周藝

天津百利電氣有限公司 天津 300380

斷路器附件是否可靠對(duì)斷路器的可靠性具有一定影響，檢測(cè)、試驗(yàn)斷路器附件的參數(shù)，這有助于提高產(chǎn)品的可靠性與質(zhì)量。測(cè)量欠壓脫扣器與電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)這兩個(gè)關(guān)鍵附件的電氣參數(shù)，設(shè)計(jì)檢測(cè)裝置。

1 常見(jiàn)附件故障

1.1 電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)

啟動(dòng)電機(jī)時(shí)出現(xiàn)故障，或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障，機(jī)械頂卡引起電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)運(yùn)行，到達(dá)一定時(shí)間時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行。電機(jī)啟動(dòng)一段時(shí)間后額定運(yùn)行，未能完成儲(chǔ)能過(guò)程時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者電機(jī)故障，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。電機(jī)啟動(dòng)一段時(shí)間后額定運(yùn)行，完成儲(chǔ)能過(guò)程，但是由于微動(dòng)開(kāi)關(guān)故障沒(méi)有將電源電路切斷，儲(chǔ)能彈簧到達(dá)極限，電機(jī)堵轉(zhuǎn)運(yùn)行到達(dá)一定時(shí)間后停止運(yùn)行。

1.2 欠壓脫扣器

欠壓脫扣器的輸入電壓降低至額定電壓的35%-70%時(shí)，欠壓脫扣器執(zhí)行脫扣動(dòng)作。當(dāng)環(huán)境雜物影響、銜鐵吸合效果不理想、線(xiàn)圈長(zhǎng)時(shí)間通電等，都會(huì)引起線(xiàn)路中的電流增加而引起線(xiàn)圈燒毀、發(fā)熱，引起脫扣器線(xiàn)圈失電、控制回路不通而喪失脫扣功能[1]。

2 附件試驗(yàn)

2.1 電動(dòng)操作的試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)過(guò)程為：試品處于分閘狀態(tài)，開(kāi)始試驗(yàn)后，給動(dòng)作信號(hào)，開(kāi)始儲(chǔ)能，等待一段時(shí)間后完成儲(chǔ)能，一段時(shí)間后給出合閘信號(hào)，斷路器合閘，合閘后一段時(shí)間給分閘信號(hào)，斷路器執(zhí)行分閘操作[2]。

2.2 欠電壓脫扣器試驗(yàn)過(guò)程

斷路器合閘，電源電壓額定值，調(diào)壓器降壓直到電壓低至一定程度，此時(shí)斷路器在欠電壓脫扣器的作用下脫扣，完成脫扣后等待一段時(shí)間讓電壓降為0，經(jīng)調(diào)壓器升壓，直至電壓恢復(fù)正常。

2.3 檢測(cè)參數(shù)

檢測(cè)儲(chǔ)能過(guò)程時(shí)，對(duì)儲(chǔ)能附件電流及其電流持續(xù)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能時(shí)間超過(guò)門(mén)限值，或者儲(chǔ)能電流超過(guò)門(mén)限值，則判斷儲(chǔ)能時(shí)間超限、儲(chǔ)能電流超限故障范疇；檢測(cè)合閘過(guò)程時(shí)，對(duì)合閘附件電流及其電流持續(xù)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)值發(fā)現(xiàn)閉合電流、閉合時(shí)間超過(guò)門(mén)限值，則判斷合閘電流超限、合閘時(shí)間超限；檢測(cè)分閘過(guò)程時(shí)，對(duì)分閘附件電流及其電流持續(xù)時(shí)間檢測(cè)，當(dāng)超過(guò)門(mén)限值則判斷為分閘電流超限、分閘時(shí)間超限；檢測(cè)欠壓脫扣過(guò)程時(shí)，對(duì)欠壓脫扣電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)脫扣電壓超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，判斷試品失效[3]。

