一種基於衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法
2023-09-12 10:35:15
一種基於衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法
【專利摘要】一種基於衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法，其中斷路器迴路電阻檢測電路包括有超級電容器和標準電阻，斷路器迴路電阻的測量採用電壓比法，超級電容器被用作衝擊大電流發生電源，用於產生檢測用衝擊大電流；若斷路器多斷口斷路器，且斷路器滅弧室並聯有均壓電容時，均壓電容對於基於衝擊大電流的迴路電阻檢測沒有影響；為消除檢測電路中引線電感的影響以準確測量斷路器迴路電阻，斷路器迴路電阻上的電壓值只需採集檢測迴路電流達到峰值時電壓線測得的電壓值即可，也可採用屏蔽線消除互感的影響，以及消除現場的電磁幹擾，避免幹擾信號進入測量線。
【專利說明】—種基於衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及斷路器領域，具體涉及一種斷路器迴路電阻的檢測方法。
【背景技術】
[0002]迴路電阻是斷路器性能的重要特性參數。若迴路電阻增大，會導致斷路器觸頭電損耗增大，溫度升高。斷路器的觸頭設計都有其熱容量的限制，一旦超過觸頭所能承受的熱容量的範圍，斷路器就會處於非常危險的狀態，造成開關故障，影響系統安全。因此，定時檢測斷路器迴路電阻是十分重要的。
[0003]目前，普遍採用直流電流進行斷路器迴路電阻檢測。斷路器迴路電阻阻值很小，一般為幾十到幾百微歐。若測量電流較小，則在斷路器上產生的電壓降就很小，這樣對測量壓降儀器的靈敏度要求就會很高，而且小電流不能消除觸頭上的氧化膜，所以不僅使測量難度增大，也很難做到精確測量。這就要求使用大電流進行斷路器迴路電阻檢測。一般直流大電流檢測裝置的體積，會隨著輸出電流的提高而顯著增大，對裝置元件的散熱能力也提出很高的要求。
【發明內容】
[0004]本發明提出了一種採用衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法。該方法測量電流峰值達1000A以上，可以有效提高測量迴路電阻的精度。
[0005]本發明的基於衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法，其中斷路器迴路電阻檢測電路包括有超級電容器和標準電阻，斷路器迴路電阻的測量採用電壓比法，超級電容器被用作衝擊大電流發生電源，用於產生檢測用衝擊大電流。
[0006]進一步，若斷路器多斷口斷路器，且斷路器滅弧室並聯有均壓電容時，均壓電容對於基於衝擊大電流的迴路電阻檢測沒有影響。多斷口斷路器均壓電容上的電流值非常小為納安級，而檢測迴路電流為千安級，因此均壓電容對於檢測迴路的影響可忽略不計，均壓電容並不影響測量電路電流波形與電流峰值。
[0007]更進一步，為消除檢測電路中引線電感的影響以準確測量斷路器迴路電阻，斷路器迴路電阻上的電壓值只需採集檢測迴路電流達到峰值時電壓線測得的電壓值即可，其中電壓線是用於檢測斷路器電壓的信號線。引線電感不會影響測量電路衝擊大電流的產生，但會使實際檢測得到的斷路器電壓為引線電感電壓與迴路電阻電壓值和，導致測量結果偏大。當迴路電流達到峰值時，此時的測量值為真實迴路電阻電壓值，可通過這樣的方法進行迴路電阻測量。
[0008]更進一步，為完全消除檢測電路中引線電感的影響以準確測量斷路器迴路電阻，可採用屏蔽線消除互感的影響，以及消除現場的電磁幹擾，避免幹擾信號進入測量線。其中電流線為主放電迴路接線，電壓線是用於檢測斷路器電壓的信號線，電流線和電壓線懸掛在斷路器斷口兩端，電流線與電壓線基本呈平行緊貼狀態。
[0009]更進一步，對電壓值的採集可採集多次，而後進行迴路電阻的計算，之後再取平均值。
[0010]本發明提出了基於超級電容器產生千安級衝擊大電流，用於測量斷路器迴路電阻的方法，其測量精度非常高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1電壓比法測量原理
[0012]圖2實驗電路圖
[0013]圖3分流器電壓波形圖
[0014]圖4超級電容器等效模型
[0015]圖5超級電容器仿真模型
[0016]圖6單斷口斷路器迴路電阻檢測仿真電路
