參量的方法112.3.3高壓開(kāi)關(guān)綜合測(cè)試儀12三結(jié)論功能16參考文獻(xiàn)致謝開(kāi)關(guān)電器參數(shù)設(shè)計(jì)方案摘要：電壓、電流、分合閘速度是開(kāi)關(guān)電器的主要技術(shù)參數(shù)。無(wú)論是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的試驗(yàn)，還是開(kāi)

2、關(guān)電器的實(shí)際應(yīng)用，準(zhǔn)確的了解開(kāi)關(guān)電器的電壓、電流、分合閘速度這些參數(shù)，都有助于我們?cè)敿?xì)地了解開(kāi)關(guān)電器并將之應(yīng)用到合適的場(chǎng)合，以方便設(shè)計(jì)者修改相關(guān)參數(shù)或客戶(hù)合理地使用開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。文章按要求：1.電壓測(cè)量范圍 012kV2.電流測(cè)量范圍 025kA3.有兩套電流互感器，一套用以計(jì)量（額定電流630A），一套用以保護(hù)（額定電流25KA）設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電器的電壓、電流、分合閘速度測(cè)量方案關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電器 參數(shù)測(cè)量 互感器 傳感器Design scheme of switch electrical parametersAbstract: the speed of voltage, current and spl

3、it gate is the main technical parameter of the switch.Both design product test and practical application of switch electrical appliances, accurate understanding of switch electrical voltage, current, switching speed of these parameters, helps us to understand in detail the switch electrical applianc

4、es and will be used in some occasions, the right of related parameters for the designer to modify or client reasonably use switch products.The article is required: (1) voltage measurement range 0-12kv(2) current measurement range 0-25ka(3) there are two sets of current transformers, one to be measur

5、ed (rated current 630A), and one to protect (rated current 25KA).The voltage, current, and subclosing speed measurement scheme of the switch electric appliance is designedKey words: switching electrical parameters, measuring the sensor of the transformer一緒論1.1引言測(cè)量是人們認(rèn)識(shí)客觀事物，并用數(shù)量概念描述客觀事物，進(jìn)而達(dá)到逐步掌握事物的本質(zhì)

6、和揭示自然規(guī)律的一種手段。其中，電氣測(cè)量是當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的一種必不可少的手段。電氣測(cè)量是對(duì)物質(zhì)世界的信息進(jìn)行測(cè)量與控制的基本手段。它融合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新元件新材料的現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)等，是現(xiàn)代工業(yè)中新技術(shù)應(yīng)用做多、最快的方向之一。電氣測(cè)量的對(duì)象主要反映電和磁特征的物理量，如電流（I）、電壓（U）、電功率（P）、磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）等。1.2國(guó)內(nèi)外測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀隨著電器產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新，各種測(cè)量技術(shù)也隨之蓬勃發(fā)展?；ジ衅髋c傳感器均得到廣泛的應(yīng)用。互感器最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，互感器的電壓等級(jí)和準(zhǔn)確級(jí)別都有很大提高，還發(fā)展了很多特種互感器，如電壓、電流復(fù)合式互感器

7、、直流電流互感器，高準(zhǔn)確度的電流比率器和電壓比率器，大電流激光式電流互感器，電子線路補(bǔ)償互感器，超高電壓系統(tǒng)中的光電互感器，以及SF6全封閉組合電器（GIS）中的電壓、電流互感器。在電力工業(yè)中，要發(fā)展什么電壓等級(jí)和規(guī)模的電力系統(tǒng)，必須發(fā)展相應(yīng)電壓等級(jí)和準(zhǔn)確度的互感器，以供電力系統(tǒng)測(cè)量、保護(hù)和控制的需要。除此之外，傳感器技術(shù)異軍突起，在現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)中占據(jù)了非常重要的地位。最廣義地來(lái)說(shuō)，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)的定義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。按照Gopel等的說(shuō)法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的

8、敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。早在上世紀(jì)70年代，就出現(xiàn)了將傳統(tǒng)傳感器點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。連接傳感控制器而構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)雛形，可以稱(chēng)之為第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)；隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器具有了多種信息信號(hào)的綜合處理能力，并通過(guò)與傳感控制器相連，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)之為第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)；從上世紀(jì)末開(kāi)始，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，大量多功能傳感器被應(yīng)用，并使用無(wú)線連接技術(shù)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。1.3電器開(kāi)關(guān)分合閘速度測(cè)試意義斷路器的分、合閘速度，分、合閘時(shí)間，分、

