断路器电寿命状态监测系统的研发

【摘要】 研究得知，断路器是电力系统中一种重要的开关电器，其运行状态与电力系统的运行稳定性和安全性密切相关，因此，开发一种断路器寿命状态检测系统，对于提高电力系统的稳定性和安全性具有重要的意义。

【关键词】 断路器 点寿命状态 监测系统 研发

前言：高压断路器广泛应用于电力系统中，其使用寿命周期较长，但是，由于长期运行故障，容易出现因机械特性不良而导致断路器故障的问题，严重降低了电力系统的安全性。通过断路器电寿命监测系统可以及时的发现故障隐患以及对故障预估，因此，本文对其进行了深入研究 [1]。

一、断路器电寿命状态监测的意义

据统计，变电站的维护费用大多耗费在了高压断路器的维护上。而目前断路器维修大多会采取完全解体的方式，既费时间，成本也较高，且检修也没有针对性[2]。对断路器的电寿命状态进行在线监测，既能准确、及时地反映断路器的运行状态，还能分析电寿命状态的变化趋势，预测断路器使用寿命，为断路器的维护提供可靠的依据，从而减少断路器的维护的费用，能够有效提高电力系统的稳定性[3]。因此，断路器在线监测技术也必然会得到越来越广的应用。

二、断路器电寿命状态监测系统的开发

2.1技术性能参数

1）工作电源：输入电压85～264VAV/120V～370VDC±20%功耗：最大50W。

2）尺寸及重量：a.重量：3公斤；b.尺寸：270mm×180mm×98mm。

3）故障电流输入：a.量程20%负载：0.1VA；b.最大峰值电流：200%CT满量程1S；c.持续电流输入：CT满量程；峰值电流；c.CT满量程至壳体绝缘耐压：2500Vrms；相间绝缘耐压：2500Vrms。

4）故障电流霍尔CT（AC）：a.额定值：0-50，-100，-200，-300A；b.精度：最大值的±5%；尺寸：58*68*22mm；

5）霍尔CT（DC）：a.电源：1W±15V；输入电流：10A；输出电流：10mA；b.精度：

6）辅助接点输入：a.辅助控制信号；48至250VDC；b.输入阻抗：16kΩ至壳体绝缘耐压：1500Vrms；c.相间绝缘耐压：2500Vrms；

7）辅助触头与主触头：a.刚分时间AD调整值：-50至+100mS；b.刚合时间AC调整值：-50至+100mS。

8）内存。OPTIsmart内置大容量FLASH芯片用以存贮事件，数据永不丢失。可以存储10000个事件。在历史数据重新调整时（比如开关主触头进行大修后），每相的I2T数据可被更新。

9）自诊断功能。OPTIsmart有自诊断功能，包括综合检查，内存轮换及电源监测等.绿灯[POWERONLED]灯闪烁表示微信息处理系统工作良好。

2.3传感器信号输入

断路器开断电流信息穿芯AC霍尔CT输入通过套在断路器一次保护CT的二次回路上的穿芯CT可以测量每相开断电流的信息及电弧信息。

2.4分-合-分操作输入电平变化

分闸过程中从辅助开关常开接点打开至辅助开关常闭接点关合一段行程的运动时间，合闸过程中从辅助开关常闭接点打开至辅助开关常开接点闭合一段行程的运动时间。

2.5断路器重要⑹记录

1）分闸操作机构动作时间。操作机构动作时间记录包含一个简单的计时器，每次分闸操作最大持续时间是10个周波。分闸操作机构动作时间的开始时刻由分闸线圈霍尔CT接受到一个认可的下降沿电平输入触发。

2）主触头的电寿命。每次分闸操作在燃弧时间过程中，对每相电弧电流采样（64点/周波），通过把测量到的电流值计算其平方值再乘以采样周期时间T计算与记录I2T及其累加值。I2T累加可以反映电弧能量的破坏性。

3）开断时间。开断时间记录采用了一个时间记录器，开断时间的开始计时由分闸线圈霍尔CT接受到一个认可的上升沿电平触发，开断时间的终止是三相电弧电流的消失时刻，该时刻通过OPTIsmart专用软件检测。

4）储能电机工作状态。在储能电机回路上安装霍尔CT，采集储能电机电流波形、可记录一次储能运转时间（应小于180秒）、记录储能运转次数；显示“未储能”、“已储能”状态。

总结：随着智能变电站建设的不断推进，变电站各个系统通信的网络化，管理的智能化程度也不断提高，变电站的统一信息平台也在不断完善，在此基础上研究与开发基于成熟的断路器在线监测系统具有重大意义。

参 考 文 献

[1]曹军.真空断路器电寿命状态监测系统的研究[J].科技资讯，2014（4）

[2]任志远.分布式高压断路器电寿命状态监测系统的研究[D].华北电力大学，2000.

[3]陈剑光.无接触式真空断路器电寿命在线监测系统的研究[D].华北电力大学，2013.