GKC-8智能化高壓開關(guān)機(jī)械特性測(cè)試儀
一、概述
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)用電的安全可靠性要求越來越高，高壓斷路器在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)的雙重任務(wù)，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。GKC-8型高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀，是我廠依據(jù)的《高壓交流斷路器》GB1984-2003為設(shè)計(jì)藍(lán)本，參照中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件》第3部分，DL/T846.3-2004高壓開關(guān)綜合測(cè)試儀為設(shè)計(jì)依據(jù)，為進(jìn)行各類斷路器動(dòng)態(tài)分析提供了方便，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量出各種電壓等級(jí)的少油、多油、真空、六氟化硫等高壓斷路器的動(dòng)特性參數(shù)。

二、GKC-8智能化開關(guān)特性測(cè)試儀功能與特點(diǎn)
1. 超大屏液晶顯示器、高速熱敏打印機(jī)，采用漢字提示以人機(jī)對(duì)話的方式操作；
2. 集成操作電源，無需現(xiàn)場(chǎng)二次電源，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，美觀大方，現(xiàn)場(chǎng)使用更加方便快捷；
3. 內(nèi)部抗干擾電路可以滿足500kV變電站內(nèi)可靠使用，保護(hù)電路能保證設(shè)備及人員安全、儀器并能穩(wěn)定、準(zhǔn)確測(cè)試；
4. 機(jī)內(nèi)配有時(shí)鐘電路，可顯示當(dāng)前年、月、日、時(shí)、分、秒，即使斷電，也能自動(dòng)保存設(shè)置數(shù)據(jù)及測(cè)試數(shù)據(jù)；
5. 集成數(shù)據(jù)管理功能，按站名、設(shè)備、試驗(yàn)管理，配有上位機(jī)分析軟件；
6. 具有錄波功能，可對(duì)應(yīng)時(shí)間坐標(biāo)顯示斷口狀態(tài)波形、行程－時(shí)間（S－t）曲線,有利于對(duì)開關(guān)機(jī)構(gòu)故障的準(zhǔn)確判斷；
7. 可測(cè)試一路速度，配備旋轉(zhuǎn)傳感器、線性傳感器、滑線電阻傳感器，幾乎涵蓋所有型號(hào)開關(guān)的速度測(cè)試；
8. 設(shè)計(jì)有開關(guān)的重合閘試驗(yàn)功能，各種重合閘試驗(yàn)均可隨心所欲；
9. 機(jī)內(nèi)帶有延時(shí)保護(hù)功能，斷路器動(dòng)作后能自動(dòng)切斷動(dòng)作電源，很好的保護(hù)了斷路器設(shè)備和高壓開關(guān)測(cè)試儀；
10.開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的低電壓試驗(yàn)；
11.適用于國內(nèi)外所有SF6、真空、少油高壓開關(guān)的機(jī)械特性及動(dòng)作電壓的測(cè)量；
12.測(cè)試通道7路：同時(shí)測(cè)量6路斷口的固有分、合閘時(shí)間、同期性及1路速度。
13.標(biāo)準(zhǔn)USB接口，便于數(shù)據(jù)交換，每種開關(guān)都可獨(dú)立配置相關(guān)的試驗(yàn)配置，并被貯存于U盤中；
三、主要技術(shù)指標(biāo)
3-1 測(cè)試項(xiàng)目：
（1）、時(shí)間測(cè)量
（2）、同時(shí)測(cè)量6個(gè)斷口的固有分、合閘時(shí)間及同期性；
（3）、彈跳次數(shù)、彈跳時(shí)間；
（4）、速度及行程測(cè)量
（5）、剛分速度、剛合速度、zui大速度；
（6）、開距、超程及總行程；
（7）、分、合閘瞬時(shí)速度，并繪制“行程—時(shí)間（S-t）”曲線；
（8）、顯示斷口狀態(tài)波形；
（9）、重合閘試驗(yàn)測(cè)試；
（10）、低電壓試驗(yàn)。
3-2主要技術(shù)參數(shù)：
（1）、zui大速度：20m/s，分辨率：0.01m/s；測(cè)試準(zhǔn)確度為：±1.0%讀數(shù)±0.05 ；
（2）、行程測(cè)試范圍：6mm～1000mm（由傳感器的長度決定）；
（3）、行程zui小分辨率：0.1mm；測(cè)試準(zhǔn)確度為：±1.0%讀數(shù)±0.1mm (滑線電阻傳感器)；
（4）、時(shí)間測(cè)試范圍：10ms～12s；
（5）、時(shí)間分辨率：0.1ms；時(shí)間測(cè)試準(zhǔn)確度為：±0.5%讀數(shù)±0.2ms；
（6）、zui小動(dòng)作同期差分辨率：0.1ms；測(cè)試準(zhǔn)確度為：±0.5%讀數(shù)±0.1ms；
（7）、測(cè)試通道7路：6路斷口時(shí)間，1路速度；
（8）、電源：AC220V±10%；50Hz±1Hz；
（9）、操作電源輸出：電壓20V～250V可調(diào)，電流20A，數(shù)字程控調(diào)整。
3-3 儀器技術(shù)指標(biāo)
環(huán)境組別：屬GB6587.1-1986《電子測(cè)量儀器環(huán)境試驗(yàn)總綱》中的Ш組儀器.
型 式：便攜式 包 裝：鋁合金箱
主機(jī)尺寸：400×300×240(mm) 重 量: 5 (kg)
工作電源：AC220V ±10% 頻 率：50Hz ±5%
環(huán)境溫度：-10°C~40°C 相對(duì)濕度：≤85%
絕緣電阻：≤2MΩ 
介電強(qiáng)度：電源進(jìn)線對(duì)機(jī)殼能承受1.5kV 一分鐘的耐壓測(cè)試。

