高压断路器在线检测系统的研究

李睿+杨嘉丞+雷雨虹

【摘要】 在电力系统当中，高压断路器对其能否安全运行起到了至关重要的影响作用，通过在线实时检测高压断路器的状态能够有效帮助电力系统提升安全性和可靠性。通过建立健全高压断路器在线检测系统，预防其出现安全故障对于电力行业有着极为重要的现实意义。为此，本文将通过从简单介绍高压断路器以及高压断路器在线检测系统的组成部分与具体内容作为出发点，进而针对高压断路器在线检测系统的相关方面进行简要分析研究。

【关键词】 高压断路器 在线检测 系统

当前在我国的电力系统当中高压断路器已经成为高压线路以及相关设备进行带电操作的开关，并且得到了广泛的使用。而随着我国社会经济的不断发展，人们对电力供电的安全、质量以及经济性等方面均提出了更高的要求，因此需要工作人员准确掌握高压断路器的实际运行状态。本文将在此背景之下，着重围绕高压断路器在线检测系统进行简要分析研究。

一、高压断路器及在线检测系统的简要概述

1、高压断路器。所谓的高压断路器指的就是在高压环境即3kV以上电力系统当中使用的断路器，高压断路器在电力系统当中同时发挥着故障保护与系统控制两大关键作用。当电力设备或是线路发生故障的情况下，高压断路器负责迅速从电网当中切除故障部分，从而确保其余部分能够正常运行[1]。

2、组成部分。高压断路器检测系统主要由数据采集、存储、分析以及中央管理四个单元组合而成。数据采集、数据存储和数据分析单元将分别负责采集在分段过程中断路器电压量、时间与电流等数据，中央管理单元则主要负责对前三个单元进行总体管理和指挥控制，确保高压断路器在线检测系统能够正常运行。

3、检测内容。高压断路器在线检测系统主要负责统计断路器操动次数、电流开断次数、电压、合闸弹簧的具体状态、气压或者是液压的启动次数等等。

二、高压断路器在线检测系统的具体分析

1、振动检测。在高压断路器在线检测系统当中对于振动的检测，主要是通过使用压电式加速传感器负责实时检测断路器在其具体的动作过程中的机械振动，在连杆上牢牢固定住永久磁铁，从而有效获取具有高分辨率的振动信号。除此之外，在振动检测的过程当中还可以选择使用光学振动传感器的方式。

2、位移检测。在位移检测当中主要是负责实时检测高压断路器的触头，而在此过程当中主要是使用差动变压器法。分合操作断路器时，通过主轴连杆的运动将会带动位移传感器的金属连杆相对其轴式感应变压器的运动，使得位移能够通过位移转换器输出为可同步变换的电压。

3、电流、电压检测。检测高压断路器的电流与电压主要指的是检测分合闸电磁线圈与闸前后的电压和电流。在前者的检测当中，鉴于电流属于直流电流量因此可以使用在高压断路器铁芯开口位置处安装霍尔电流传感器的方式，隔离开二次回路和高压断路器在线检测系统。目前绝大多数闸前后电流、电压以及开断电流为交流高压大电流，因此在检测过程中主要使用光纤电压和电流互感器，用于代替传统的电磁式电压、电流互感器，以有效解决设备体积过于庞大并且缺乏较高的精确度和动态性等种种缺点。

4、A/D转换器。在当前高压断路器在线检测系统当中使用的A/D转换芯片，大多数为14位逐次比较型的A/D转换芯片，这主要是由于该类芯片具有速度快、通道多等重要优势。转换器内部设有±2.5V的参考电源和四个能够同步进行采样或保持的放大器，从而能够同时对四个通道进行模拟信号采样并确保输入信号之间保持对应相位信息。

5、DSP芯片。在选择DSP芯片方面主要使用16位定点数字信号处理器，该处理器经过改进优化，呈现出哈佛结构并且能够完成四级流水线操作，同时具有六条总线，在存储器、专用硬件乘法器与指令集等共同作用下，使得系统处理数据的能力得到显著提升。

6、通讯接口。当前运用在高压断路器在线检测系统当中的通讯接口一般为双向的、平衡传输标准的接口，该种通讯接口能够为多点连接提供支持，事实证明其能够轻松完成32个节点的网络连接创建任务；与此同时，该种通讯接口具有高效的传输速率、布线方面简单并具有绝佳的抗干扰性，比较适用于远距离传输。

三、结束语

总而言之，高压断路器的运行状态对整个电力系统的安全性和可靠性有着重要而深远的影响，因此通过利用高壓断路器在线检测系统，实时检测高压断路器的运行状态，能够有效实现从传统的计划维修向状态维修的过渡。

参 考 文 献

[1]许大宇，李祖明，李先允，毛晓桦. 高压断路器状态在线监测系统研究[J]. 南京工程学院学报（自然科学版），2016，03：35-39.