[0017]圖7雙斷口斷路器迴路電阻檢測仿真電路
[0018]圖8電容器充電電壓設為15V時，均壓電容上波形
[0019]圖9當L = 200 ii H時，迴路電流波形
[0020]圖10迴路電阻檢測現場接線圖
[0021]圖11斷路器電壓測試線實際測得電壓波形
[0022]圖12迴路電阻的電壓波形
[0023]圖13檢測迴路的電流波形
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本發明做進一步的說明。
[0025]1.基於超級電容器的衝擊大電流測量方法
[0026]本發明採用電壓比法進行斷路器迴路電阻測量。測量原理如圖1所示，測量迴路電阻電壓Uk和標準電阻上的電壓I。由歐姆定律可得迴路電阻值為8 =—I其中r是阻值已知的標準電阻。
[0027]為了實現衝擊大電流檢測，本發明採用超級電容器作為衝擊電流檢測電路電源。超級電容器顧名思義就是超大容量電容器，也稱為雙電層電容器，為被動式靜電雙層儲能器件。超大容量電容器由表面多孔活性炭和有機電解液組成，外部通過氬弧焊方法焊接外殼密封，並通過電極與外部環境聯接。超級電容器容量最大可達1000F，使用壽命長達500000次，且充電速度快，大電流放電能力強，是理想的衝擊電流發生電源。
[0028]2.測量方法實驗研究
[0029]本發明利用兩個分流器分別作為標準電阻和斷路器迴路電阻進行試驗研究，實驗電路如圖2所示。其中BN-CDJ33V25A作為超級電容器的充電器，最大充電電壓為33V，最大充電電流為25A ；SCPM321546超級電容器模塊作為電源，該模塊內阻為IOmQ，電容器容量為54F，最大額定電壓為32V(電壓可在範圍內任意調整)；繼電器SSR-10DD控制超級電容器充電；晶閘管MTC500(該晶閘管型號與圖2中的型號不一致，需由 申請人:核實並修改為一致)控制超級電容器放電；分流器l(75mV/750A)作為標準電阻；分流器2 (75mV/1000A)用作模擬斷路器迴路電阻。[0030](I)衝擊大電流檢測方法的實現
[0031]圖3為實驗測得兩分流器電壓波形圖，由圖可知其呈現為衝擊波形，由於分流器為純電阻，由歐姆定律可知電壓波形與電流波形一致，故迴路電流波形亦為衝擊波形。
[0032]表1為當電容器衝擊電壓變化時，迴路電流峰值。由表1可知，當充電電壓達到12V時，主迴路電流就已經達到了千安級，試驗證明利用超級電容器作為電源，可以實現衝擊大電流檢測的目的。
[0033]表1電容器充電電壓與迴路電流峰值關係
【權利要求】
1.一種基於衝擊大電流檢測斷路器迴路電阻的方法，其中斷路器迴路電阻檢測電路包括有超級電容器和標準電阻，其特徵在於，所述斷路器迴路電阻的測量採用電壓比法，且所述超級電容器被用作衝擊大電流發生電源，用於產生檢測用衝擊大電流。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，若斷路器為多斷口斷路器，且斷路器滅弧室並聯有均壓電容時，所述均壓電容對於基於衝擊大電流的斷路器迴路電阻檢測沒有影響。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，為消除檢測電路中引線電感的影響以準確檢測斷路器迴路電阻，斷路器迴路電阻上的電壓值只需採集檢測迴路電流達到峰值時由電壓線測得的電壓值即可，其中電壓線是用於檢測斷路器電壓的信號線。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，為消除檢測電路中引線電感的影響以準確測量斷路器迴路電阻，可採用屏蔽線以消除電流線與電壓線之間的互感的影響，以及消除現場的電磁幹擾，避免幹擾信號進入電流線和電壓線；其中電流線為主放電迴路接線，電壓線是用於檢測斷路器電壓的信號線，電流線和電壓線懸掛在斷路器斷口兩端，電流線與電壓線基本呈平行緊貼狀態。
5.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，優選的，電壓值的採集可採集多次，而後進行迴路電阻的計算，之後再取平均值。
【文檔編號】G01R27/14GK103487659SQ201310412008
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】夏小飛, 鄧雨榮, 黃金劍, 陳慶發, 魯鐵成 申請人:廣西電網公司電力科學研究院