四、術(shù)語定義
4-1. 時(shí)間測(cè)量
（1）、分（合）閘時(shí)間
分（合）閘時(shí)間是指從開關(guān)接到分（合）閘控制信號(hào)（線圈上電）開始到開關(guān)動(dòng)觸頭與靜觸頭*次分開（合上）為止的時(shí)間。
（2）、相內(nèi)同期
同相斷口間，分、合閘時(shí)間zui大與zui小之差。
（3）、相間同期
A、B、C三相間，各相中合閘時(shí)間zui大值之差為合閘相間同期，分閘時(shí)間zui小值之差為分閘相間同期。
（4）、彈跳次數(shù)
彈跳次數(shù)是指開關(guān)動(dòng)、靜觸頭在分（合）閘操作過程中分開（合上）的次數(shù)。
（5）、彈跳時(shí)間
彈跳時(shí)間是指開關(guān)動(dòng)觸頭與靜觸頭從*次分開（或合上）開始到zui后穩(wěn)定分開（或合上）為止的時(shí)間。
4-2. 速度及行程測(cè)量
（1）、剛分（剛合）速度
剛分（剛合）速度是指開關(guān)動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸時(shí)的某一時(shí)間內(nèi)，或某一距離內(nèi)的平均速度。本測(cè)試儀提供很多開關(guān)的剛分（剛合）速度定義數(shù)據(jù)庫，選擇了某一類型就選擇了剛分（剛合）速度的定義。同時(shí)儀器也提供自定義功能，適合那些在數(shù)據(jù)庫里無法列舉的開關(guān)類型。
（2）、開距、超程
開距是指開關(guān)從分狀態(tài)開始到動(dòng)觸頭與靜觸頭剛接觸的這一段距離。超程是指開關(guān)從合狀態(tài)開始到動(dòng)觸頭與靜觸頭剛分開的這一段距離。
（3）、分（合）閘瞬時(shí)速度
分（合）閘瞬時(shí)速度是指開關(guān)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)某一小段的平均速度，該小段的長度取決于速度傳感器的分辨率，從而每個(gè)小段的平均速度反應(yīng)了開關(guān)動(dòng)觸頭的瞬時(shí)速度。
（4）、分（合）閘zui大速度
分（合）閘zui大速度是指分（合）閘瞬時(shí)速度中的zui大值，一般來說，該值應(yīng)出現(xiàn)在開關(guān)剛分開或合上的這一段，這一點(diǎn)可從速度/行程曲線中判斷。
（5）、分（合）閘平均速度
分（合）閘平均速度是指開關(guān)動(dòng)觸頭在分（合）閘過程中，10%行程到90%行程與此行程對(duì)應(yīng)的時(shí)間之比，同時(shí)儀器提供自定義功能。
（6）、行程-時(shí)間曲線
行程-時(shí)間曲線是開關(guān)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)過程中每一個(gè)時(shí)間單元對(duì)應(yīng)的行程關(guān)系曲線。
五、斷口接線說明
3斷口的接線如圖1所示。
6斷口的接線如圖2所示。
注意：接斷口線之前，先將儀器機(jī)殼接好大地，以便接斷口線時(shí)能夠泄放掉斷口的感應(yīng)電壓，保護(hù)儀器及人身安全！


