近日,上海送變電工程有限公司在110千伏長江變電站改擴建工程中使用該公司自主研發的“磁代電”斷路器機械特性試驗裝置,順利完成斷路器的機械特性試驗。應用該裝置,試驗人員開展斷路器機械特性試驗時,節約了50%左右的試驗用時,大幅提高工作效率。
高壓斷路器是變電站的重要設備之一,若斷路器機械特性不合格,輕則造成觸頭燒傷損壞,重則影響斷路器切斷負荷和滅弧絕緣的能力,進而影響電網安全穩定運行。因此,高壓斷路器機械特性試驗尤為重要。
斷路器機械特性試驗的傳統方法是試驗人員先拆除斷路器兩端的母線接地開關或引線,將斷路器接入試驗回路,利用試驗傳感器控制斷路器分合閘。隨后,試驗人員再通過傳統的斷路器動作特性分析儀采集分合閘時的電流信號,得到分合閘時間等數據,以此判斷斷路器的機械特性。試驗人員須在氣體絕緣組合電器母線帶電狀態下拆除母線接地開關或引線,作業風險較大,且拆除與復歸耗時較長。
為了提升斷路器機械特性試驗的效率和安全性,2020年7月,上海送變電公司成立電氣試驗攻堅小組,開展專項創新攻關。攻堅小組提出了以采集磁感應信號代替采集電流信號開展試驗的研發思路。小組成員選取抗干擾性強的高頻信號發生器作為信號源,將霍爾傳感器作為磁感應信號采集器。試驗人員可通過分析斷路器導體上電流信號產生的磁感應變化來判斷斷路器動作情況。2020年12月,初代斷路器機械特性試驗裝置研制成功。隨后,在220千伏祁華變電站改擴建工程中,小組成員使用此套裝置成功完成斷路器機械特性試驗。試驗人員不用拆除母線接地開關或引線就完成了試驗,規避了帶電操作的作業風險,提高了試驗效率。
此后,針對霍爾傳感器形狀固定、無法滿足不同結構斷路器試驗需求的情況,小組成員不斷優化試驗裝置,于2023年1月研制出了新型羅氏線圈。該線圈為空心圓環結構,采用軟線材質,形狀能自由改變,可以應用于多種不同結構的斷路器。小組成員還同步研發了磁感應信號傳送裝置以及專用的斷路器機械特性分析儀,磁感應信號傳送裝置可將磁感應信號傳回至斷路器設備本體。
在研發出新裝置的基礎上,小組成員進一步優化了試驗方法,采用雙端接地方式開展試驗,使試驗操作更便捷。試驗人員將裝置和斷路器連接好后,打開高頻信號發生器,通過操作專用的斷路器機械特性分析儀即可開展試驗。
2023年4月,優化后的新型斷路器機械特性試驗裝置研制成功,并在220千伏新譚變電站改擴建工程中首次投入使用。相比傳統試驗方法,試驗用時減少30分鐘。
目前,該新型斷路器機械特性試驗裝置已在220千伏祁華變電站、220千伏新譚變電站、110千伏長江變電站等多個變電站改擴建工程中投入使用。后續,上海送變電公司將進一步優化裝置的外觀結構、操作簡便性等。