一种开关设备快速温升试验方法及平台

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种开关设备快速温升试验方法及平台。

背景技术

开关设备的载流能力对电力系统的安全、可靠运行起着极为重要的作用。当开关设备投入运行后，后受主回路导体电阻、触头接触电阻等因素影响，流过的交变电流会产生一定的热损耗，同时产生的交变电磁场也会作用于主回路周围的铁磁物体和绝缘介质，产生铁损耗和介质损耗，这些都会使开关设备的温度升高，严重的将损坏设备，危及电网供配电安全。

温升抽检试验是开关验证载流能力的重要试验，用于考核导电回路通以正常工作电流后的发热情况(温度升高)。常规温升试验方法是通过施加额定的工频电流，不改变试验电流大小和频率，之后测量被测点的温度，当每小时的温度变化不超过1K时，即认为达到稳定状态，当此时的温度未超过标准中规定的额定值时，则认为设备通过了温升试验验证。通常开关设备温升抽检试验时间长，一般需要4个小时以上，十分耗时。通过开关设备快速温升的试验方法，可有效缩短试验时间，降低试验中人力、时间成本的损失，提高温升试验的效率。

发明内容

发明目的：为解决传统开关设备温升抽检试验试验较长，检测效率低，影响物资供应时效性的问题。本发明提供了一种开关设备快速温升试验平台及其测试方法，通过提高试验电流频率和电流值大小，可有效缩短温升抽检试验时间，提高开关设备温升试验效率。

技术方案：一种开关设备快速温升试验方法，包括以下步骤：

步骤1：取频率高于工频、电流幅值高于额定幅值的电流作为初始试验电流，作用于待测开关设备的温升回路中；

步骤2：实时检测温升回路开关进线端和出线端的温度，直至进线端和出线端的温度均达到设定限值时，将试验电流变为工频额定电流，继续检测温升回路开关进线端和出线端的温度，直至单位时间内进线端和出线端的前后温度变化小于温升阈值时为止，获得当前温升值。

进一步的，步骤1中，试验电流的频率设定为工频的1.2～3倍。

进一步的，步骤1中，试验电流的幅值设定为额定电流幅值的1.2～1.5倍。

进一步的，所述设定限值为标准要求的温升限值的70％。

本发明还公开了一种开关设备快速温升试验平台，包括：

变频电源，接入被试开关设备的温升回路中，用于改变试验电流的频率；

大电流发生器，接入被试开关设备的温升回路中，用于改变试验电流的幅值；

钳形电流表，用于实时检测温升回路进线端和出线端的电流；

温度巡检仪，用于检测温升回路进线端和出线端的温度。

进一步的，试验开始时，变频电源对试验电流的频率调整范围为工频的1.2～3倍。

进一步的，试验开始时，大电流发生器对试验电流的幅值调整范围为额定电流幅值的1.2～1.5倍。

进一步的，当温度巡检仪检测到温升回路进线端和出线端的温度均达到设定限值时，变频电源对试验电流的频率调整范围为工频，大电流发生器对试验电流的幅值调整范围为额定电流幅值。

进一步的，所述设定限值为标准要求的温升限值的70％。

有益效果：本发明针对开关设备温升试验时间较长，影响物资供应时效问题，通过提高试验电流频率和电流值大小，加快温升平衡时间，可有效缩短温升抽检试验时间，可降低温升试验时间50％以上，提高开关设备温升试验效率。

附图说明

图1为本发明的试验平台示意图；

图2为本发明的试验方法流程图；

图3为不同频率电流下温升随时间变化曲线；

图4为快速温升曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步阐述本发明。

图1所示的一种开关设备快速温升试验平台，该试验平台包括变频电源、大电流发生器、钳形电流表、温度巡检仪和被试开关设备，将大电流发生器与变频电源接入被试开关设备的三相电路，现将被试开关设备的三相电路中的电流称为试验电流，通过变频电源改变试验电流的频率，通过大电流发生器改变试验电流的幅值，通过温度巡检仪和钳形电流表检测被试开关设备三相进、出线端的温度及三相电流。

图2为在图1所示的试验平台的基础上提出的一种快速温升测试方法，包括以下步骤：

通过变频电源将试验电流的频率设定为工频的1.2～3倍，通过大电流发生器将试验电流提高为额定电流的1.2～1.5倍；

当温度巡检仪检测到被试开关设备的三相电路的三相进线端和三相出线端的温度均达到标准要求的温升限值的70％时，则通过变频电源将试验电流变为额定的工频电流，继续检测温升回路开关进线端和出线端的温度，直至在1小时内，三相进线端和三相出线端的前后温度变化小于1K时，停止试验并记录此时的温升值。

现以额定电压为400V，额定电流为250A的断路器作为被试开关设备，对本发明的升温试验平台和测试方法做进一步说明。

本实施例通过研究试验电流频率对温升时间的影响，在保证电流幅值(250A)不变的情况下，改变电流频率，进而探究温升电流频率对温升时间的影响。施加250A-50Hz额定电流进行初始试验，以确定额定工作状态下的标准温度及温升时间，之后试验欲加电流频率设置为100Hz，每3分钟记录一次开关进线端的温度值，当1小时内的温度变化小于1K时停止试验。实验结果如图3所示，可以看出，频率越高，温度上升速率越高，越容易以最快的速度达到温升限值的70％。选取100Hz作为电流的频率，研究试验电流幅值对温升时间的影响，被试真空断路器额定电流为250A，在保证电流频率不变的情况下，改变电流幅值大小，进而探究温升电流幅值对温升时间的影响。试验预加电流设置为350A，在温升到达标准温升限值70％时，(70K×70％)时，将电流降为250A稳定电流。试验中每3分钟记录一次进线端的温度值，当1小时内的温度变化小于1K时停止试验。实验结果如图4所示，初始电流频率为100Hz，预加电流为350A时温升稳定的时间为2h15min，温升值为36.56K。

然而，采用常规温升试验方法首先对被试开关设备的三相电路中施加250A工频电流，每3分钟记录一次开关进线端的温度值，当1小时内的温度变化小于1K时停止试验，温升最终达到平衡所需的时间为6h，温升值为36.49K。

由此可知，采用本发明的方法及平台，通过提高温升初始试验电流的频率和幅值，可有效地缩短温升试验的时间，从而提高温升试验的效率。