六、傳感器的選配安裝說明
6-1. 傳感器的種類：
本測(cè)試儀具有對(duì)少油開關(guān)、SF6開關(guān)及真空開關(guān)的動(dòng)特性進(jìn)行綜合測(cè)試的功能，根據(jù)各類開關(guān)的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)配有相應(yīng)的速度傳感器，其種類為：線位移傳感器、角速度傳感器、滑線電阻傳感器。
6-2. 傳感器介紹：
（1）、線位移傳感器
線位移傳感器的外形如圖3所示。

圖3


外形尺寸為：32mm＊32mm＊32mm。體積小、重量輕，可以方便地捆綁（采用絕緣膠布就可以了）在直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。 

特點(diǎn)如下：
傳感器不需要任何支撐，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝； 
適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)機(jī)構(gòu)為直線運(yùn)動(dòng)的任何場(chǎng)合的測(cè)試； 
體積小，重量輕，安裝方便，不擔(dān)心影響操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度。 
 
（2）、角速度傳感器
角速度傳感器的外形如圖4所示。

 

圖4

角速度傳感器采用光柵原理，直接測(cè)試旋轉(zhuǎn)角度與時(shí)間的關(guān)系， 再根據(jù)輸入的參考開距或總行程自動(dòng)計(jì)算比例系數(shù)，zui后換算成實(shí)際的速度和行程。

特點(diǎn)如下： 
傳感器重量輕，與開關(guān)旋轉(zhuǎn)部位接觸部分為強(qiáng)力磁鐵，支撐架為萬向強(qiáng)磁力固定方式，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝；
可以識(shí)別正反轉(zhuǎn)，有利于判斷開關(guān)的過沖行程。
適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)機(jī)構(gòu)有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部位，且角度與直線運(yùn)動(dòng)呈線性關(guān)系的場(chǎng)合測(cè)試速度。 
(3)、滑線電阻傳感器
滑線電阻傳感器的外形如圖5所示。



圖5

隨機(jī)配備有長度分別為28mm和410mm的滑線電阻傳感器。其中28mm的滑線電阻傳感器主要用于真空開關(guān)的行程及速度測(cè)試，測(cè)試行程<18mm；410mm的滑線電阻傳感器主要用于SF6的行程及速度測(cè)試，測(cè)試行程<350mm。 用于110kV、220kV的少油開關(guān)測(cè)試時(shí)，由于行程較長、直接安裝在動(dòng)觸頭上不方便，只能在傳動(dòng)桿上間接測(cè)量。 


6-3. 各種傳感器的適用性說明： 
一般來說，可以看見直線運(yùn)動(dòng)部分的開關(guān)都可以采用線位移傳感器、滑線電阻傳感器；
沒有直線運(yùn)動(dòng)部分裸露在外的開關(guān)，可以采用角速度傳感器。
安裝傳感器時(shí)，盡量讓傳感器安裝在zui靠近動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以免中間轉(zhuǎn)換部分的間隙或非線性影響測(cè)試準(zhǔn)確度。
滑線電阻傳感器的速度、行程測(cè)試準(zhǔn)確度zui高、zui可靠。 
建議盡可能采用滑線電阻傳感器。其它長度的滑線電阻傳感器非標(biāo)準(zhǔn)配置，儀器軟件支持任意長度的滑線電阻傳感器。
(以上資料僅供參考，實(shí)際配置根據(jù)具體情況具體配置，如有改動(dòng)，恕不通知，敬請(qǐng)諒解。)

七、分（合）閘輸出接線及外同步接線說明
試驗(yàn)時(shí)，按圖6接線。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，如果采用儀器內(nèi)部電源，就要選擇“內(nèi)同步方式”，合閘控制線（紅色）、分閘控制線（綠色）、公共線（黑色）接入到儀器面板的“分合閘控制”端口（航空插頭）。接線時(shí)注意切斷高壓開關(guān)裝置自有的操作電源（斷開刀鍘或者拔掉保險(xiǎn)），以免兩種電源沖突。
如果采用儀器外部電源，就要選擇“外同步方式”，合閘控制線（紅色）、分閘控制線（綠色）、公共線（黑色）接入到儀器面板的“外同步”端口（航空插頭）。
以上兩個(gè)端口相互對(duì)立，采用一根電纜，一種方式只接一個(gè)通道，不能同時(shí)都接線。



