测量仪器输入阻抗对断路器分合闸速度的影响

2014-09-26 06:31,,
电气开关 2014年6期
关键词:电阻器输入阻抗合闸

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(辽宁高压电器产品质量检测有限公司,辽宁 沈阳 110025)

1 引言

按照国家标准GB 1984-2003对断路器进行试验时,要求测量断路器的机械特性,包括分、合闸时间,分、合闸速度特性[1]。其中对断路器分、合闸速度的测量一般采用滑动电阻器的方法,主要有直线型和旋转型线性滑动电阻器。将电阻器可靠地连接于能反映断路器的分、合闸速度特性的部件上,使其与该部件同步动作,在电阻器的两端加一直流电压,测量滑动触点与某一端的电压变化,按照一定的比例关系折算出断路器的分、合闸速度。通过对速度的分析可以有助于分析断路器的开断特性,从而利于断路器的优化设计。

2 计算模型

2.1 用理想的测量设备测量

采用滑动电阻器对断路器分、合闸速度的测量原理,如图1所示。

Rh:滑动电阻器A、B、C:滑动电阻器的端子(B为滑动端子) U0:直流电压(内阻很小,可忽略) 虚框内为测量设备的输入阻抗Rin

测量断路器的分、合闸速度时,将滑动电阻器固定,滑动端子即B与断路器的可动部件连接,这样AB、BC的电压都将线性的反映断路器的运动过程,可动部件的运动与断路器的分、合闸运动保持一定比例的关系,从而可以折算出分、合闸速度。

以测量AB端子的电压来分析,则:

(1)

理想的测量设备的输入阻抗为无穷大,则:

(2)

RAB为线性变化,RAC为滑动电阻器的总电阻值,为恒定值,U0为恒定值,可见UAB与RAB保持了线性关系,能真实的反映出断路器的分、合闸速度。

2.2 用非理想的测量设备测量

采用非理想的测量设备对RAB的电压进行测量时,由于测量设备有一定的输入阻抗,式(1)的Rin会对UAB的输出产生影响,使UAB与RAB不再保持线性关系,从而反映不出断路器的真实分、合闸速度。

3 测量设备的输入阻抗对测量精度影响的讨论分析

若采用理想的测量设备对RAB的电压进行测量时UAB与RAB保持了线性关系,不再详述。当测量设备的Rin不大时会对测量结果产生一定的影响。按照式(1)、式(2)进行编程,使结果图形化,可以方便的看出各种状况下的影响。

一般用于测量断路器分、合闸速度的滑动电阻器的阻值为5kΩ,有些测量设备的输入阻抗在1MΩ以上,这时两种情况下的输出对比如图2所示。

图2 滑动电阻器的阻值为5kΩ,输入阻抗1MΩ的对比图

如图可以看到,这时的最大误差在0.1248%,满足标准要求。

如果测量设备的输入阻抗为10kΩ时,则两种情况下的输出对比如图3所示。

如图可知,最大误差在5.8823%,已经超出标准的要求。

图3 滑动电阻器的阻值为10kΩ,输入阻抗1MΩ的对比图

其他常见值的对比见表1。

表1 Rin、Rh不同时最大误差表

可见当Rin大于23.75kΩ时,最大误差百分数就会小于5%,满足要求。其它各种值都可以通过程序计算出最大误差百分数。

4 结语

通过对测量断路器分、合闸速度的分析,导出实际的数学模型,并根据该公式进行编程,可以方便的计算出各种情况下的最大误差百分数,并选择适当设备以满足测量要求。也可以根据公式和测量结果反推,导出实际的断路器分、合闸速度。测量设备的输入阻抗应尽可能的大,减小其对测量断路器分、合闸速度的影响,提高测量的准确度。

[1] 标准:GB 1984-2003 高压交流断路器[S]。

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