高壓開關(guān)在進(jìn)行試驗、出廠檢測或交接試驗前,都必須建立機械行程特性,測試空載行程曲線,記錄時間、位移、速度等參數(shù).其次高壓開關(guān)在投運使用過程中,用戶必須按照試驗規(guī)程和技術(shù)要求,定期進(jìn)行機械特性測試,以便預(yù)防或發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)故障和異常.因此機械特性測試是衡量和保障高壓開關(guān)質(zhì)量狀況及性能指標(biāo)的重要手段.

一、機械特性測試的幾種方法

1、采用電磁振蕩器或轉(zhuǎn)鼓儀.早期的油開關(guān)進(jìn)行特性測試時,用電磁振蕩器連接到固定在動觸頭拉桿上的鉛筆上,驅(qū)動其以100Hz頻率的水平擺在開關(guān)分合閘過程中,隨著拉桿的運動,在固定的帶坐標(biāo)紙板上勾畫出行程時間的振蕩波.另外,也有用轉(zhuǎn)鼓儀進(jìn)行測試的,其原理是將轉(zhuǎn)鼓儀設(shè)計為轉(zhuǎn)鼓面上每旋轉(zhuǎn)1mm的距離用1ms時間,測量時開關(guān)動觸頭帶動記錄筆上下運動所畫出的合閘或分閘曲線.這兩種方法所用的記號筆本質(zhì)上就相當(dāng)于一種位移傳感器,其特點是簡單、方便,但受各種因素影響多,容易造成較大的測量誤差.

2、利用滑線變阻器配合光線示波器進(jìn)行特性測試.滑線變阻器由線繞電阻和滑動觸頭組成,滑動觸頭固定在動觸頭拉桿上,線繞電阻兩端施加一定電壓,通過對與動觸頭拉桿一起運動的滑線電阻電壓的記錄,配合示波器得到行程時間的波形曲線和相關(guān)行程、速度數(shù)據(jù).這種方法的缺點是調(diào)整較麻煩,且缺乏對擴展分析機械特性曲線的充分支持.

3、采用光柵式位移傳感器(光柵尺)作為位移傳感器的智能式綜合測試手段.隨著計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,斷路器機械特性測試設(shè)備已逐漸發(fā)展為智能化、數(shù)字化、圖形化的綜合性測試工具,而此時傳感器也大多采用了光柵尺.光柵尺一般是利用刻在某種載體(如玻璃、晶態(tài)陶瓷或鋼帶等)上的隔柵,作為測量的基準(zhǔn),其工作原理是利用感知光度變化的光電池掃描的方法進(jìn)行測量.光柵尺抗干擾強,靈敏度很高,但在測試或存放過程中很容易損壞,很多用戶逐漸改用直線或角度傳感器.

4、目前,用直線傳感器(滑線變阻器)或角度傳感器(轉(zhuǎn)角電位器),配合微電腦式開關(guān)特性測試儀進(jìn)行智能化特性檢測已成為為普及的測試手段,其測試的直觀性、準(zhǔn)確性、可操作性均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前期階段的非電氣型傳感器.

二、傳感器使用中應(yīng)注意的若干問題

近年來,中高壓斷路器市場已被真空和S斷路器所占領(lǐng).其中,真空斷路器多用于10kv、35kv等級,其行程開距小,適合頻繁操作.而110kv以上電壓等級幾乎全是s斷路器,由于開斷后恢復(fù)電壓高,要求開距大.這兩類斷路器中,部分(如VSI系列等)可以直接利用動觸頭進(jìn)行位移時間測量,另外很多都難以將傳感器固定在動觸頭連桿上,而是安裝在動觸頭與操作機構(gòu)的中間運動部件(如機構(gòu)連桿或旋轉(zhuǎn)主軸)上,通過特性測試儀計算機構(gòu)連桿運動行程(或主軸轉(zhuǎn)動角度)與時間的關(guān)系來間接測得滅弧室動觸頭(動導(dǎo)電桿)的運動行程曲線.即所謂的"體外測速法".

現(xiàn)在的多數(shù)開關(guān)特性測試儀,根據(jù)斷路器結(jié)構(gòu)的不同,都可配用直線傳感器或角度傳感器.但基于上述特點的斷路器,選擇使用傳感器過程中都存在一些問題.一是機構(gòu)或主軸拐臂往往是通過很多的連桿才終將動力傳輸至動觸頭,傳感器與動觸頭實際工況會存在傳動環(huán)節(jié)的間隙差,從而產(chǎn)生測量誤差,影響測量精度.二是高壓SF斷路器~般工作行程較長,通常需要較大行程的直線傳感器匹配,若將其直接裝于拐臂上,往往會出現(xiàn)安裝位置緊張的局面.特別是一些三相共箱式GIS中的斷路器,其機構(gòu)箱的空問小,結(jié)構(gòu)非常緊湊,很難提供傳感器的直接安裝位置,此時往往只能使用角度傳感器進(jìn)行特性測試.