9、合閘不同期程度，以及分合閘線圈的動(dòng)作電壓，直接影響斷路器的關(guān)合和開(kāi)斷性能。斷路器只有保證適當(dāng)?shù)姆?、合閘速度，才能充分發(fā)揮其開(kāi)斷電流的能力，以及減小合閘過(guò)程中預(yù)擊穿造成的觸頭電磨損及避免發(fā)生觸頭燒損、噴油，甚至發(fā)生爆炸。而剛合速度的降低，若合閘于短路故障時(shí)，由于阻礙觸頭關(guān)合電動(dòng)力的作用，將引起觸頭振動(dòng)或使其處于停滯狀態(tài)，同樣容易引起爆炸，特別是在自動(dòng)重合閘不成功情況下更是如此。反之，速度過(guò)高，將使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)受到過(guò)度的機(jī)械應(yīng)力，造成個(gè)別部件損壞或使用壽命縮短。同時(shí)，由于強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊和振動(dòng)，還將使觸頭彈跳時(shí)間加長(zhǎng)。真空和SF6斷路器的情況相似。斷路器分、合閘嚴(yán)重不同期，將造成線路或變壓器的非全相接入

10、或切斷，從而可能出現(xiàn)危害絕緣的過(guò)電壓。斷路器機(jī)械特性的某些方面是用觸頭動(dòng)作時(shí)間和運(yùn)動(dòng)速度作為特征參數(shù)來(lái)表示的，在機(jī)械特性試驗(yàn)中一般最主要的是剛分速度、剛合速度、最大分閘速度、分閘時(shí)間、合閘時(shí)間、合分時(shí)間、分合時(shí)間以及分、合閘同期性等。分閘時(shí)間：是指從斷路器分閘操作起始瞬間（接到分閘指令瞬間）起到所有極的觸頭分離瞬間為止的時(shí)間間隔。應(yīng)具有很短的合閘時(shí)間，減少合閘時(shí)的電弧的能量，防止電弧使觸頭熔焊。合閘時(shí)間：是指處于分位置的斷路器，從合閘回路通電起到所有極觸頭都接觸瞬間為止的時(shí)間間隔。分閘時(shí)間必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)。分閘時(shí)間太短，則系統(tǒng)短路時(shí)直流分量過(guò)大，可能會(huì)引起分閘困難；分閘時(shí)間太長(zhǎng)，則影響系

11、統(tǒng)的穩(wěn)定性。分合時(shí)間：是斷路器在自動(dòng)重合閘時(shí)，從所有極觸頭分離瞬間起至首先接觸極接觸瞬間為止的時(shí)間間隔。合分時(shí)間：是斷路器在不成功重合閘的合分過(guò)程中或單獨(dú)合分操作時(shí)，從首先接觸極的觸頭接觸瞬間起到隨后的分操作時(shí)所有極觸頭均分離瞬間為止的時(shí)間間隔。分閘與合閘操作同期性：是指斷路器在分閘和合閘操作時(shí)，三相分?jǐn)嗪徒佑|瞬間的時(shí)間差，以及同相各滅弧單元觸頭分?jǐn)嗪徒佑|瞬間的時(shí)間差，前者稱(chēng)為相間同期性，后者稱(chēng)為同相各斷口間同期性。1.4電流互感器工作原理電流互感器 是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來(lái)測(cè)量的儀器。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)

12、量的電流的線路中。因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò)，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來(lái)測(cè)量 ，二次側(cè)不可開(kāi)路。在發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬(wàn)安都有。為便于測(cè)量、保護(hù)和控制需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用  。對(duì)于指針式的電流表，電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的（如5A等）。對(duì)于

13、數(shù)字化儀表，采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器也有人稱(chēng)之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實(shí)驗(yàn)室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）電流互感器與變壓器類(lèi)似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測(cè)電流的繞組（匝數(shù)為N1），稱(chēng)為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；接測(cè)量?jī)x表的繞組（匝數(shù)為N2）稱(chēng)為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比K。電流互感器在額定電