八、速度定義說明
8-1、儀器提供的幾種基本的速度定義方式：
1.　剛分后##mm（ms）的平均速度為分閘速度，剛合前##mm（ms）的平均速度為合閘速度。可以選擇按時(shí)間或距離定義。
2.　剛分前、后各##mm（ms）的平均速度為分閘速度，剛合前、后各##mm（ms）的平均速度為合閘速度。可以選擇按時(shí)間或距離定義。
3.　剛分后##mm的平均速度為分閘速度，從合閘運(yùn)動(dòng)開始到剛合閘時(shí)的平均速度為合閘速度。
4.　用t1、t2兩個(gè)時(shí)間參數(shù)描述分閘速度，剛合點(diǎn)到合閘終止的時(shí)間（t3）描述合閘速度。
5.　同平均速度的定義。
6.　剛分點(diǎn)到##%行程的平均速度為分閘速度，##%行程到剛合點(diǎn)的平均速度為合閘速度。（分閘位置的行程為0，合閘位置的行程為100%）
用戶可以按以上基本定義方式定義好某種專有開關(guān)測(cè)試參數(shù)定義，命名后添加到數(shù)據(jù)庫，以后試驗(yàn)時(shí)，只要選中此數(shù)據(jù)庫的項(xiàng)目，就能調(diào)出所有參數(shù)定義。

以下是儀器出廠時(shí)，廠家預(yù)先按以上方法添加的數(shù)據(jù)庫，可以修改、可以添加。

8-2、數(shù)據(jù)庫里的幾種常用的速度定義：
1.油開關(guān)Ⅰ
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后10ms的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合*ms的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
SN10-10Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ
SN10-35
SW2-35Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ
SW4-110Ⅱ,Ⅲ
SW4-220Ⅱ,Ⅲ
DW8-35，Ⅱ
LW2-220
2.油開關(guān)Ⅱ 
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分前、后各5ms的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前、后各5ms的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
SW2-110Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ
SW2-220Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ
SW3-110
SW3-110G
SW6-110Ⅰ,Ⅱ
SW6-220Ⅰ
SW6-330Ⅰ
DW2-35，Ⅰ，Ⅱ，R
DW1-35
DW1-35D（G）

3.油開關(guān)Ⅲ
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分前、后各10ms的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前、后各10ms的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
SW7-110，110Z
SW7-220

4.真空開關(guān)10kVⅠ
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后6mm的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前6mm的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
ZN12-10
ZN51-10

5. 真空開關(guān)10kVⅡ
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后6mm的平均速度。
合閘速度：合閘運(yùn)動(dòng)開始到剛合點(diǎn)的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
ZN3-10 ， ZN47-10，
ZN13-10 ， ZN54-10，
ZN14-10 ， ZN60-12，
ZN20-10 ， ZN63-12，
ZN21-10 ， ZN65-12，
ZN22-10 ， ZN66-10，
ZN23-10 ， ZN67-10，
ZN33-10 ， ZW8-12，
ZN37-10 ， ZN38-10，
ZN28-10。

6. 真空開關(guān)35kV
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后12mm的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前12mm的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
ZN12-35

7.LW8-35型SF6開關(guān)
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后32mm的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前16mm的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
LW8-35

8.LW6型SF6開關(guān)
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后72mm的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前36mm的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
LW6-500
LW6-220
LW6-132
LW6-110Ⅰ,110Ⅱ
LW6-63Ⅰ,63Ⅱ

9.LW7型SF6開關(guān)
分閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛分后120mm的平均速度。
合閘速度：動(dòng)、靜觸頭剛合前120mm的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
LW7-220

10.平頂山開關(guān)廠LW7型SF6開關(guān)
剛分指標(biāo)：
t1：動(dòng)觸頭分閘過程中，剛動(dòng)時(shí)刻與剛分時(shí)刻之差。
t2：動(dòng)觸頭分閘過程中，剛分時(shí)刻與剛動(dòng)后運(yùn)動(dòng)到120mm位置的時(shí)刻之差。
剛合指標(biāo):
t3：剛合時(shí)刻與合閘終止時(shí)刻之差。

11.西安開關(guān)廠SF6開關(guān)
分閘速度：剛分點(diǎn)到10%行程這段行程的平均速度。
合閘速度：10%行程到剛合點(diǎn)這段行程的平均速度。

