用于測量電路斷路器的串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭的電阻的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于測量電路斷路器的串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭的電阻的方法和設(shè)備
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01310376037.X、申請日為2013年08月26日、發(fā)_名稱為“用于測暈電路斷路器的開關(guān)觸頭的電阻的方法和設(shè)備”的串請的分案串請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于測量電源開關(guān)(所謂的斷路器)的開關(guān)觸頭的電阻的方法和設(shè)備以及用于測量電路斷路器的串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭的電阻的方法和設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及測量這種電路斷路器的一個或多個閉合開關(guān)觸頭的過渡電阻或接觸電阻。
【背景技術(shù)】
[0003]電源開關(guān)(也被稱作高壓開關(guān)、負載開關(guān)或斷路器)在電力工程或能量技術(shù)領(lǐng)域中用于建立負載下的電連接或者斷開這種連接。斷路器的額定電壓可以在幾伏特到數(shù)十萬伏特范圍內(nèi)變化。在短路的情況下，開關(guān)的負載電流能夠達到數(shù)萬安培。因此，為了斷路器的可靠運行，例如在修正過程中測試電路斷路器的串聯(lián)的一個或多個開關(guān)觸頭的過渡電阻。
[0004]用于中壓設(shè)備的斷路器通常僅具有一個開關(guān)觸頭，該開關(guān)觸頭可以是打開的或閉合的。高壓或超高壓系統(tǒng)中的斷路器可以包括多個串聯(lián)的開關(guān)觸頭，所謂的斷流器單元。在這種多個斷流器單元的串聯(lián)中，通常將大小在數(shù)皮法范圍內(nèi)的電容器與單獨的斷流器單元并行設(shè)置，從而在單獨的斷流器單元上均勻地分配電壓。通常同時打開或者閉合斷路器一個相中的多個斷流器單元。
[0005]在閉合開關(guān)觸頭處的電阻測量(也被稱為微歐姆測量)為斷路器用于評估斷路器的質(zhì)量或磨損狀況的標準過程。
[0006]通過例如在閉合的開關(guān)觸頭上外加100安培的大直流來進行微歐姆測量。為了這個目的，經(jīng)由夾緊在斷路器的兩側(cè)的電流鉗向遠離斷路器的導(dǎo)體提供電流。還在附加鉗的輔助下在斷路器兩側(cè)抽取電壓。通?？拷鼣嗦菲鞯拈_關(guān)觸頭安裝電壓鉗，使用該配置來進行4線測量。這防止使用將會篡改測量結(jié)果的測量法來測量電流鉗處的電壓降?？梢愿鶕?jù)外加的電流和測量的電壓來確定閉合開關(guān)觸頭的電阻，其中，該電阻包括從電壓鉗到開關(guān)觸頭的導(dǎo)體的電阻?？商孢x地，可以使用所謂的開爾文鉗代替單獨的電流鉗和電壓鉗。在開爾文鉗中，相應(yīng)的鉗的兩個鉗口關(guān)于彼此電絕緣，并且經(jīng)由兩個鉗口中的一個鉗口來提供電流，而經(jīng)由兩個鉗口中的另一個鉗口來提供電壓。這種開爾文爪的優(yōu)勢存在于在斷路器的每側(cè)將僅夾緊一個鉗。
[0007]如上所述，對于微歐姆測量而言，可以使用電流源和電壓表，因而可以在不同的開關(guān)觸頭處成功地進行電壓測量。也可以使用多個電壓表，經(jīng)由幾個觸頭在公共電流源的輔助下外加電流，并且使用多個電壓表確定多個電壓值。
[0008]因為在電力工程安裝中在許多地方例如在變電站中可能出現(xiàn)危險的高壓，所以在微歐姆測量期間將斷路器接地是有必要的。斷路器可以例如在兩側(cè)與剩余的能量網(wǎng)絡(luò)斷開并且可以在一側(cè)接地。然后，當開關(guān)觸頭閉合時或當多個開關(guān)觸頭閉合時，可以精確地進行微歐姆測量。通常必須在斷路器處進行需要至少暫時打開開關(guān)觸頭的進一步測量觸頭例如打開開關(guān)所花費的時間的測量。對于這種測量而言，將開關(guān)兩側(cè)接地是可取的，以避免使進行測量的人員處于危險。因此，對于微歐姆測量而言，在測量期間將移除兩個接地中的一個接地，然而這是難以處理的，或者在兩側(cè)接地的情況中，微歐姆測量由于并行接地環(huán)路而變得不精確。
[0009]為了能夠在斷路器處有效地進行微歐姆測量，斷路器的兩側(cè)可以接地，并且使用DC直流鉗或分流器，從電流源流過接地設(shè)備的電流的一部分可以被確定并且可以用于校正測量的電阻。該方法是非常精確但是不利的，因為需要借助于電流鉗或分流器的附加測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的目的是在避免進行電阻測量的人員暴露于危險的情況下使電路斷路器的一個或多個開關(guān)觸頭的有效的電阻測量或微歐姆測量成為可能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于測量斷路器的串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭的電阻的方法以及根據(jù)權(quán)利要求10的用于測量斷路器的串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭的電阻的設(shè)備來實現(xiàn)該目的。從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明的優(yōu)選或有益的實施例。