4. 2 合闸动态波形分析

图3 为现场实测的CD10 Ⅱ型电磁操动机构合闸线圈操作电压、电流的动态特性波形。

为便于分析操动机构的特性电压值,图3 同时输出空载合闸操作电压Uhmax = 210. 0 V( t = 0. 25 ms) 、最低合闸操作电压Uhmin = - 350. 3 V( t = 103. 0 ms) 、接触器切断时电压Ucut = 197. 2 V( t = 95. 9 ms) 和“刚合电压”Ucpct = 0. 0 V( t = 97. 7 ms) 。

从图中看,虽然反向过电压已超出最大刻度,但输出打印值仍可精确反映过电压的程度。由于合闸电磁铁带动的机械负荷较大,所以从波形上看,电流上升比较缓慢。

图3 是合闸线圈较为典型的波形,合闸线圈通电时间不足100 ms ,合闸操作电流最大值约为90 A ,查部颁检修工艺 ,合闸线圈直流电压220 V 时应为120 A ,合闸时间≤200 ms。

由于触头接触时,合闸接触器己切断操作电源,所以“刚合电压”为零,但图3 合闸接触器切断时电压Ucut = 197. 2 V( t = 95. 9 ms) ,满足85 %(80 %)额定操作电压的要求,表明操作电源正常;从电流波形看,在波峰过后合闸辅助开关很快切断合闸操作回路,表明合闸辅助接点调整正常,所以,可以判断图3 波形正常,断路器合闸动作正常。

图3 合闸动态波形的意义在于,当刚合速度出现问题时,根据图3 可将断路器本身的问题与操作电源问题区分开。众所周知,造成高压断路器的刚合速度不合格的原因有断路器本身的因素,同时也有操作电源的因素,如操作电源容量不足、蓄电池老化或导线截面小等。当配电磁操动机构的断路器刚合速度不合格时,若图3 接触器切断时电压Ucut低于80 %(85 %) 的额定操作电压时,应首先检查和排除操作电源问题;若图3 Ucut在80 %(85 %) 的额定操作电压以上时,应重点检查断路器本身存在的问题。这样,对准确判断问题所在提供了有力的依据,这不仅可提高检修调试效率,更可避免对断路器的误调整而带来的其它隐患。

本装置在断路器断口间加一对测试线,当动、静触头接触时计算机中断,此时记录的电压值即为“刚合电压”,实际上从合闸线圈通电到合闸接触器断开操作回路, 如果任何一点的电压值不低于80 %(85 %) ,也能表明“刚合电压”不低于80 %(85 %) 。

4. 3 故障波形分析

图4 是在实验室测到的CD10 Ⅰ型电磁操动机构合闸线圈电特性波形图,由于实验室交流电源容量小,加上电源线截面较小,实验断路器勉强能合闸,所以这种波形类似于故障波形。直流操作电源交流整流滤波后获得, 直流操作电压调整通过调压器调整交流侧电压。断路器型号为SN10 - 10 Ⅰ型。

可以看出,由于断路器合不上闸,只得将交流侧电压调到最大, 所以电源空载合闸操作电压Uhmax 为248. 0 V ,但此时“刚合电压”Ucpct也仅为120. 5 V ,远远低于80 %额定合闸操作电压。合闸电流约94 A ,合闸线圈带电时间将近200 ms。查部颁检修工艺,该型断路器合闸时间≤200 ms ,80 %额定操作电压下的刚合速度≥3. 0 m/ s。合闸线圈电流200 V 时为98 A。对该断路器进行测速和测量动作时间的结果为合闸动作时间215. 3 ms ,刚合速度2. 7 m/ s ,均不合格。

应用本装置,可立即判明该断路器刚合速度和动作时间不合格的原因是操作电源所致,应首先处理操作电源问题,无需对断路器进行调整,这就大大提高了检修调试的效率,也防止了对断路器的误调整。

5 结论

(1) 记录分、合闸脱扣电磁铁的电特性动态波形,可分析判断铁芯的运动状况,减少因铁芯卡涩、变形等造成的拒分拒合故障。当配电磁操动机构的断路器的速度特性出现问题时,测量和记录合闸线圈的电压特性,可判明问题所在和保证电磁机构的合闸功。

(2) 在切断分、合闸线圈时,瞬间将在线圈两端产生一个陡度很大的反向过电压,当这个反向过电压幅值过高时,将对线圈的绝缘产生较大的危害,而本装置的应用可直观地反映出过电压的程度,从而对分析分、合闸线圈绝缘击穿或烧毁原因,及制定防止对策提供了有力的分析依据。

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