12.同平均速度定義
分閘速度：動(dòng)觸頭在分閘過程中，10%行程到90%行程這段距離的平均速度。
合閘速度：動(dòng)觸頭在合閘過程中，10%行程到90%行程這段距離的平均速度。
適合此定義的開關(guān)有：
LW11-63
LW11-110
LW11-220

(以上資料僅供參考，實(shí)驗(yàn)中按高壓開關(guān)出廠說明書設(shè)置及選擇。)




九、GKC-8智能化開關(guān)特性測(cè)試儀操作說明
1、面板結(jié)構(gòu)



2、操作說明
儀器采用超大屏彩色液晶顯示器，開機(jī)后，顯示如圖1所示的界面



一共有三種試驗(yàn)可供選擇：常規(guī)試驗(yàn)、重合閘試驗(yàn)、低電壓試驗(yàn)。默認(rèn)為常規(guī)試驗(yàn)，按下面板上的 “確認(rèn)”按鈕后，進(jìn)入常規(guī)試驗(yàn)界面，如圖2所示。



屏幕上方顯示的是部分試驗(yàn)設(shè)置信息以及時(shí)間顯示。

屏幕左下方顯示的是目前斷口的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

光標(biāo)默認(rèn)顯示在“測(cè)試”上。

通過面板上的左、右箭頭按鍵，可以將光標(biāo)移到“設(shè)置”或“重算”上。

進(jìn)入“設(shè)置”后，界面顯示如圖3所示。


此時(shí)，默認(rèn)修改的配置是速度定義。可以使用鍵盤上的上箭頭“↑”或下箭頭“↓”來選擇需要修改的配置，當(dāng)前可修改的配置立刻會(huì)變成黑白反色光標(biāo)顯示，然后用左箭頭“←”或右箭頭“→”來更改所選的配置值。所有修改完成之后，按下鍵盤上的“退出”按鍵就修改成功了。返回后，光標(biāo)會(huì)停到“測(cè)試”上。按下鍵盤上的“確認(rèn)”按鈕，就可以根據(jù)剛才的試驗(yàn)配置來進(jìn)行開關(guān)試驗(yàn)。此時(shí)，界面如圖4所示。


顯然，目前斷口狀態(tài)為合閘，所以需要做顯示的是“開始分閘”。完成分閘試驗(yàn)后，需要做合閘試驗(yàn)，界面如圖5所示。

這樣，就完成了一次分合試驗(yàn)，之后界面如圖6所示：



斷口波形、S-t曲線以及各種試驗(yàn)結(jié)果將顯示在以上界面中。
如果按下右箭頭“→”或左箭頭“←”，還可以看到更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如：相內(nèi)同期、相間同期等。如果按下下箭頭“↓”或上箭頭“↑”，可以選擇觀察分閘數(shù)據(jù)或打印整個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如，將光標(biāo)移到“打印”處，再按下“確認(rèn)”按鍵，那么打印機(jī)就會(huì)將本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)打印出來。
對(duì)于重合閘試驗(yàn)以及低電壓試驗(yàn)，操作方法與常規(guī)試驗(yàn)類似，在此，不再贅述。
如果要在臺(tái)式電腦上分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以在做試驗(yàn)時(shí)，將U盤插入U(xiǎn)SB接口。做完試驗(yàn)后，按下“保存”。注意，某些劣質(zhì)U盤儀器可能無法識(shí)別，因此，推薦使用廠家所配置的U盤型號(hào)。
按下面板上的“功能”按鈕并確認(rèn)后，可以用于打開以前保存到U盤中的測(cè)試數(shù)據(jù)。選擇“時(shí)鐘”選項(xiàng)，可以用來調(diào)整儀器時(shí)鐘。

十、注意事項(xiàng)：
內(nèi)部直流電源為短時(shí)工作的操作電源，容量較小，不要超過說明書參數(shù)使用。
接斷口線之前，必須先接好地線，以便內(nèi)部抗感應(yīng)高壓回路投入工作，避免損壞儀器斷口通道。
儀器的外同步為帶電同步方式，外同步線與分合閘控制線公用。
采用內(nèi)、外同步時(shí)，一定要在儀器菜單中作相對(duì)應(yīng)的選擇，以免儀器得不到同步信號(hào)。
十一、儀器的成套性
主機(jī)1臺(tái)
配套測(cè)試線及線包1套
傳感器1套（實(shí)際中根據(jù)不同情況 配置有所不同）
使用說明書1本
備用保險(xiǎn)管及打印紙若干
合格證、試驗(yàn)報(bào)告各1份