断路器状态评估

常规断路器测试简介

以下访谈带您快速了解与断路器测试相关的最重要主题。Siegfried Bernhauser 对话 OMICRON 断路器专家 Ari Tirroniemi,探讨了全面评估断路器状况所需的最常用测量项目和必要的工具,其中重点谈及运动和触头行程测量。

Ari 曾在瑞典林雪平大学理工学院学习应用物理和电气工程课程,供职 OMICRON 已超过 15 年。他从 2012 年至今一直专注断路器领域,目前担任断路器应用工程师。Ari 是 Cigré 工作组 A3.46 的成员,该工作组的工作主旨为“发电机断路器:审查应用要求、实践、使用体验和未来趋势”。

SIEGFRIED: Ari,为了评估断路器状况,可能要执行各种各样的测试,能否简单介绍其中几项? ARI: 没问题。测试确实种类众多,我将它们分为三类:机电测试、电气测试和目视检查。 目视检查用于检查可见损坏、腐蚀、气动/液压系统泄漏,或使用热像仪来检查连接或主触头单元处是否存在异常温度迹象,如有则可能表明连接/触头发生磨损。此类检查大约每年进行一次。 电气测试是在断路器测试期间进行的传统测试,例如时间、静态和动态接触电阻测试、线圈和电机电流分析或最小启动值测试。机电测试包括断路器操作期间的液压/气动压力或振动,而最重要的机电测试是运动/触头行程测量。 电气和机电测试通常每 10-15 年进行一次。不过有时执行频率会更高,当断路器需要清除故障或是在目视检查期间发现某些情况时尤其如此。

SIEGFRIED: 最常执行的主流测试有哪几种?推荐哪些?
ARI:

  • 静态和动态接触电阻测试;
  • 动作时间测试;
  • 线圈和电机电流分析;
  • 运动/触头行程测试
  •  

我个人最推荐结合执行动态接触电阻测试与运动/触头行程测试。

SIEGFRIED: 可否简短解释这些测试的实质内容?
ARI:
好的。静态接触电阻测试用于检查主触头的状态,即主触头承受额定电流而不会有较大损耗的能力。
动态接触电阻测试将记录断路器运行期间的接触电阻,提供主触头和弧触头磨损相关问题的信息。这是获取弧触头有关信息而不打开灭弧室的唯一途径。
动作时间测试用于通过评估各相及相间动作时间和同步性,来验证断路器是否安全可靠运行。
线圈电流分析则是记录断路器操作时线圈的电流特征。偏差可能表示跳闸或合闸线圈部件存在电气或机械缺陷。
对于电机电流分析,将通过记录为弹簧储能或增加液压或气动压力时电机所需的电流进行。电机电流分析的执行方式与线圈电流分析相同,将检测电机电气或机械部件中可能的偏差。
运动/触头行程测试用于检查机构的整体性能,并检测运动链中的缺陷,例如机构卡堵或机械阻尼器状况不良等。
因此,通过所有这些测量结果,可以非常清晰地掌握断路器的有关状况。令人称道的是,使用 CIBANO 500 能够完成所有这些测试,无需重新布线,并且两侧均接地,可提高测试人员的安全性。

SIEGFRIED: 您建议进行运动测量,为何需要测量这项指标?
ARI:
如前边所提到的,这项测试用于验证断路器运动链的整体性能,该指标毋庸置疑是断路器功能的重要组成部分。测试可用于检测机械卡堵现象,这种现象可能是断路器动作缓慢的原因;也可用于检测阻尼器状况不良,这种状况可能改变断路器的性能,甚至导致断路器发生重大故障。
此外,通过测试还可取得有关总行程、触头摩擦或弹跳及速度的信息。结合动态接触电阻测试的曲线,也可计算弧触头的长度等值以检查其磨损。

SIEGFRIED: 运动/触头行程测量执行起来是否很复杂?
ARI:
并非如此,不过可能需要多花些时间并借助专用适配器,才能将运动传感器安装在需要测试的断路器上。OMICRON 不断扩大各种适配器的阵容,以便尽可能全面覆盖客户的断路器类型要求。
CIBANO 500 的一大优势是我们为其配备数字传感器。这些传感器不需要在测量前进行校准,并且由于这些传感器经过编码,CIBANO 500 系统会自动予以识别,并为其配置正确的分辨率和电源电压。

SIEGFRIED:主触头封闭在灭弧室中,如何测量其行程?
ARI:
没错,大多数情况下无法直接靠近连接主触头的测试杆,因此必须找到另外的接入点来测量触头行程。接入点会有所不同,取决于断路器类型。最常见的最佳接入点位于操作机构的驱动轴末端或磁极底部的齿轮轴上,也即需要使用旋转传感器来测量运动/触头行程。
如果支持多种传感器安装方式,建议询问制造商采用的触头行程测量位置,以便将自己的测量结果与工厂结果进行比较;之后应靠近主触头确定传感器的安装位置,以使所测量运动尽可能趋于线性。

SIEGFRIED: 如果测量的是旋转运动,而主触头沿线性方向运动,怎样才能从旋转运动变为线性运动?
ARI: 需要将旋转运动转换为线性运动。CIBANO 500 提供两种方案用于执行此操作。如果旋转传感器和主触头之间只有一级机械连杆,线性转换因数将足够准确,该因数会将测得的度数转换为毫米。如有多个连杆,建议使用转换表,这会为非线性行为带来更高准确度。

SIEGFRIED: 将这些传感器安装到特定断路器时,能否获得相关帮助?
ARI:
为了向我们的 CIBANO 500 客户提供支持,我们制作了多个视频,针对一些典型的断路器类型分步说明运动传感器的安装过程。

SIEGFRIED: 感谢与我们分享知识!

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