[发明专利]一种断路器关合预击穿时间检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体涉及一种断路器关合预击穿时间检测装置及方法。

背景技术

高压断路器在开断、关合过程中，在电弧能量和机械运动作用下会造成弧触头、喷口表面烧蚀磨损，甚至产生形变，直接影响断路器开断性能和关合预计穿特性。特别是用于电力系统中无功补偿设备的专用开关，不仅要保证短路大电流开断的成功，还要满足3000到5000次额定小电流开断的要求，关合过程中大的涌流对触头烧蚀对断路器寿命影响很大，因此断路器合理的预击穿时间检测方法是保证电气寿命准确预测的关键环节。目前对断路器的重要参数-预击穿时间的在线检测，存在可靠性不高、操作复杂和易受干扰等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种断路器关合预击穿时间检测装置及方法，以达到提高检测速度、提高可靠性、降低成本的目的。

一种断路器关合预击穿时间检测装置，该装置包括第一电压互感器、第二电压互感器、数据采集装置、中央处理器、工控机、第一电压调理电路和第二电压调理电路，其中，

第一电压互感器：用于采集断路器合闸线圈带电前电压波形，并将采集信号发送至第一电压调理电路；

第二电压互感器：用于采集断路器合闸过程实际电压波形，并将采集信号发送至第二电压调理电路；

第一电压调理电路和第二电压调理电路：用于对采集的信号进行滤波；

数据采集装置：用于将第一电压互感器和第二电压互感器所采集的电压信号进行模数转换，并将信号发送至中央处理器；

中央处理器：

用于确定断路器合闸过程中实际电压的突变时刻，该时间点即为预击穿起始点；

用于对断路器合闸过程中实际电压数据和断路器合闸线圈带电前电压数据进行等间隔采集，获得实际电压数据、断路器合闸线圈带电前电压数据和断路器合闸线圈带电前电压中单频干扰波数据，对上述采集数据分别进行分组，并采用最小二乘法分别对分组后的实际电压数据、断路器合闸线圈带电前电压数据和断路器合闸线圈带电前电压中单频干扰波数据进行拟合，在拟合后的实际电压数据中删除单频干扰波数据，获得滤波后的实际电压数据；

用于将拟合后的断路器合闸线圈带电前电压数据与滤波后的实际电压数据做差，获得差值，若某时间点之后差值均小于设定阈值，则该时间点即为预击穿结束点；

工控机：用于记录并显示检测结果。

所述的第一电压互感器和第二电压互感器分别设置于断路器的触头上，第一电压互感器的输出端连接第一电压调理电路的输入端，第二电压互感器的输出端连接第二电压调理电路的输入端，第一电压调理电路的输出端和第二电压调理电路的输出端分别连接数据采集装置的两路输入端，数据采集装置的输出端中央处理器的输入端，中央处理器的输出端连接工控机的输入端。

所述的第一电压调理电路和第二电压调理电路结构相同，且在第一电压调理电路的输入端和第二电压调理电路的输入端还连接一个电阻和一个电容，该电阻的一端连接电压调理电路的输入端，电阻另一端连接电容的一端，电容的另一端接地。

采用断路器关合预击穿时间检测装置进行检测的方法，包括以下步骤：

步骤1、采用第一电压互感器采集断路器合闸线圈带电前电压波形，采用第二电压互感器采集断路器合闸过程实际电压波形；

步骤2、将第一电压互感器和第二电压互感器所采集的电压信号进行滤波和模数转换；

步骤3、根据采集的断路器合闸过程中实际电压数据，确定实际电压数据的突变时刻，该时间点即为预击穿起始点；

步骤4、对断路器合闸过程中实际电压数据和断路器合闸线圈带电前电压数据进行等间隔采集，获得实际电压数据、断路器合闸线圈带电前电压数据和断路器合闸线圈带电前电压中单频干扰波数据；

步骤5、对上述采集数据分别进行分组，具体如下：

步骤5-1、根据单频干扰波的频率和采样间隔确定分组的组数；

步骤5-2、根据该采样点的采样位置和组数，确定该采样点的所属组；再根据所属组、该采样点的采样位置和组数，确定该采样点位于该组的位置；

步骤6、采用最小二乘法分别对分组后的实际电压数据和单频干扰波数据进行拟合，在拟合后的实际电压数据中删除单频干扰波数据，获得滤波后的实际电压数据；

步骤7、反复执行步骤1至步骤6，直至将所有单频干扰波数据均去除；

步骤8、将拟合后的断路器合闸线圈带电前电压数据与滤波后的实际电压数据做差，获得差值，若某时间点之后差值均小于设定阈值，则该时间点即为预击穿结束点；