為了保證高壓開關安全的運行,需要進行高壓開關機械特性試驗對其機械特性進行測試,來確保高壓開關的各種參數(shù)是否正常,從而進行相應的維護和檢修。高壓開關機械特性測試儀能夠對高壓開關的合、分閘時間、彈跳時間、速度、行程等參數(shù)進行測量。
基于特征狀態(tài)測量法
狀態(tài)測量是指檢測裝置對被測參數(shù)的分析、處理和判斷只能基于一些特定的狀態(tài)數(shù)據(jù),而對其他非特征狀態(tài)數(shù)據(jù)不作記錄和響應。目前對高壓斷路器機械特性的測試,普遍采用的是這種基于特征狀態(tài)數(shù)據(jù)的接觸式測試儀。這種測試儀原理簡單,易于實現(xiàn),但卻只能對設備被測參數(shù)的粗略情況作出定性的判斷。它除了在固有分合閘的測量上能夠讓人接受外,在區(qū)分機械動作時間、電氣響應時間方面無能為力,對其他類參數(shù)的測試也不盡人意。
雖然隨著計算機技術的普及,目前許多電氣測量設備都已數(shù)字化,但是限于當時儀器開發(fā)時計算機技術和傳感器技術的水平,許多測量設備的測試原理基本是從數(shù)字化的角度對傳統(tǒng)模擬測試方法進行簡單的重新解釋,并沒有充分挖掘數(shù)字測量方式在數(shù)據(jù)存儲、處理方面的優(yōu)勢而作出適當?shù)耐庋雍凸δ軘U充,傳統(tǒng)高壓斷路器機械特性測試儀也不例外。
基于狀態(tài)測量的高壓斷路器機械特性測試儀對一些動態(tài)特性測試、擾動頻繁、多參數(shù)聯(lián)合衡量的測試不能很好地滿足要求。
(1)對斷路器固有時間的測試。從定義上看,固有時間是指斷路器從發(fā)出動作命令到第一個斷口分開或接觸之間的時間,其曲線見圖1,對于電路響應時間和裝置本身的固有動作時間不作區(qū)分。固有時間的計時起點由操作指令觸發(fā),計時停止由第一個狀態(tài)改變的斷口信號觸發(fā),即固有時間T=t1+t2,從操作繞組的電壓曲線看,時間t1是電路響應時間,合理的講,斷路器的固有動作時間應該以最后一個斷口的位置改變?yōu)榻Y束,由于狀態(tài)測試的局限性,迫使我們在該測試中忽略了電路的響應時間和斷口不同期時間,這其實是一個折中的妥協(xié)方案。
(2) 對速度測試。速度是個時刻量,目前多采用走完固定位移花掉多少時間的方式獲得一個平均值,位移—時間曲線見圖2。由于采用狀態(tài)測試需要明確的狀態(tài)標志,因此指令發(fā)出時刻自然成了位移運動的起點,而速度只能通過V=S1/(t1+t2)的方式獲得。因為,在狀態(tài)測試中,t1時刻或者說動作原點時刻的特征不明顯,無法捕捉到;另外,在S1對應的t2時間內缺乏狀態(tài)測試需要給出的狀態(tài)標志。所以,只好通過平均值獲得速度,這與以運動時刻為基準定義的剛分/剛合速度的定義是相違背的。
(3)對操作電源的性能測試。斷路器是否能夠正確動作,既有來自其自身的原因,也有來自操作電源的原因(如操作電源容量不足、蓄電池老化或導線截面小等)。如何判斷原因來自哪個因素,用狀態(tài)測量不可能對操作電源的性能作出測試,因為在狀態(tài)測試思維中根本不考慮操作中發(fā)生了什么事情,但是如果我們能夠基于過程測試的思維將操作過程中操動繞組的I—U曲線記錄下來。