14、流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n電流互感器（Current transformer 簡(jiǎn)稱(chēng)CT）的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過(guò)一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來(lái)進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。圖1電流互感器原理結(jié)構(gòu)圖和接線圖1.5位移傳感器工作原理傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件：指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分。 轉(zhuǎn)換元件：指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。 信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路：對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等，此外信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換

15、電路以及傳感器的工作必須有輔助電源圖2傳感器組成框圖位移傳感器又稱(chēng)為線性傳感器，是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，傳感器的作用是把各種被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量。在生產(chǎn)過(guò)程中，位移的測(cè)量一般分為測(cè)量實(shí)物尺寸和機(jī)械位移兩種。按被測(cè)變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式又可分為物性型和結(jié)構(gòu)型兩種。常用位移傳感器以模擬式結(jié)構(gòu)型居多，包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器、自整角機(jī)、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。數(shù)字式位移傳感器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是便于將信號(hào)直接送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種傳感器發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛。位器式位移傳感器，它通過(guò)電位器元件將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成與

16、之成線性或任意函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是，為實(shí)現(xiàn)測(cè)量位移目的而設(shè)計(jì)的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個(gè)確定關(guān)系。電位器式位移傳感器的可動(dòng)電刷與被測(cè)物體相連。物體的位移引起電位器移動(dòng)端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動(dòng)時(shí)電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過(guò)大的階躍電壓會(huì)引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值。電位器式

17、傳感器的另一個(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出信號(hào)大，使用方便，價(jià)格低廉。磁致伸縮位移傳感器通過(guò)非接觸式的測(cè)控技術(shù)精確地檢測(cè)活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置來(lái)測(cè)量被檢測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際位移值的；該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應(yīng)用于成千上萬(wàn)的實(shí)際案例中。由于作為確定位置的活動(dòng)磁環(huán)和敏感元件并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應(yīng)用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬、溶液、塵?；蚱渌廴镜挠绊?，IP防護(hù)等級(jí)在IP67以上。此外，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號(hào)為絕對(duì)位移值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，更無(wú)須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，

18、就算不斷重復(fù)檢測(cè)，也不會(huì)對(duì)傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測(cè)的可靠性和使用壽命。磁致伸縮位移傳感器，是利用磁致伸縮原理、通過(guò)兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量位置的。測(cè)量元件是一根波導(dǎo)管，波導(dǎo)管內(nèi)的敏感元件由特殊的磁致伸縮材料制成的。測(cè)量過(guò)程是由傳感器的電子室內(nèi)產(chǎn)生電流脈沖，該電流脈沖在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸，從而在波導(dǎo)管外產(chǎn)生一個(gè)圓周磁場(chǎng)，當(dāng)該磁場(chǎng)和套在波導(dǎo)管上作為位置變化的活動(dòng)磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相交時(shí)，由于磁致伸縮的作用，波導(dǎo)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)，這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)以固定的聲音速度傳輸，并很快被電子室所檢測(cè)到。由于這個(gè)應(yīng)變機(jī)械波脈沖信號(hào)在波導(dǎo)管內(nèi)的傳輸時(shí)間和活動(dòng)磁環(huán)與電

19、子室之間的距離成正比，通過(guò)測(cè)量時(shí)間，就可以高度精確地確定這個(gè)距離。由于輸出信號(hào)是一個(gè)真正的絕對(duì)值,而不是比例的或放大處理的信號(hào),所以不存在信號(hào)漂移或變值的情況,更無(wú)需定期重標(biāo)。磁致伸縮位移傳感器是根據(jù)磁致伸縮原理制造的高精度、長(zhǎng)行程絕對(duì)位置測(cè)量的位移傳感器。它采用非接觸的測(cè)量方式，由于測(cè)量用的活動(dòng)磁環(huán)和傳感器自身并無(wú)直接接觸，不至于被摩擦、磨損，因而其使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高，安全性好，便于系統(tǒng)自動(dòng)化工作，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下，也能正常工作。此外，它還能承受高溫、高壓和強(qiáng)振動(dòng)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械位移的測(cè)量、控制中。二設(shè)計(jì)方案2.1電流測(cè)量方案電流測(cè)量方案如下圖所示，采用三段式過(guò)

