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1、高压开关关机械特特性测试试仪讲义义高压开关关是指能能开断、关关合、承承载运行行线路的的正常电电流，并并能在规规定时间间内承载载、关合合、开断断规定的的异常电电流（如如短路电电流）的的电器设设备。高高压开关关（也称称高压断断路器）是指额额定电压压为3KV及以上上主要用用于开断断或关合合电路的的高压电电器。高高压开关关的主要功功能是：1、在关关合状态态时应为为良好的的导体，不不仅对正正常电流流而且对对规定的的短路电电流也应应能承受受其发热热和电动动力的作作用；2、对地地及断口口间具有有良好的的绝缘性性能；3、在关关合状态态的任何何时刻，应应能在不不发生危危险过电电压的条条件下，在尽可能短的时间内开
2、断额定短路电流以下的电流；4、在开开断状态态的任何何时刻，应应能在断断路器触触头不发发生熔焊焊的条件件下，在在短时间间内安全全地关合合规定的的短路电电流。由于高压压开关在在电力系系统中担担负着控控制和保保护的双双重任务务，其性性能的优优劣直接接关系到到电力系系统的安安全运行行。所以以，高压压开关的的机械特特性参数数是判断断高压开开关性能能的重要要参数之之一，高高压开关关机械特特性参数数测量是是一项很很重要的的试验项项目，它它是保证证高压开开关的主要参参数在正常工工作时满满足高压压开关标标准的要要求。高高压开关关机械特特性参数数测量包包括动作作时间、速速度参量量、开关关行程、和动作作电压等等测试
3、项项目。第一节 测试方法法的分类类一、高压压开关时时间参量量测试的的方法1、用电电秒表测测量时间间电秒表具具有测量量简单、使使用方便便等优点点。但是是电秒表表难以准准确测量量相间或或断口间间不同期期性，所所以己逐逐渐被取取代。2、光线线示波器器测量时时间使用光线线示波器器可以测测量高压压开关分分、合闸闸时间，同同期差及及分、合合闸电磁磁铁的动动作情况况。这种种方法具具有测量量准确、直直观，且且能同时时测量多多个时间间参量等等优点。由于光线线示波器器时标范范围宽、精精度高，且且能直观观反映出出断路器器在动作作过程中中有关参参量的变变化情况况，因此此，过去去一直是是测量高高压开关关机械特特性的主主
4、要方法法。3、高压压开关机机械特性性测试仪仪这是一类类随着电电子技术术的发展展，应用用计算机机测量技术术解决高压压开关机机械动作作各参数数的测量量仪器，到到目前为为止高压压开关机机械特性性测试仪仪已广泛泛应用于于现场试试验工作作中。二、高压压开关速速度参量量测试的的方法高压开关关的速度度参量以以其分、合合闸速度度来表示示。由于于高压开开关在运运动过程程中每一一时刻的的速度是是不同的的，一般般所关心心的是刚刚分、刚刚合速度度和最大大速度。根根据定义义要求，测测量高压压开关运运动特性性的方法法共分为为3类：1、电磁磁振荡器器测速法法电磁振荡荡器测速速原理如如图1所示。运动纸板板通测速速杆与动动触头
5、连连接。当当振荡电电磁铁线线圈子中中通入50HHz交流电电时，振振动笔以以100次/s的频率率振动，在在运动的的纸板上上绘出周周期为0.001s的振荡荡波形。纸纸板上波波形长度度就是触触头总行行程，行行程间对对应的周周波数，就就是触头头总运动动时间。在在触头运运动过程程中，由由于每相相邻波峰峰间时间间间隔为为0.001s，振动动曲线最最大波峰峰间的厘厘米数就就是触头头的最大大速度值值V maax。刚分分（合）点点位置的的确定如如图2所示。图1节电电磁振荡荡器测速速原理示示意图1-运动动纸板；2-振动笔笔；3-衔铁；4-振动簧簧片；5-线圈；A-刚分分、刚合合点在振荡波波形图上上，首先先要分清清
6、楚分（合合）闸曲曲线的两两个端头头中哪一一端是分分闸位置S1，哪一端端是合闸闸位置S2，然后后以合闸闸位置S2为起始始点，向向分闸方方向量取取一段等等于断路路器超行行程值的的长度S0，以这这一线段段终点位位置为动动静触头头刚分（合合）时刻刻。按国国家标准准规定，取取触头分分离后（接接触前）10mms内的速速度为刚刚分（合合）速度度，所以以视超行行程终点点落在曲曲线的什什么相位位，再取取同相位位的一个个波长，即即为所求求刚分速速度VF或刚合合速度VVH。图2振荡荡器测速速波形图图(a)分分闸速度度曲线；(b)合闸速速度曲线线2、转鼓鼓式、电电位器式式测速法法转鼓式测测速仪是是以连接接在动触触头系
