[发明专利]一种断路器不同期时间带电测量装置与测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于变电领域的测量装置和测量方法，尤其涉及一种断路器不同期时间带电测量装置与测量方法。

背景技术

断路器是电网中数量最为庞大的电力设备，起着控制和保护的作用，一旦发生故障，将直接导致电网事故，还可能导致现有事故的扩大，给国民经济和社会稳定带来巨大的负面影响。统计表明，70%以上的断路器故障属于机械性质，不同期时间是表征断路器机械特性的重要指标。断路器的不同期时间是指断路器在分/合闸时，三相中分/合时间最大值与最小值的差值。不同期时间越长，电网处于非全相工作的时间越长，产生过电压的可能性越大，对电网的损害越大。因而，相关规程明确规定了断路器的不同期时间限值，即分闸的不同期时间不得超过3ms，合闸的不同期时间不得超过5ms。

现有断路器不同期时间的测量方法主要包括：电秒表法、示波器法及开关动特性测试仪法等。电秒表法测量结果直观，但精度较差，现在已很少使用。示波器法虽然接线较为复杂，仪器昂贵，但测量精度高，自由度大，适宜在一些特殊测量中应用，如仅需测量单个断口时间参数等。开关动作特性测试仪将所有测量步骤程序化，使用简单方便，是当前使用最为广泛的时间参数测量方法。现有断路器不同期时间的测量方法中普遍存在以下问题：

1．无法在线进行检测。当前所有的测试方法都需要在断路器断口上接线，将断路器退出运行进行离线测试，无法实现带电监测。而断路器实际运行过程中，开断与闭合开关过程中均有负荷电流引起的电动力参与。当断路器存在某种缺陷时，离线测试的结果可能满足相关要求，却掩盖了缺陷。由于电动力的存在，存在缺陷的断路器带负荷进行分断与闭合时，其时间参数就很可能不满足相关要求，继而引起开关事故。

2．测量周期长。由于无法在线测量，断路器特性测试只能在停电期间进行，测试间隔长，数据缺乏连续性，无法及时反映断路器性能的变化。

3．接线复杂。传统特性参数测量需要断开断路器与系统的连接，在各端口两端接线，还要在断路器的操作控制回路中接线，对于大型的多断口断路器来说，接线点多，需要登高操作，在运行中的变电站，存在安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种断路器不同期时间带电测量装置与测量方法，能够实现断路器不同期时间的带电检测，无需直接接触断路器，操作简单快捷，极大地提高了检测效率，能够杜绝安全隐患。

本发明采用下述技术方案：

一种断路器不同期时间带电测量装置，包括电磁波信号采集模块、信号调理放大模块、模数转换模块和处理模块，电磁波信号采集模块的信号输出端连接信号调理放大模块的信号输入端，信号调理放大模块的信号输出端连接模数转换模块的信号输入端，模数转换模块的信号输出端连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端连接显示模块的信号输入端。

所述的信号调理放大模块包括信号调理器和功率放大器。

所述的电磁波信号采集模块采用平面等角螺旋射频天线。

一种利用权利要求1所述的测量装置进行断路器不同期时间带电测量的方法，包括以下步骤：

A: 利用电磁波信号采集模块采集断路器因分/合闸而产生开关电弧时激发出的射频电磁波，并将采集到的信号发送至信号调理放大模块；

B: 利用信号调理放大模块对电磁波信号采集模块采集到的信号进行滤波和放大处理，并将处理过的信号发送至模数转换模块进行转换；

C: 模数转换模块将模拟信号转换为数字信号后发送至处理模块进行处理；

D: 处理模块对模数转换模块发送的数字信号进行分析处理，通过计算电磁波信号的时间差从而得出断路器的分/合闸不同期时间，并通过显示模块进行显示。

所述的电磁波信号采集模块采用射频天线，射频天线的工作频带为500MHz-2GHz。

所述的信号调理放大模块包括信号调理器和功率放大器，信号调理器的下限截止频率不低于500MHz，上线截止频率不高于2GHz，频带内的增益为不低于20dB；功率放大器的下限截止频率为1GHz，上限截止频率为2GHz，频带内的增益为20dB；对射频天线所采集到的射频信号进行包络检波的持续时间不低于150μS。

步骤A中，电磁波信号采集模块的采样率不低于1MS/s。

所述的射频天线为平面等角螺旋射频天线。

所述的步骤A中，平面等角螺旋射频天线的放置位置对准断路器中间相。

处理模块对射频天线所采集到的射频信号进行包络检波的持续时间不低于150μS。