20、電流保護(hù)為基礎(chǔ)，對(duì)開(kāi)關(guān)電器進(jìn)行電流測(cè)量。圖3 電流測(cè)量圖TA-電流互感器 KA1、KA3、KA5-電流繼電器 KT2、KT4、KT6-時(shí)間繼電器 KS7、KS8、KS9-信號(hào)繼電器 QF-隔離開(kāi)關(guān) YT-跳閘線圈原理如下：當(dāng)位于母線上的開(kāi)關(guān)電器關(guān)合后，通過(guò)母線上的電流互感器，將電流經(jīng)大電流變成小電流，有二次繞組上所接的電流測(cè)量設(shè)備對(duì)其進(jìn)行該電流測(cè)量，而后通過(guò)匝數(shù)比將電流進(jìn)行換算，得到互感器一次側(cè)電流，即為開(kāi)關(guān)電器所通過(guò)的電流。而電路的右半部分，是對(duì)該電路進(jìn)行保護(hù)，采用的是三段式過(guò)電流保護(hù)原理。將電流繼電器設(shè)定為某個(gè)值，當(dāng)電路中電流大于該電流值時(shí)，繼電器線圈得電，接通時(shí)間繼電器，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間間

21、隔，接通信號(hào)繼電器，信號(hào)繼電器將過(guò)流信號(hào)發(fā)送給跳閘線圈，跳閘線圈得電，關(guān)斷電路的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，以此達(dá)到保護(hù)的目的。2.2電壓測(cè)量方案電壓測(cè)量方案電路圖如下圖所示。 圖4 開(kāi)關(guān)電器電壓測(cè)量方案圖QS-隔離開(kāi)關(guān) QF1、QF2-保護(hù)斷路器 QF3-合閘斷路器 L-限流電抗器QF-試品 R0、C0-調(diào)頻電阻、電容 TV1-斷路短路試驗(yàn)變壓器 TV2-電流互感器空載電壓用電壓互感器TV2按分壓比降壓后由電表測(cè)得?；謴?fù)電壓和電弧電壓可由分壓器CRV1和CRV2按分壓比降壓后，再由示波器或其他設(shè)備測(cè)得其電壓和波形。電壓互感器的接線圖采用Y0/Y0/開(kāi)口三角形接線，如下圖所示，接成Y0形的二次繞組供電給

22、儀表等設(shè)備，輔助二次繞組接成開(kāi)口三角形，供給絕緣監(jiān)察電壓繼電器。三相系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓平衡，開(kāi)口三角形兩端電壓為0。圖5電壓互感器接線圖2.3分合閘速度測(cè)量2.3.1速度參量定義1觸頭剛分速度：指開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭分離瞬間的運(yùn)動(dòng)速度。技術(shù)條件無(wú)規(guī)定時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦取剛分后0.01s內(nèi)平均速度作為剛分點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并以名義超程的計(jì)算點(diǎn)作為剛分計(jì)算點(diǎn)。2觸頭剛合速度：指開(kāi)關(guān)在合閘過(guò)程中，動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸瞬間的運(yùn)動(dòng)速度。技術(shù)條件無(wú)規(guī)定時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一般推薦取剛合前0.01s內(nèi)平均速度作為剛合點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并以名義超程的計(jì)算點(diǎn)作為剛合計(jì)算點(diǎn)。3最大分閘速度：指開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程中區(qū)段平均速

23、度的最大值，但區(qū)段長(zhǎng)短應(yīng)按技術(shù)條件規(guī)定，如無(wú)規(guī)定，按0.01s計(jì)算。2.3.2測(cè)量斷路器速度參量的方法斷路器的速度參量以其分、合閘速度來(lái)表示。由于斷路器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每一時(shí)刻的速度是不同的，一般所關(guān)心的是剛分、剛合速度和最大速度。根據(jù)以上定義要求，下面介紹幾種測(cè)量斷路器運(yùn)動(dòng)特性的方法。1電磁振蕩器測(cè)速法電磁振蕩器測(cè)速原理如圖6所示。圖6 電磁振蕩器測(cè)速原理示意圖1運(yùn)動(dòng)紙板；2振動(dòng)筆；3銜鐵；4振動(dòng)簧片；5線圈；A剛分、剛合點(diǎn)運(yùn)動(dòng)紙板通過(guò)測(cè)速桿與動(dòng)觸頭連接。當(dāng)振蕩電磁鐵線圈中通入50Hz交流電時(shí)，振動(dòng)筆以100次s的頻率振動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的紙板上繪出周期為0.01s的振蕩波形。紙板上波形長(zhǎng)度就是觸頭總行

