談?wù)剶嗦菲鳈C(jī)械特性測試方法和如何選擇
斷路器在進(jìn)行試驗、出廠檢測或交接試驗前，都必須建立機(jī)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)。另外，斷路器在投運使用過程中，用戶也須按照技術(shù)要求和試驗規(guī)程，定期進(jìn)行機(jī)械特性測試，以便預(yù)防或發(fā)現(xiàn)斷路器故障和異常。所以，機(jī)械特性測試是衡量和保障斷路器質(zhì)量狀況及性能指標(biāo)的重要手段。
1機(jī)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(kuò)展分析機(jī)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(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，斷路器機(jī)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(qiáng)，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。
2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(jī)構(gòu)的中間運動部件(如機(jī)構(gòu)連桿或旋轉(zhuǎn)主軸)上，通過特性測試儀計算機(jī)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(jī)構(gòu)或主軸拐臂往往是通過很多的連桿才最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(jī)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。
