直流空氣開關(guān)安秒特性測(cè)試儀概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，民用和工業(yè)用電量的急劇增大，保障國(guó)家電網(wǎng)的安全運(yùn)行工作越來(lái)越重要，在電力系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)作為繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、控制操作回路、燈光音響信號(hào)及事故照明等電源之用。其正確工作控制與斷路器動(dòng)作性能息息相關(guān)。目前變電站的直流饋電網(wǎng)絡(luò)多采用樹狀結(jié)構(gòu)，從蓄電池到站內(nèi)用電設(shè)備，一般經(jīng)過(guò)三級(jí)配電，每級(jí)配電大多采用直流斷路器作為保護(hù)電器。由于上下級(jí)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作特性不匹配，在直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)下級(jí)用電設(shè)備出現(xiàn)短路故障時(shí)，經(jīng)常引起上一級(jí)直流斷路器的越級(jí)跳閘，從而引起其它饋電線路的斷電事故，進(jìn)而引起變電站一次設(shè)備如高壓開關(guān)、變壓器、電容器等的事故。為防止因直流斷路器及其它直流保護(hù)電器動(dòng)作特性不匹配帶來(lái)的隱患，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)于新裝和運(yùn)行中的直流保護(hù)電器，規(guī)定了必須進(jìn)行安秒特性測(cè)試，保證性能與設(shè)計(jì)相符，以確保直流回路級(jí)差配合的正確性。國(guó)家電網(wǎng)生技[2005]400號(hào)文《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中第十一、十三項(xiàng)反事故措施明文提出了加強(qiáng)對(duì)各種斷路器、熔斷器的事故預(yù)防和管理工作要求。同時(shí)《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》第4.3條規(guī)定:"直流系統(tǒng)熔斷器應(yīng)分級(jí)配置，上下級(jí)熔體應(yīng)滿足選擇性配合要求。一個(gè)站的直流熔斷器或自動(dòng)空氣斷路器，原則上應(yīng)選用同一制造廠系列產(chǎn)品。使用前宜進(jìn)行安秒特性和動(dòng)作電流抽檢，同一條支路上的空氣開關(guān)和熔斷器不宜混合使用"。

但目前電力系統(tǒng)中使用的直流斷路器的技術(shù)指標(biāo)都是生產(chǎn)廠家在設(shè)備出廠時(shí)提供的數(shù)據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)人員因不具備相應(yīng)的檢測(cè)手段，難以確認(rèn)直流斷路器安秒特性是否符合要求。而且運(yùn)行實(shí)踐證明，隨著時(shí)間的推移，設(shè)備的安秒特性也會(huì)發(fā)生變化，特別是投運(yùn)3年后，設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)發(fā)生偏移，典型后果是斷路器特性發(fā)生變化，從而造成拒動(dòng)、誤動(dòng)或越級(jí)跳閘，引起其他饋電線路的斷電事故，使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了防止這種事故發(fā)生，有必要對(duì)直流系統(tǒng)中的各直流斷路器安秒特性安秒特性進(jìn)行測(cè)試，確定在不同短路電流下斷路器的脫扣時(shí)間，有效的對(duì)直流斷路器安秒特性以及保護(hù)等級(jí)配合進(jìn)行分析，從而核對(duì)直流系統(tǒng)上下級(jí)斷路器之間的級(jí)差配合是否合理。

目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行直流斷路器安秒特性檢測(cè)的機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家用于直流空開安秒特性檢測(cè)的設(shè)備均為固定設(shè)備，如固定的大電流電源、大型負(fù)載電阻，體積大、重量大，不便于移動(dòng)檢測(cè)，分析儀表均為常規(guī)儀表如電壓表、電流表、示波器等，接線復(fù)雜，使用不便，不適應(yīng)各變電站移動(dòng)檢測(cè)需要。

1) 主控部分采用高性能工控機(jī)，Windows XP操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)參數(shù)曲線圖及數(shù)值。

2) 鍵盤、觸摸板輸入(可外接USB鼠標(biāo));5.7寸TFT真彩液晶屏顯示。操作簡(jiǎn)單、界面美觀，所有參數(shù)一目了然。

3) 開關(guān)恒流控制技術(shù)，新型功率器件，1A~500A自主設(shè)定恒流輸出，恒流精度高，負(fù)載能力強(qiáng)，可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

4) 適用于額定電流1A~500A直流斷路器的安秒特性測(cè)試，并可用于6A~100A直流熔斷器的安秒特性測(cè)試。

5) 測(cè)量方式采用全點(diǎn)測(cè)試或抽點(diǎn)測(cè)試，響應(yīng)速度快，測(cè)試精度高，安全可靠。

6) 儀器具有過(guò)熱、過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)功能，電磁兼容性好，抗干擾能力強(qiáng)。

7) 測(cè)試管理軟件可自動(dòng)完成直流斷路器的安秒特性的測(cè)試，并分析測(cè)試數(shù)據(jù)繪 制出斷路器保護(hù)特性曲線(安秒曲線)、以及生成報(bào)表輸出。

8) 工控機(jī)自帶4G存儲(chǔ)空間，可任意存儲(chǔ)測(cè)試記錄，并配備了兩個(gè)USB接口，方便測(cè)試記錄的提取和打印。

9) 儀器采用一體化設(shè)計(jì)，便于攜帶。

按照GB10963-1999家用及類似場(chǎng)所用過(guò)電流保護(hù)斷路器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定斷路器應(yīng)做脫扣特性試驗(yàn)。

1)時(shí)間-電流特性試驗(yàn)