24、程，行程間對(duì)應(yīng)的周波數(shù)，就是觸頭總運(yùn)動(dòng)時(shí)間。在觸頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于每相鄰波峰間時(shí)間間隔為0.01s，振動(dòng)曲線最大波峰間的厘米數(shù)就是觸頭的最大速度值vmax。剛分(合)點(diǎn)位置的確定如圖7所示。圖7振蕩器測(cè)速波形圖（a）分閘速度曲線；（b）合閘速度曲線在振蕩波形圖上，首先要分清楚分(合)閘曲線的兩個(gè)端頭中哪一端是分閘位置S1，哪一端是合閘位置S2，然后以合閘位置S2為起始點(diǎn)，向分閘方向量取一段等于斷路器超行程值的長(zhǎng)度S0，以這一線段終點(diǎn)位置為動(dòng)靜觸頭剛分(合)時(shí)刻。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，取觸頭分離后(接觸前)10ms內(nèi)的速度為剛分(合)速度，所以視超行程終點(diǎn)落在曲線的什么相位，再取同相位的一個(gè)波長(zhǎng)，即為

25、所求剛分速度vF或剛合速度vH。2轉(zhuǎn)鼓式、電位器式測(cè)速儀轉(zhuǎn)鼓式測(cè)速儀是以連接在動(dòng)觸頭系統(tǒng)上的記錄筆，沿以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)筒上所畫(huà)的曲線來(lái)反映其運(yùn)動(dòng)情況的。而電位器式測(cè)速儀則是以其滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻桿上的不同位置所反映的電壓值來(lái)測(cè)量斷路器的動(dòng)作狀況。這兩種測(cè)量方法能直觀判斷斷路器觸頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有無(wú)卡澀和緩沖不良等異?，F(xiàn)象，能夠粗略測(cè)出斷路器的固有分、合閘時(shí)間，速度測(cè)量精度較高。這兩種方法較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是較為笨重，功能單一，已很少使用。2.3.3高壓開(kāi)關(guān)綜合測(cè)試儀隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了高壓開(kāi)關(guān)綜合測(cè)試儀。它能夠在測(cè)試過(guò)程中，將開(kāi)關(guān)的時(shí)間、速度等多項(xiàng)特性參數(shù)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，提高了工作效率

26、，這是開(kāi)關(guān)測(cè)試的方向。1光電測(cè)速原理由于光電測(cè)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，大多數(shù)開(kāi)關(guān)測(cè)試儀都采用光電傳感器進(jìn)行開(kāi)關(guān)的測(cè)速。光電測(cè)試是利用對(duì)檢測(cè)到的光信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)(或計(jì)時(shí))來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭行程和速度的測(cè)量的。圖8中示出了光電測(cè)速結(jié)構(gòu)示意圖。圖8 光電測(cè)速結(jié)構(gòu)示意圖1傳感頭；2光柵尺；3測(cè)速桿；4動(dòng)觸頭；5發(fā)光管；6光敏接收管；7整形電路圖3中，開(kāi)有光孔的光柵尺通過(guò)測(cè)速桿與開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭連接。動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)光柵尺上下運(yùn)動(dòng)。發(fā)光管5發(fā)出的光線可通過(guò)光柵尺上的光孔照射到光敏接收管6上，或被光柵尺不透光部分遮擋。被檢測(cè)到的光信號(hào)，經(jīng)整形電路7轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的方波信號(hào)，送入測(cè)試儀進(jìn)行計(jì)算處理。下面，以國(guó)產(chǎn)的某開(kāi)關(guān)測(cè)試儀