7、统统上的记记录笔，沿沿以恒定定角速度度转动的的转筒上上所画的的曲线来来反映其其运动情情况的。而而电位器器式测速速仪则是是以其滑滑动触点点在电阻阻杆上的的不同位位置所反反映的电电压值来来测量断断路器的的动作状状况。这这两种测测量方法法能直观观判断高高压开关关触头在在整个运运动过程程中有无无卡涩和和缓冲不不良等异异常现象象，能够够粗略测测出高压压开关的的固有分分、合闸闸时间，速速度测量量精度较较高。这这两种方方法较为为简单，缺缺点是较较为笨重重，功能能单一。3、线性性传感器器测速法法这种方法法的原理理是：用用一定分分辨率的的测量尺尺和开关关的动触触头连接接，在开开关一次次分（或或合）过过程中将将动
8、触头头的运动动转化为为测量尺尺的运动动，从而而绘制出出一幅动动触头全全运动过过程的S-t曲线。利利用曲线线中的坐坐标参数数，仪器器就可以以根据速速度定义义自动计计算出对对应速度度（包括括动触头头的行程程）。线性传感感器根据据采用的的介质不不同，可可分为光光电传感感器和线线性电阻阻式传感感器，二二者均可可以在一一次运动动的过程程中采样样线性的的S-t曲线。前前者是采采用行程程变化一一定距离离，便产产生一定定数量的的光信号号脉冲，通通过采样样和计算算光信号号脉冲的的个数和和正反方方向，就就可以精精确采样样动触头头全运动动过程的的S-t曲线。后后者基本本同理，只只不过是是将行程程的变化化，转变变成电
9、阻阻的变化化并加以以测量计计算而已已。线性传感感器根据据使用场场合的不不同，还还可分为为直线传传感器和和转角传传感器。直直线传感感器是直直接采样样直线行行程的S-t曲线，一一般使用用于动触触头较容容易直接接引出，并并连接到到传感器器上的开开关类型型，一般般有油开开关和真真空开关关。后者者是采样样角度行行程的-t曲线，再再通过角角度和直直线的一一定换算算公式，绘绘制出S-t曲线，一一般使用用于动触触头为全全封闭结结构，无无法直接接测量直直线行程程，但可可以测量量角度行行程，并并可以推推算出直直线和角角度之间间近似线线性的换换算公式式的开关关类型，一一般多为为六氟化化硫开关关。4、万能能传感器器测
10、速法法万能传感感器也就就是加速速度传感感器,加速度度传感器器采集的的是动触触头运动动时的加加速度信信号，需需对其进进行一系系列数学学运算，最最终得到到所需的的时间-行程特特性曲线线。加速速度传感感器是安安装在操操作机构构的提升升杆或水水平拉杆杆上，它它只有运运动部分分，无静静止部分分。第二节 高压开关关机械特特性测试试仪工作作原理对高压开开关主要要参数进进行测量量,以往采采用继电电器组合合控制电电路和光光线示波波器,存在精精度低,易烧毁毁继电器器的弊病病.高压开开关机械械特性测测试仪是是新一代代操作测测量仪器器,该类测试试仪以性性单片机机为核心心,采用测测速器测测量速度度,霍尔电电流传感感器测
11、量量操作线线圈电流流,具有操操作安全全,测量准准确,性能稳稳定的特特点。机机构组成成由单片片机、采样/保持电路路、定时时器、测量速速度和电电流模拟拟信号。由由定时器器测量断断口的分分合时间间。高压开关关机械特特性测试试仪工作作原理:先将2000V交流电电源接入入，给主主控制器器CPUU供电，主主控制器器通电后后，控制制光屏显显示器、直流整流电路、分合闸输出电源、速度控制器和弹跳计数电路及分合闸计数电路，时间基准控制弹跳计数电路及分合闸计数电路，同时将基准时间输入主控制器。电源输出信号采样电路将分合闸输出电源信号送回到主控制器，通过信号采样电路将时间端口信号和外部触发信号送回到主控制器，速度控制
