斷路器機械特性測試方法與傳感器選擇

天皋電氣生產的斷路器

斷路器在進行試驗、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。另外，斷路器在投運使用過程中，用戶也須按照技術要求和試驗規程，定期進行機械特性測試，以便預防或發現斷路器故障和異常。所以，機械特性測試是衡量和保障斷路器質量狀況及性能指標的重要手段。
１機械特性測試的幾種方法
1）采用電磁振蕩器或轉鼓儀。早期的油開關進行特性測試時，用電磁振蕩器連接到固定在動觸頭拉桿上的鉛筆上，驅動其以100Hz頻率的水平擺在開關分合閘過程中，隨著拉桿的運動，在固定的帶坐標紙板上勾畫出行程時間的振蕩波。另外，也有用轉鼓儀進行測試的，其原理是將轉鼓儀設計為轉鼓面上每旋轉1mm的距離用1ms時間，測量時開關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上就相當于一種位移傳感器，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行特性測試?；€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行程、速度數據。這種方法的缺點是調整較麻煩，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。隨著計算機技術和傳感器技術水平的不斷進步，斷路器機械特性測試設備已逐漸發展為智能化、數字化、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、晶態陶瓷或鋼帶等）上的隔柵，作為測量的基準，其工作原理是利用感知光度變化的光電池掃描的方法進行測量　。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（轉角電位器），配合微電腦式開關特性測試儀進行智能化特性檢測已成為zui為普及的測試手段，其測試的直觀性、準確性、可操作性均遠遠優于前期階段的非電氣型傳感器。
２傳感器使用中應注意的若干問題
近年來，中高壓斷路器市場已被真空和Ｓ斷路器所占領。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的中間運動部件（如機構連桿或旋轉主軸）上，通過特性測試儀計算機構連桿運動行程（或主軸轉動角度）與時間的關系來間接測得滅弧室動觸頭（動導電桿）的運動行程曲線。即所謂的“體外測速法"。
現在的多數開關特性測試儀，根據斷路器結構的不同，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。一是機構或主軸拐臂往往是通過很多的連桿才zui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節的間隙差，從而產生測量誤差，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，其機構箱的空問小，結構非常緊湊，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行特性測試。