27、為例，來(lái)說(shuō)明這類(lèi)儀器的使用。該儀器除能給出測(cè)試數(shù)據(jù)外，還能給出詳細(xì)的波形圖，并將開(kāi)關(guān)行程曲線和斷口波形繪制在同一張圖上，從而可較直觀地了解各量的情況和彼此間的相互關(guān)系，幫助分析開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的某些缺陷和隱患。2、連接和接線圖9示出了利用該類(lèi)儀器對(duì)少油斷路器進(jìn)行測(cè)試的接線圖。圖10示出了油斷路器測(cè)速傳感器的安裝示意圖，其測(cè)速傳感器通過(guò)管狀支架固定在開(kāi)關(guān)的上部。光柵尺穿過(guò)傳感器，井通過(guò)測(cè)速桿與開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭連接。測(cè)速信號(hào)電纜通過(guò)插頭接于儀器背面的插孔中。圖9少油斷路器測(cè)試接線示意圖FQ分閘線圈；HQ合閘線圈圖10 少油斷路器測(cè)速傳感器安裝示意圖1傳感頭；2光尺；3光尺接頭；4

28、管狀支架；5測(cè)速桿；6動(dòng)觸頭；7絕緣板；8夾具接線完成后，儀器即進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，斷路器一旦操作，儀器自動(dòng)判斷該次操作是分、合、合分或分合操作，并對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。技顯示或打印按鈕，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示或打印輸出。3真空斷路器的測(cè)試真空斷路器的時(shí)間特性的測(cè)試方法與其他斷路器相同。對(duì)于真空斷路器，應(yīng)注意其合閘彈跳時(shí)間不大于2ms。合閘彈跳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將加劇觸頭的燒損，甚至導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭間的熔焊。真空斷路器的速度是按一定行程的平均值進(jìn)行測(cè)試，通常采用一特制的輔助觸點(diǎn)安裝在真空斷路器的動(dòng)觸頭端，利用其與真空斷路器的動(dòng)觸頭的接觸或分離來(lái)作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)或終點(diǎn)。圖11 (a)示出了用該類(lèi)斷路器測(cè)試儀對(duì)真空斷路器機(jī)械

29、特性進(jìn)行測(cè)試的原理接線圖。圖中的箭頭表示測(cè)速的輔助觸點(diǎn)。圖11 (b)則為用于安裝輔助觸點(diǎn)的夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。夾具1用于將其固定在斷路器動(dòng)觸頭端附近合適的位置，當(dāng)需要測(cè)合閘特性的時(shí)候，應(yīng)讓輔助觸點(diǎn)剛好與斷路器動(dòng)觸頭側(cè)的動(dòng)觸頭接觸。這樣測(cè)得的合閘平均速度即為該斷路器全部合閘行程的平均速度。當(dāng)需要測(cè)分閘特性的時(shí)候，斷路器處于合閘位置則應(yīng)使輔助觸點(diǎn)放在離動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)方向上6mm處。這樣測(cè)得的分閘平均速度，即為剛分6mm內(nèi)的平均速度。圖11 真空斷路器測(cè)試示意圖（a）真空斷路器測(cè)試接線示意圖；（b）真空斷路器測(cè)試示意圖FQ分閘線圈；HQ合閘線圈1夾具；2絕緣薄板；3輔助觸頭；4斷路器動(dòng)觸頭4SF6斷路器的測(cè)試由于SF6斷路器滅弧室不能打開(kāi)，不能直接對(duì)動(dòng)觸頭進(jìn)行測(cè)試，通常是對(duì)SF6斷路器機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部分進(jìn)行測(cè)速。當(dāng)對(duì)SF6斷路器測(cè)速時(shí)，可根據(jù)斷路器的具體結(jié)構(gòu)，將傳感頭固定在適當(dāng)位置，并將光柵尺通過(guò)某種方式與斷路器的運(yùn)動(dòng)部分連接，即可實(shí)現(xiàn)測(cè)速，其測(cè)速結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足該斷路器的技術(shù)條件的要求。三結(jié)論功能綜上，成功按照要求設(shè)計(jì)了測(cè)量開(kāi)關(guān)電器的電壓，電流，分合閘速度的方案。在本文所設(shè)計(jì)中，采用光電測(cè)速法測(cè)量斷路器的速度特性時(shí)采用光電傳感器，與斷路器之間沒(méi)有直