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于測量電路斷路器的開關(guān)觸頭的電阻的方法。在該方法中，當斷路器的兩側(cè)接地并且開關(guān)觸頭閉合時確定斷路器兩端的第一電阻值。此外，當斷路器的兩側(cè)接地并且開關(guān)觸頭打開時確定斷路器兩端的第二電阻值。然后根據(jù)第一電阻值和第二電阻值來確定閉合開關(guān)觸頭的電阻?？梢岳缤ㄟ^用于將大地或地面與對應(yīng)的導(dǎo)體連接的兩個接地裝置或接地設(shè)置來實現(xiàn)兩側(cè)接地?？商孢x地，可以在僅一次連接到地面并且具有多個可用于接地的端子的一個接地裝置的輔助下實現(xiàn)接地。當開關(guān)觸頭閉合時，第一電阻值與閉合開關(guān)觸頭和該接地端的并聯(lián)電路的電阻對應(yīng)。第二電阻值與接地電阻對應(yīng)。例如，可以通過下面的等式來確定閉合開關(guān)觸頭的電阻Rswlteh:
[0013]Rswltch= (R JiXR1) / (R2-R1)
[0014]Rl是第一電阻值，并且R2是第二電阻值?？梢苑浅＞_地進行該測量，因為在兩個測量之間不必改變接線。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過在兩側(cè)接地的斷路器中外加直流并且通過測量斷路器兩端的電壓來確定第一電阻值和第二電阻值。因此，傳統(tǒng)的微歐姆測量裝置可以用于測量第一電阻值和第二電阻值。
[0016]斷路器可以包括三相開關(guān)。觸頭向每一相分配至少一個開關(guān)觸頭。三相開關(guān)可以包括公共開關(guān)驅(qū)動或三個單獨的開關(guān)驅(qū)動。在一些三相開關(guān)的情況中，還可以能夠單獨地切換單一的相，例如，在誤差僅出現(xiàn)在一個相中因而僅必須斷開該一個相的情況中。上述的方法可以單獨地應(yīng)用于每個相，并且因此還適合于多相斷路器?？梢栽趦蓚€相或更多個相中同時執(zhí)行該方法，因此使多相開關(guān)或斷路器的有效測試成為可能。根據(jù)又一個實施例，斷路器可以包括超高壓開關(guān)、高壓開關(guān)或中壓開關(guān)。因為所述方法是獨立于斷路器的即將被切換的電壓，所以該方法可以例如用于具有l(wèi)kV_45kV范圍的額定電壓的中壓開關(guān)、用于額定電壓范圍為45kV-150kV的高壓開關(guān)或者用于額定電壓范圍超過150kV的超高壓開關(guān)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，提供一種用于測量電路斷路器的開關(guān)觸頭的電阻的設(shè)備。該設(shè)備包括用于控制電路斷路器選擇性地打開或閉合斷路器的開關(guān)觸頭的控制單元。此外，該設(shè)備包括可以與控制單元和斷路器耦合的電阻測量裝置。電阻測量裝置能夠在斷路器的兩側(cè)接地并且開關(guān)觸頭打開時確定斷路器兩端的第一電阻值。此外，電阻測量裝置能夠在斷路器的兩側(cè)接地并且開關(guān)觸頭打開時確定斷路器兩端的第二電阻值。電阻測量裝置基于第一電阻值和第二電阻值來確定閉合開關(guān)觸頭的電阻。特別是當電阻測量裝置與用于打開并且閉合斷路器的開關(guān)觸頭的控制單元耦合時，可以以全自動化的方式進行電阻測量。例如，在電阻測量裝置已經(jīng)連接到電路斷路器并且斷路器的兩側(cè)已經(jīng)接地之后，首先可以自動地閉合斷路器的開關(guān)觸頭，然后可以測量第一電阻值，并且此后在已經(jīng)自動地打開開關(guān)觸頭之后可以測量第二電阻值。最后，電阻測量裝置可以根據(jù)以上等式確定開關(guān)觸頭的電阻并且輸出該電阻。
[0018]此外，該設(shè)備可以被配置為實施該方法和該方法的上述對應(yīng)的實施例，并且因此，還包括上述的優(yōu)點。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，提供一種用于測量電路斷路器的開關(guān)觸頭的電阻的測試環(huán)境。測試環(huán)境包括斷路器、第一接地裝置、第二接地裝置和電阻測量裝置。第一接地裝置可以與斷路器的第一側(cè)耦合以使斷路器的第一側(cè)接地。第二接地裝置可以與斷路器的第二側(cè)耦合以使該側(cè)接地。電阻測量裝置可以與斷路器的兩側(cè)耦合，因而可以在斷路器的兩側(cè)接地并且開關(guān)觸頭閉合時借助于電阻測量裝置來確定斷路器兩端的第一電阻值，然而可以在斷路器的兩側(cè)接地并且開關(guān)觸頭打開時確定斷路器兩端的第二電阻值。此外，可以基于第一電阻值和第二電阻值在電阻測量裝置的輔助下確定閉合開關(guān)觸頭的電阻。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供一種用于測量電路斷路器的開關(guān)觸頭的電阻的方法。斷路器的開關(guān)觸頭串聯(lián)設(shè)置。在該方法中，經(jīng)過串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭中的第一開關(guān)觸頭在第一方向中饋送或外加第一測量電流。此外，經(jīng)過串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)觸頭中的第二開關(guān)觸頭在第二方向中饋送或外加第二測量電流。觸頭第一測量電流的第一方向和第二測量電流的第二方向關(guān)于開關(guān)觸頭的串聯(lián)彼此相反。該串聯(lián)的兩側(cè)接地，即當串聯(lián)的兩側(cè)接地時提供第一測量電流和第二測量電流。在第一開關(guān)觸頭和第二開關(guān)觸頭閉合時基于第一測量電流來確定第一開關(guān)觸頭的電阻值。換言之，在開關(guān)觸頭的串聯(lián)中在相反的方向中饋送第一測量電流和第二測量