12、器将速度端口信号通过速度采样电路将速度信号送回到主控制器。高压开关机械特性测试仪通用工作原理图见图3。图3高压压开关机机械特性性测试仪仪工作原原理图高压开关关机械特特性测试试仪发展展到现在在基本工工作原理理与图3所示没没有很大大的区别别。只是是在功能能上增加加了许多多，比如如有石墨墨触头等等的测试试功能。高压开关关机械特特性测试试仪通过过操作软软件，控控制面板板显示和和面板按按键及打印机机驱动接接口。测测试结束束通过系系统存储储器将数据存存入存储器,保存采采集的数数据。第三节 开关通用用名词解解释一、 触头开距距分位置时时，开关关一极的的各触头头之间或或其连接接的任何何导电部部分之间间的总间间
13、隙。二、行程程（触头头的）分、合操操作中，开开关动触触头起始始位置到到任一位位置的距距离。三、 超行程合闸操作作中，开开关触头头接触后后动触头头继续运运动的距距离。注：对某某些结构构如对接接式触头头，为触触头接触触后产生生闭合力力的动触触头部件件继续运运动的距距离。四、 时间行程程特性合、分操操作中，开开关的动动触头行行程与时时间的关关系。五、 分闸速度度开关分（闸闸）过程程中动触触头的运运动速度度。注：实施施时常以以某尽量量小区段段的平均均值表征征。六、 触头刚分分速度开关分（闸闸）过程程中，动动触头与与静触头头分离瞬瞬间的运运动速度度。注：测试试有困难难时，常常以刚分分后10mss内的平平
14、均值表表征。七、 合闸速度度开关合（闸闸）过程程中，动动触头的的运动速速度。注：实施施时常以以某尽量量小区段段的平均均值表征征。八、 触头刚合合速度开关合（闸闸）过程程中，动动触头与与静触头头接触瞬瞬间的运运动速度度。注：测试试有困难难时，常常以刚合合前10mss内的平平均值表表征。九、 合（闸）位位置（开开关装置置的）保证开关关装置主主回路的的预定连连续性（通通电）的的位置。十、 分（闸）位位置（开开关装置置的）保证开关关装置主主回路中中分闸的的触头间间具有预预定（电电气）间间隙的位位置。十一、 合（闸）时时间从接到合合（闸）指指令瞬间间起到所所有极触触头都接接触瞬间间的时间间间隔。注1：合
15、合（闸）时时间包括括开关合合闸所必必需的并并与开关关组成一一整体的的任何辅辅助设备备的动作作时间。注2：对对装有并并联电阻阻的断路路器，需需把与并并联电阻阻串联的的触头都都接触瞬瞬间前的的合闸时时间和主主触头都都接触瞬瞬间前的的合（闸闸）时间间作出区区别，除非另另有说明明，合（闸闸）时间间就是指指直到主主触头都都接触瞬瞬间的时时间。十二、 分-合时时间（自自动重合合时）重合操作作时，从从所有极极的弧触触头都分分离瞬间间起到所所有极各各弧触头头都重新新接触瞬瞬间的时时间间隔隔。十三、 无电流时时间（自自动重合合时）自动重合合闸中，开开关分操操作时，从从各极均均熄弧起起到随后后重新合合时任意意一极
16、首首先通过过电流时时的时间间间隔。注1：对对装有并并联电阻阻的断路路器，需需对下列列情况作作出区别别：即不包括括从主电电弧熄灭灭瞬间起起到电阻阻电流电电弧熄灭灭瞬间的的时间间间隔，也也不包括括从建立立电阻电电流瞬间间起到建立全全电流瞬瞬间的时时间间隔隔的无电电流时间间。包括上述述一种或或两种时时间间隔隔的无电电流时间间。注2：无无电流时时间可以以由于预预击穿时时间和燃燃弧时间间的变化化而不同同。十四、 重合闸时时间重合闸操操作中，从从接到分分闸指令令瞬间起起到所有有极的动动静触头头都重新新接触瞬瞬间的时时间间隔隔。十五、 合-分时时间；金金属短接接时间在合操作作中，从从所有极极各触头头都接触触
17、瞬间起起到随后后的分操操作时在在所有极极中弧触触头都分分离瞬间间的时间间间隔。注：除非非另有说说明，即即认为与与开关装装在一起起的分闸闸脱扣器器是在首首合极中中各触头头都接触触瞬间通通电。这这种情况况下的合合、分时间是是最短的的合、分分时间。十六、 分闸时间间（开关关的）从开关分分闸操作作起始瞬瞬间（即即接到分分闸指令令瞬间）起起到所有有极的触触头分离离瞬间的的时间间间隔。注：对装装有并联联电阻的的断路器器，需把把直到弧弧触头都都分离瞬瞬间的分分闸时间间和直到到带并联联电阻的的串联触触头都分分离瞬间间的分闸闸时间作作出区别别。除非非另有说说明，分分闸时间间就是指指直到主主触头都都分离瞬瞬间的时
