新型高压断路器智能检测技术研讨

车江嵘，陆 竑，陈 刚，周 刚，戚中译

（国网浙江省电力公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000）

传统高压断路器试验检测受接线方式、检测模式的制约，需要人工多次接线，反复检测，整个过程环节多、耗费时间长、数据准确率不高，且存在一定的安全隐患。本文从优化接线方式、创新试验模式等方面入手，突破性的发明了高压断路器智能检测技术，彻底改变了传统检测模式，使试验变得高效、安全、准确。同时，使用智能检测技术，将检测步骤由原先的17个减少为3个，检测时间由原先的65 min缩短至7 min，一次试验正确率由原先的88%提升到99.8%.

1 背景

断路器特性试验通过试验线、夹子与断路器航空插头的插针相连控制开关，费时费力，效率不高。而且夹子夹在插针上易掉落，发生短路、触电等事故，极不安全。另外，由于特性仪只能向断路器输出分/合闸控制信号，因此，试验中断路器的弹簧储能和电气解锁需要特别处理，这也为工作的顺利进行埋下一些安全隐患。

具体来说，目前断路器试验中主要存在以下几个方面的问题。

1.1 试验线连接繁杂

当开关正常运行时，输入它的信号有分/合控制信号、弹簧储能电源、电气解锁电源等。这些信号既有交流信号，也有直流信号，共四路八线，它们通过航空插头输入开关，杂而不乱。但是，在做开关特性试验时，主要存在2个问题：①开关特性测试仪只能输出分/合闸控制信号；②输出的控制信号也只是通过试验线和夹子与航空插头的插针一一相连进而控制开关。试验线连接是一项繁杂且需要工作人员极为细心的工作，费时费力，如果出现连接错误的情况，会威胁人们的生命安全，损伤设备。

1.2 开关弹簧储能需手动操作或单独提供电源

在试验过程中，开关合闸之前需要完成弹簧储能，而试验时开关失去了储能电源，无法完成电动储能。要想解决这个问题，最有效的方法就是人工手动储能或者为开关提供单独的储能电源。但是，手动储能费时费力，另外有些开关在检修状态下无法实现手动储能，此时必须电动储能。通常情况下，电动储能的做法是，电源线一端夹住航空插头插针，另一端接入电源。显然，这种做法会威胁操作人员的人身安全，带来触电的危险。

1.3 试验线夹子不可靠

目前，在开关特性试验中，分/合控制信号、弹簧储能电源等都是通过夹子夹在航空插针上输入开关的，这有可能产生一系列的问题。

2 高压断路器一键检测方法

针对上面提出的问题，本文提出了一种高效率的高压断路器一键检测方法，一次连接、一键测量即可实现对高压断路器的全面检测，大大缩短检测时间。

高压断路器一键检测方法是将检测需要的分合闸、解锁、仪表测量等功能整合在一套装置中，将多次重复的人工接线优化成一次性的二次转换装置接线，一次连接、一键测量即可实现对高压断路器的全面检测。一键检测方法摒弃了传统试验中重复查看图纸、多次人工接线的检测模式，将高压断路器检测步骤由原先的查看图纸、人工接线、人工测量、人工储能等17个步骤减少为一次连接、一键测量等3个步骤，平均检测时间由原先的65 min缩短至7 min。传统检测方法如图1所示，一键检测方法如图2所示。

3 高压断路器智能检测装置

发明高压断路器智能检测装置，检测效率提升10倍，并且能够实现自动储能，自动解锁。

3.1 高压断路器智能检测装置

高压断路器智能检测装置由分合闸输入、回路检测、交流储能和直流解锁等模块构成。在实际工作中，通过人机互动界面控制装置发出的各种测试信号传输到高压断路器，即可精确测试分合闸线圈、储能线圈、解锁线圈的直流电阻和电机储能时间等参数，彻底改变试验前多次查看图纸、人工多次重复接线的传统检测模式，检测效率提升10倍。

