劉建

摘要：本文介紹了中壓開關(guān)設(shè)備中的智能化技術(shù)應(yīng)用，主要包含在線監(jiān)測技術(shù)，開關(guān)柜內(nèi)部的故障電弧及防護(hù)裝置。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；智能化技術(shù)；在線監(jiān)測裝置

一、概述

智能化中壓開關(guān)設(shè)備主要由硬件與軟件組成：（1）可控操作的高可靠開關(guān)設(shè)備；（2）在線檢測裝置可對SF6斷路器、油斷路器、其它電器設(shè)備及環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；（3）先進(jìn)的傳感器可實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)可靠轉(zhuǎn)換；（4）中壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)緊湊、小型化。

二、在線監(jiān)測裝置

1 在線監(jiān)測技術(shù)

中壓開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測包括斷路器機(jī)械、電器性能監(jiān)測。如合、分閘線圈電流、操動(dòng)機(jī)構(gòu)特性、觸頭行程和速度、振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測、中壓開關(guān)柜內(nèi)母線聯(lián)結(jié)處溫升檢測。

2 斷路器機(jī)械故障的監(jiān)測

2.1 斷路器合、分閘線圈電流的監(jiān)測

如果高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)是電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其合、分閘線圈一般由直流電源供電。經(jīng)驗(yàn)表明：合、分閘線圈的電流可以作為診斷機(jī)械故障的信息，合、分閘線圈的電流訊號(hào)可由補(bǔ)償式霍爾電流傳感器給出。利用比較電流波形的變化或差異可以診斷出操作機(jī)構(gòu)的故障程度。

2.2 行程、速度的監(jiān)測

斷路器觸頭剛分速度對滅弧性能影響很大，適當(dāng)提高剛分速度對減少電弧能量、減少零部件的燒損有很大作用，但過分增大剛分速度不一定能提高滅弧性能，反而會(huì)加重操動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)；同樣斷路器觸頭合閘速度對滅弧性能也有很大影響。因此，對斷路器觸頭的行程、速度特性的測量及在線監(jiān)測是很重要的。為了完成正確測量，必須選取合適的位移傳感器。

2.3 中壓開關(guān)柜母線聯(lián)結(jié)處溫升在線檢測

母線聯(lián)結(jié)處溫升在線檢測裝置裝置，其特點(diǎn)如下：

（1）母線通過電流時(shí)，其交變電磁場提供了溫度傳感器探頭所需的工作電源。要求母線中通過電流40A（50Hz）時(shí)，傳感探頭就能正常工作，而短路故障所產(chǎn)生的短路電流不會(huì)損壞傳感器。

（2）因?yàn)樵跍y量點(diǎn)處有強(qiáng)的電磁場，且處于高電位，所以采用紅外調(diào)制發(fā)射技術(shù)。紅外發(fā)光二極管把高電位處溫度值（脈沖值）發(fā)送到低電位處的紅外接收器上?？梢园褞讉€(gè)傳感器的測量值送到同一接收器上。

（3）溫度傳感單元是由石英晶體、輔助電源及訊號(hào)輸出回路組成?？梢苑奖愕匕惭b在母線聯(lián)結(jié)處。石英晶體溫度傳感器特點(diǎn)是體積小、準(zhǔn)確度高，耐老化性好。

1992年5月ABB提供的新型溫度監(jiān)視系統(tǒng)，在一面中壓開關(guān)柜12個(gè)接點(diǎn)處（母線接觸處）的暴露部分安裝上這種尺寸極小的溫度傳感單元，其中三個(gè)傳感單元安裝在母線聯(lián)結(jié)處、三個(gè)裝在斷路器上端的連接線處，另三個(gè)在電纜終端。在一般情況下僅使用九個(gè)傳感器，因?yàn)閿嗦菲飨露私泳€與電纜終端的距離很近。

三、故障電弧保護(hù)裝置

一般電弧防護(hù)裝置由三部分組成：保護(hù)主單元；過流、弧光檢測輔助單元；電弧光傳感器。

1電弧光傳感器

作為光感應(yīng)元件，安裝在開關(guān)柜母線室的幾個(gè)位置，檢測發(fā)生故障時(shí)突然增加的光強(qiáng)。

2過流、弧光檢測輔助單元

弧光檢測輔助單元收集來自電弧光傳感器的光信息，再傳送給主單元。過流檢測輔助單元提供過流動(dòng)作信息，它是動(dòng)作判據(jù)之一，可進(jìn)一步保證電弧光保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)作準(zhǔn)確性、可靠性。

3保護(hù)主單元

它是電弧光保護(hù)系統(tǒng)的核心，它用于管理和控制整個(gè)電弧光保護(hù)系統(tǒng)。它接收檢測短路電流和來自電弧光傳感器的信息，對收集的數(shù)據(jù)處理、判斷，如果確認(rèn)是電弧故障，則發(fā)出跳閘命令，使進(jìn)線斷路器跳閘，即切斷進(jìn)線電源。如進(jìn)線斷路器不能跳閘（拒動(dòng)），則啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)邏輯，發(fā)跳閘命令給上一級(jí)斷路器來切斷電源。此外根據(jù)過流、弧光檢測輔助單元送來的信息，提供弧光故障點(diǎn)和報(bào)警信號(hào)。

五、結(jié)束語

1.智能化成套開關(guān)設(shè)備是新一代電器產(chǎn)品，它溶合了計(jì)算機(jī)、信息、控制、傳感器與微子技術(shù)，將每臺(tái)智能化單元的通信接口與值班室計(jì)算機(jī)相連，就可構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可以就地及遠(yuǎn)方實(shí)現(xiàn)保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)變電站廣域監(jiān)測和診斷。

2.計(jì)算機(jī)技術(shù)及電磁兼容性（EMC）水平提高，使智能化測控裝置比傳統(tǒng)的機(jī)電式測控產(chǎn)品更加可靠，多年來運(yùn)行已證明了這一點(diǎn)。

3.按狀態(tài)維護(hù)技術(shù)建立在線監(jiān)測技術(shù)、信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，在線監(jiān)測項(xiàng)目可按實(shí)際需要決定。endprint