高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)的研究

李睿+楊嘉丞+雷雨虹

【摘要】 在電力系統(tǒng)當(dāng)中，高壓斷路器對其能否安全運(yùn)行起到了至關(guān)重要的影響作用，通過在線實(shí)時(shí)檢測高壓斷路器的狀態(tài)能夠有效幫助電力系統(tǒng)提升安全性和可靠性。通過建立健全高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)，預(yù)防其出現(xiàn)安全故障對于電力行業(yè)有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文將通過從簡單介紹高壓斷路器以及高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)的組成部分與具體內(nèi)容作為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)而針對高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)的相關(guān)方面進(jìn)行簡要分析研究。

【關(guān)鍵詞】 高壓斷路器 在線檢測 系統(tǒng)

當(dāng)前在我國的電力系統(tǒng)當(dāng)中高壓斷路器已經(jīng)成為高壓線路以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行帶電操作的開關(guān)，并且得到了廣泛的使用。而隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對電力供電的安全、質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性等方面均提出了更高的要求，因此需要工作人員準(zhǔn)確掌握高壓斷路器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。本文將在此背景之下，著重圍繞高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行簡要分析研究。

一、高壓斷路器及在線檢測系統(tǒng)的簡要概述

1、高壓斷路器。所謂的高壓斷路器指的就是在高壓環(huán)境即3kV以上電力系統(tǒng)當(dāng)中使用的斷路器，高壓斷路器在電力系統(tǒng)當(dāng)中同時(shí)發(fā)揮著故障保護(hù)與系統(tǒng)控制兩大關(guān)鍵作用。當(dāng)電力設(shè)備或是線路發(fā)生故障的情況下，高壓斷路器負(fù)責(zé)迅速從電網(wǎng)當(dāng)中切除故障部分，從而確保其余部分能夠正常運(yùn)行[1]。

2、組成部分。高壓斷路器檢測系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、存儲、分析以及中央管理四個(gè)單元組合而成。數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析單元將分別負(fù)責(zé)采集在分段過程中斷路器電壓量、時(shí)間與電流等數(shù)據(jù)，中央管理單元則主要負(fù)責(zé)對前三個(gè)單元進(jìn)行總體管理和指揮控制，確保高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

3、檢測內(nèi)容。高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)斷路器操動次數(shù)、電流開斷次數(shù)、電壓、合閘彈簧的具體狀態(tài)、氣壓或者是液壓的啟動次數(shù)等等。

二、高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)的具體分析

1、振動檢測。在高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)當(dāng)中對于振動的檢測，主要是通過使用壓電式加速傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測斷路器在其具體的動作過程中的機(jī)械振動，在連桿上牢牢固定住永久磁鐵，從而有效獲取具有高分辨率的振動信號。除此之外，在振動檢測的過程當(dāng)中還可以選擇使用光學(xué)振動傳感器的方式。

2、位移檢測。在位移檢測當(dāng)中主要是負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測高壓斷路器的觸頭，而在此過程當(dāng)中主要是使用差動變壓器法。分合操作斷路器時(shí)，通過主軸連桿的運(yùn)動將會帶動位移傳感器的金屬連桿相對其軸式感應(yīng)變壓器的運(yùn)動，使得位移能夠通過位移轉(zhuǎn)換器輸出為可同步變換的電壓。

3、電流、電壓檢測。檢測高壓斷路器的電流與電壓主要指的是檢測分合閘電磁線圈與閘前后的電壓和電流。在前者的檢測當(dāng)中，鑒于電流屬于直流電流量因此可以使用在高壓斷路器鐵芯開口位置處安裝霍爾電流傳感器的方式，隔離開二次回路和高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)。目前絕大多數(shù)閘前后電流、電壓以及開斷電流為交流高壓大電流，因此在檢測過程中主要使用光纖電壓和電流互感器，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁式電壓、電流互感器，以有效解決設(shè)備體積過于龐大并且缺乏較高的精確度和動態(tài)性等種種缺點(diǎn)。

4、A/D轉(zhuǎn)換器。在當(dāng)前高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)當(dāng)中使用的A/D轉(zhuǎn)換芯片，大多數(shù)為14位逐次比較型的A/D轉(zhuǎn)換芯片，這主要是由于該類芯片具有速度快、通道多等重要優(yōu)勢。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部設(shè)有±2.5V的參考電源和四個(gè)能夠同步進(jìn)行采樣或保持的放大器，從而能夠同時(shí)對四個(gè)通道進(jìn)行模擬信號采樣并確保輸入信號之間保持對應(yīng)相位信息。

5、DSP芯片。在選擇DSP芯片方面主要使用16位定點(diǎn)數(shù)字信號處理器，該處理器經(jīng)過改進(jìn)優(yōu)化，呈現(xiàn)出哈佛結(jié)構(gòu)并且能夠完成四級流水線操作，同時(shí)具有六條總線，在存儲器、專用硬件乘法器與指令集等共同作用下，使得系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力得到顯著提升。

6、通訊接口。當(dāng)前運(yùn)用在高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)當(dāng)中的通訊接口一般為雙向的、平衡傳輸標(biāo)準(zhǔn)的接口，該種通訊接口能夠?yàn)槎帱c(diǎn)連接提供支持，事實(shí)證明其能夠輕松完成32個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接創(chuàng)建任務(wù)；與此同時(shí)，該種通訊接口具有高效的傳輸速率、布線方面簡單并具有絕佳的抗干擾性，比較適用于遠(yuǎn)距離傳輸。

三、結(jié)束語

總而言之，高壓斷路器的運(yùn)行狀態(tài)對整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性有著重要而深遠(yuǎn)的影響，因此通過利用高壓斷路器在線檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測高壓斷路器的運(yùn)行狀態(tài)，能夠有效實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的計(jì)劃維修向狀態(tài)維修的過渡。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]許大宇，李祖明，李先允，毛曉樺. 高壓斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[J]. 南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，03：35-39.