①?gòu)睦鋺B(tài)開始，對(duì)斷路器通以1.13In(約定不脫扣電流)的電流至約定時(shí)間，斷路器不應(yīng)脫扣。然后在5s內(nèi)把電流穩(wěn)定升至1.45In(約定脫扣電流)的電流，斷路器應(yīng)在約定時(shí)間內(nèi)脫扣。

②從冷態(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以2.55In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于1s，并且對(duì)于額定電流小于等于63A的斷路器斷開時(shí)間應(yīng)小于60s，對(duì)于額定電流大于63A的斷路器斷開時(shí)間應(yīng)小于120s。

2)瞬時(shí)脫扣試驗(yàn)

①對(duì)于B型斷路器:從冷態(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以3In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于0.1s;然后再?gòu)睦鋺B(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以5In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)小于0.1s。

②對(duì)于C型斷路器:從冷態(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以5In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于0.1s;然后再?gòu)睦鋺B(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以10In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)小于0.1s。

③對(duì)于D型斷路器:從冷態(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以10In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于0.1s;然后再?gòu)睦鋺B(tài)開始，對(duì)斷路器的各級(jí)通以50In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)小于0.1s。這兩個(gè)試驗(yàn)均應(yīng)滿足時(shí)間-電流動(dòng)作特性表。

時(shí)間-電流動(dòng)作特性

注:⑴電流5s內(nèi)穩(wěn)定至設(shè)定值。

⑵冷態(tài)指試驗(yàn)前未帶負(fù)載，而且在基準(zhǔn)的校準(zhǔn)溫度下進(jìn)行。

工作濕度:≤90%RH。

測(cè)試電流:1~500A。

測(cè)試電流紋波系數(shù):< 2%。

輸出電流穩(wěn)定性:≤±1%。

時(shí)間記錄范圍:1ms~1000s。

最小時(shí)間分辨率:0.1ms。

操作方式:鍵盤、觸摸板(可外接USB鼠標(biāo))。

外形尺寸:530mm×470mm×200mm。

儀器外殼:鋁合金儀表箱。

1.使用前請(qǐng)檢查儀器是否可靠接地。

2.待測(cè)直流短路器是否已經(jīng)斷開其它電氣連接，是否合閘。

3.本裝置為1~500A直流輸出，務(wù)必使每一個(gè)接觸點(diǎn)接牢擰緊。

4.結(jié)束工作后需拆卸下大電流線并放入附件包中妥善保管。

5.等系統(tǒng)正常關(guān)機(jī)后，才能關(guān)閉儀器背后的電源開關(guān)。

1.該儀器裝置屬于精密電子產(chǎn)品，應(yīng)放于溫度-30~70℃，相對(duì)濕度不超過(guò)90%，且空氣中不含有足以引起腐蝕的氣體。

2.校驗(yàn)儀的運(yùn)輸，應(yīng)避免劇烈振動(dòng)和撞擊，并防止雨雪浸濕。

由于上下級(jí)直流斷路器保護(hù)動(dòng)作特性不匹配，在直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)下級(jí)用電設(shè)備出現(xiàn)短路故障時(shí)，經(jīng)常引起上一級(jí)直流斷路器的越級(jí)跳閘，從而引起其它饋電線路的斷電事故，進(jìn)而引起變電站一次設(shè)備如高壓開關(guān)、變壓器、電容器等的事故。為防止因直流斷路器及 其它直流保護(hù)電器動(dòng)作特性不匹配帶來(lái)的隱患，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)于新裝和運(yùn)行中的直流保護(hù)電器，規(guī)定了必須進(jìn)行安秒特性測(cè)試，保證性能與設(shè)計(jì)相符，以確保直流回路級(jí)差配合的正確性。2005年發(fā)布的《直流電源系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范》第十二條第八款規(guī)定"直流熔斷器和空氣斷路器應(yīng)采用質(zhì)量合格的產(chǎn)品，其熔斷體或定值應(yīng)按有關(guān)規(guī)定分級(jí)配置和整定，并定期進(jìn)行核對(duì)，防止因其不正確動(dòng)作而擴(kuò)大事故";《直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定》第二十七條中規(guī)定:"…自動(dòng)空氣斷路器使用前應(yīng)進(jìn)行特性和動(dòng)作電流抽查。…";《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》第十一條中規(guī)定:"…使用前宜進(jìn)行安秒特性和動(dòng)作電流抽檢…"。

直流保護(hù)電器的安秒特性一般在國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室或檢測(cè)站進(jìn)行測(cè)試，設(shè)備占地面積大，需要配置專門的充電裝置和大電流負(fù)載箱，操作復(fù)雜;部分運(yùn)行單位利用變電站蓄電池組對(duì)直流保護(hù)電器的級(jí)差配合進(jìn)行試驗(yàn)，但無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試其電流-動(dòng)作時(shí)間特性。因而造成直流系統(tǒng)投運(yùn)后，現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)人員因不具備相應(yīng)的測(cè)試手段和工具，無(wú)法檢驗(yàn)直流保護(hù)電器的安秒特性是否滿足要求。

根據(jù)直流保護(hù)電器安秒特性測(cè)試的現(xiàn)實(shí)狀況，本公司推出了一種適合變電站現(xiàn)場(chǎng)使用、便于攜帶、自動(dòng)化程度高的直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，可以為運(yùn)行維護(hù)部門提供直流保護(hù)電器動(dòng)作特性的測(cè)試手段，對(duì)直流保護(hù)電器的動(dòng)作特性以及級(jí)差配合進(jìn)行校驗(yàn)，以便提高直流系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

本測(cè)試系統(tǒng)適用于額定電流1A~500A直流斷路器的安秒特性測(cè)試，并可用于6A~100A直流熔斷器的安秒特性測(cè)試。