3 附件試驗(yàn)與檢測(cè)裝置

采用計(jì)算機(jī)控制柜與試驗(yàn)柜組成檢測(cè)系統(tǒng)，整體見(jiàn)圖1。

圖1 試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

3.1.1 主電路

電源包括直流與交流形式，采用電動(dòng)調(diào)壓器進(jìn)行整流的輸出得到直流，這樣就能為各種規(guī)格的試品提供電源，由J1-J4對(duì)各試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行控制，主電路還包括電壓檢測(cè)、分閘合閘檢測(cè)、儲(chǔ)能電流檢測(cè)以及欠壓電流檢測(cè)的引出端。

3.1.2 信號(hào)采集

采用USB-7648數(shù)據(jù)采集卡與霍爾傳感器采樣。

3.1.3 控制電路

采用交流繼電器與斷路器的各部件的升壓與降壓一一對(duì)應(yīng)，通過(guò)板載PCL-720進(jìn)行控制。

3.1 .4同步電路

試驗(yàn)中，要采集儲(chǔ)能、合閘、分閘、欠壓脫扣過(guò)程的信號(hào)。采用外觸發(fā)的啟動(dòng)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)外觸發(fā)。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

3.2.1 模塊化設(shè)計(jì)

Labview環(huán)境下開(kāi)發(fā)軟件，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，模塊調(diào)用關(guān)系見(jiàn)圖2。其中的AD控制模塊用于采集試驗(yàn)電流與電壓，系統(tǒng)為并行采樣，異步讀取。

圖2 模塊調(diào)用圖示

3.2.2 試驗(yàn)?zāi)K

試驗(yàn)?zāi)K具有控制試驗(yàn)運(yùn)行以及記錄試驗(yàn)結(jié)果的功能，具有查詢(xún)參數(shù)、運(yùn)行試驗(yàn)、設(shè)置參數(shù)以及初始化的功能。實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是對(duì)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)以及欠電壓脫扣器進(jìn)行試驗(yàn)。

（1）電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。程序控制下，對(duì)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)執(zhí)行儲(chǔ)能操作，儲(chǔ)能過(guò)程中對(duì)操作機(jī)構(gòu)中的電流進(jìn)行檢測(cè)，從而判斷操作機(jī)構(gòu)是否可以可靠地完成儲(chǔ)能操作，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)能附件電流的持續(xù)時(shí)間、附件電流進(jìn)行檢測(cè)，判斷其是否超限。完成儲(chǔ)能后，程序控制下進(jìn)行合閘操作與分閘操作，在這一過(guò)程中對(duì)斷路器主觸頭電壓進(jìn)行檢測(cè)，從而判斷試品的合閘、分閘操作是否可靠，對(duì)閉合附件的電流持續(xù)時(shí)間以及電流進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否超限。當(dāng)這一過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，程序記錄故障信息，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。當(dāng)失效次數(shù)過(guò)多，達(dá)到閾值時(shí)，此時(shí)判斷試品失效，終止試驗(yàn)[2]。

（2）欠壓脫扣。試驗(yàn)時(shí)，程序控制下，30s內(nèi)將電源電壓從額定值降低至0V，對(duì)欠壓脫扣器分?jǐn)鄶嗦菲鲿r(shí)的欠壓電壓進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證是否在額定電源30%-70%范圍內(nèi)釋放以脫扣斷路器。當(dāng)斷路器欠壓脫扣時(shí)，此時(shí)斷路器斷開(kāi)，主觸頭兩端的電壓從0增高，對(duì)斷路器觸頭的改變時(shí)刻進(jìn)行判斷，這一時(shí)刻的電壓瞬時(shí)值就是欠壓脫扣電壓。

4 結(jié)語(yǔ)

本文確定了故障分析方法以及試驗(yàn)方法，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的電氣參數(shù)進(jìn)行了明確，設(shè)計(jì)了檢測(cè)裝置以及附件試驗(yàn)的裝置以及程序。這一系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種框架式斷路器附件的電氣參數(shù)檢測(cè)，其應(yīng)用價(jià)值較高。