18、时间。十七、 开关合（闸闸）同期期性开关合时时各极间间及（或或）同一一极各断断口间的的触头接接触瞬间间的最大大时间差差异。十八、 开关分（闸闸）同期期性开关分时时各极间间及（或或）同一一极各断断口间的的触头分分离瞬间间的最大大时间差差异。十九、 时间-电电流特性性在规定操操作条件件下，表表示时间间（例如如动作时时间）作作为预期期电流的的函数的的曲线。二十、 弹跳次数数开关动触触头与静静触头在在分(合)闸操作中中，分开开(合上)的次数数。二十一、 弹跳时间间开关动触触头与静静触头在在分(合)闸操作作中，从从第一次次分开(合上)开始到到最后稳稳定地分分开(合上)为止的的时间。二十二、 分(合)闸平
19、均均速度开关分(合)闸操作作中，动动触头在在整个运运动中的的行程与与时间的的比值。注：对于于装有分分闸缓冲冲的真空空断路器器，分闸闸平均速速度是指指开关分分闸操作作中，动动触头在在被缓冲冲前的行行程中与与该段行行程中所所用时间间的比值值。第四节 高压开关关机械特特性测试试仪技术术条件一、 技术参数数仪器的测测量时间间、测量量行程和和测量速速度应满满足如下下要求：a) 测量时间间：不小小于开关关分、合合闸时间间，分辨辨率：00.011ms；b) 测量行程程：由不不同传感感器确定定（不小小于开关关行程的的1200%）；c) 测量速度度：真空空开关不不小于2m/ss，非真真空开关关不小于于15m/s
20、。二、 误差仪器的测测量误差差应满足足如下要要求：a) 时间测量量误差：1) 200mms以内0.11ms+1个字；2) 200mms以上2%。a) 同期性时时间测量量误差：测试仪仪同期性性时间不不大于0.11ms；b) 行程测量量误差：1) 对于真空空开关0.55mm；2) 对于非真真空开关关2mm。c) 速度测量量误差：1) 02mm/s以以内0.11m/ss；2) 2m/ss以上0.22m/ss。注： 速度误差差计算见见7.3.3的公公式（4）和公公式（6）。三、 使用环境境条件a) 供电电源源：AC2220VV22V；50Hzz1Hz；b) 温度：0040；c) 相对湿度度：85。四、
21、 外观要求求仪器表面面应光洁洁平整，不不应有凹凹、凸痕痕及划伤伤、裂缝缝、变形形现象。涂涂层不应应起泡、脱脱落。字字迹应清清晰、明明了。金金属零件件不应有有锈蚀及及机械损损伤，接接插件牢牢固可靠靠，开关关、按钮钮均应动动作灵活活。仪器器应有明明显的接接地标识识。仪器附件件应完备备，传感感器附件件应有安安装说明明。五、 安全要求求1. 绝缘电阻阻测试仪电电源部分分和机壳壳之间的的绝缘电电阻应不不小于2M。2. 介电强度度测试仪电电源部分分和机壳壳之间应应承受工工频1.5kVV电压，历历时1minn，无飞飞弧和击击穿现象象。第五节 使用注意意事项1、仪器器应由专专业人员员操作。2、在连连接仪器器的
22、输入入或输出出端前，请请务必将将仪器正正确接地地。3、测试试线的接接拆与传传感器安安装都应应在待测测对象和和仪器不不带电情情况下进进行。4、尽量量使用原原厂提供供的测试试线。5、在连连接直流流输出线线情况下下，打开开仪器电电源开关关和控制制开关操操作前，务务必先确确认开关关动作不不产生任任何可能能的人身身与设备备危险。6、在仪仪器开机机状态下下，操作作人员或或其他人人员不得得触及测测量回路路、控制制输出回回路及与与之相连连接的导导体。7、请勿勿在潮湿湿、易燃燃易爆的的环境下下操作。8、加速速度传感感器的现现场安装装注意事事项：1）、将将传感器器直接紧紧固安装装于开关关的提升升杆，或或水平连连杆，或或其它传传动杆上上。传感感器的插插座方向向应与动动杆的运运动方向向一致，尽尽量保持持与动杆杆平行。如如果装成成歪斜可可能造成成测量数数据不准准。2）、传传感器安安装应该该根据动动杆粗细细不同选选用相应应半径的的卡件使使传感器器很牢固固的卡在在动杆上上，不能能晃动。开开关动作作时，传传感器应应紧随动动杆一起起运动，不不可与动动杆之间间有相对对晃动，否否则可致致测试数数据不准准。