高壓斷路器機械特性測試儀測試解決方案

1　概述
　　高壓斷路器機械特性測試是開關生產、安裝、調試過程中不可缺少的一項內容，對于檢測、鑒定斷路器的機械特性有重要的意義。固有分（合）閘時間、速度和行程、操作電源質量（操動繞組的I—U曲線）是高壓斷路器能否可靠工作的重要參數。由于高壓斷路器的動作時間短，動作時振動大，早期的檢測裝置由于采樣技術和傳感器技術的水平所限，對于這些瞬變參數的檢測，尤其是對速度和位移的檢測缺乏可信的檢測手段；隨著現代工業技術的發展，目前出品的新型斷路器開距小、速度快，對高壓斷路器機械特性測試儀的要求更加苛刻。因此，市場迫切需要一種具有先進測試原理、現場操作方便、測量數據可靠的新型高壓斷路器測試儀器。

　　隨著計算機技術和傳感器技術的發展，為基于過程測量的非接觸高壓斷路器機械特性測試儀的實現提供了可能。經過反復的市場調研和對位移傳感器現狀及發展趨勢的長期跟蹤，北京合智誠技術有限公司、西安高壓供電局變電修試所、焦作電廠檢修分廠聯合提出了基于過程測試的非接觸式高壓斷路器機械特性測試儀的實施方案，并經過近一年的研制、試驗取得了令人滿意的效果。該儀器根據國標GB 3309—1989和GB 1984—1989標準中有關檢測項目和術語定義進行設計制造，它所能檢測的項目和數據的處理均優于有關國家標準，對速度和位移的測量方法獨特，傳感器不必與斷路器的動作連桿接觸，使得現場測量既方便又可靠，并且可實現過程測量，改變了以往狀態測量法的不足。

2　基于特征狀態測量法

　　狀態測量是指檢測裝置對被測參數的分析、處理和判斷只能基于一些特定的狀態數據，而對其他非特征狀態數據不作記錄和響應。目前對高壓斷路器機械特性的測試，普遍采用的是這種基于特征狀態數據的接觸式測試儀。這種測試儀原理簡單，易于實現，但卻只能對設備被測參數的粗略情況作出定性的判斷。它除了在固有分合閘的測量上能夠讓人接受外，在區分機械動作時間、電氣響應時間方面無能為力，對其他類參數的測試也不盡人意。

　　雖然隨著計算機技術的普及，目前許多電氣測量設備都已數字化，但是限于當時儀器開發時計算機技術和傳感器技術的水平，許多測量設備的測試原理基本是從數字化的角度對傳統模擬測試方法進行簡單的重新解釋，并沒有充分挖掘數字測量方式在數據存儲、處理方面的優勢而作出適當的外延和功能擴充，傳統高壓斷路器機械特性測試儀也不例外。

　　基于狀態測量的高壓斷路器機械特性測試儀對一些動態特性測試、擾動頻繁、多參數聯合衡量的測試不能很好地滿足要求。

　　（1） 對斷路器固有時間的測試。從定義上看，固有時間是指斷路器從發出動作命令到第一個斷口分開或接觸之間的時間，其曲線見圖1，對于電路響應時間和裝置本身的固有動作時間不作區分。固有時間的計時起點由操作指令觸發，計時停止由第一個狀態改變的斷口信號觸發，即固有時間T=t1+t2，從操作繞組的電壓曲線看，時間t1是電路響應時間，合理的講，斷路器的固有動作時間應該以最后一個斷口的位置改變為結束，由于狀態測試的局限性，迫使我們在該測試中忽略了電路的響應時間和斷口不同期時間，這其實是一個折中的妥協方案。

圖1　固有時間曲線

圖1　固有時間曲線