图1 传统检测方法

图2 一键检测

3．1．1 摒弃传统的试验线和夹子

在此要注意，断路器正常运行时，输入它的信号都是通过航空插件输入的，所以，如果断路器特性仪输出至断路器的分合闸控制信号也能通过航空插座输入，即可彻底摒弃试验线和夹子。但是，目前断路器特性仪并未提供此类航空插件接口，并且断路器特性仪上输出的信号分散，不便于航空插件的接入。

鉴于此，相关人员需要研制一套配套装置——它处在断路器特性仪与断路器之间，可以接入断路器特性仪的控制信号，再通过类似航空插件（后面定义为二次转接头）输出至断路器，从而摒弃试验线和夹子。

3．1．2 实现断路器二次回路（辅助触点）测试

鉴于断路器内部二次回路紧凑不易测试相关回路与辅助触点的情况，可以考虑利用所研制的配套装置，经过二次转接头与断路器连接，通过二次转接头判断触点的通断是否正常。

3．1．3 提供电阻测试信号

在测量电阻时，传统的方式是使用人工万用表测试分合闸线圈、储能线圈等的直流电阻，而配套装置可通过二次转接头向各元件输出测量信号，进而测量相关线圈的直流电阻。

3．1．4 测试弹簧储能时间

在测试中，当通过二次转接头向断路器输入储能电源时开始计时，当储能完成自动切断储能回路时计时结束，以此计算弹簧储能时间。储能电源的输入和计时均可通过配套装置控制。

3．1．5 考虑断路器型号种类的多样性

目前，市场上断路器的型号、种类多种多样，但是，主流的只有五六种，因此，当配套装置信号输出至断路器时，需要考虑不同型号断路器的接入，即考虑通用性。鉴于此，从应用的角度考虑，采用不同型号的二次转接头来解决这个问题，以与不同断路器相匹配。

3.2 自动储能

在传统试验模式下，合闸前需要人工反复操作储能，步骤烦琐，而且掐表计算储能时间存在较大误差。高压断路器智能检测装置内置交流储能电源模块，接通交流储能电源输入至断路器储能电机，实现了自动储能。通过电机电流的产生和消逝精确计算储能时间，解决了传统试验中储能时间测量不准确的问题。

3.3 自动解锁

在传统试验模式下，试验解锁需要打开面板，人工按压限位进行合闸解锁，不仅操作复杂，且易误碰触点，导致弹簧能量瞬间释放，威胁人身、设备安全。而高压断路器智能检测装置内置直流控制模块，能接通直流解锁电源输入至断路器，实现合闸的自动解锁，在减少操作步骤的同时消除安全隐患。

4 全真检测，健康自诊

鉴于上述问题，发明全真检测、健康自诊2项核心技术，完全模拟断路器的运行状态，精确测试断路器参数，智能化判断断路器的健康情况。

4.1 全真检测技术

传统检测采用夹子夹接的方式连接被测断路器和检测设备，夹子易掉落，易误碰相邻插针。全真检测技术通过即插即用二次转换装置模拟实际运行接线方式，建立直流控制系统、交流电源系统、多级电压控制模块，输出与实际运行相同的信号至高压断路器，完全模拟了断路器的实际运行状态，确保了断路器参数测试的精确度，一次试验正确率由原先的88%提升到99.8%.

4.2 健康自诊技术

健康自诊技术是将各种断路器的试验标准固化在程序中，根据各试验参数的允许误差范围设定上下阈值。在试验过程中，测试数据与阈值自动比对、分析，实现对断路器健康状态的智能化判断，判断时间从原先的10 min缩短至10 s内，准确率高达100%.

5 结束语

本文对新型的高压断路器试验智能检测技术进行分析，此新型高压断路器试验检测从根本上改变了高压断路器试验接地的方法。该成果已授权发明专利2项：ZL201010550061.7，ZL201310228066.1；实用新型专利4项：ZL200920196327.5，ZL201420038489.7，ZL201320874015.1，ZL201320874166.7.

［1］周刚，冯悦鸣，胡海平，等.高压断路器智能检测装置的研制［J］.电气应用，2015（4）：52-53.