一种开关柜新型二次试验仪研制

张慧　杨继超　王黎　康正　胡薇

摘 要：目前开关柜内二次回路的故障查找和试验方法为：将开关小车拉至试验位置，对二次回路进行上电后，利用万用表逐一测量各回路接线点的电位，从而判断出二次回路故障部分是在开关本体内部还是在开关外部二次回路，而对于开关辅助触点则需要利用万用表的通断档进行通断测量。

关键词：开关柜;新型;二次实验仪;研制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.130

1 选择课题

目前开关柜内二次回路的故障查找和试验方法为：将开关小车拉至试验位置，对二次回路进行上电后，利用万用表逐一测量各回路接线点的电位，从而判断出二次回路故障部分是在开关本体内部还是在开关外部二次回路，而对于开关辅助触点则需要利用万用表的通断档进行通断测量。此种方法，存在重复上电造成对开关柜内二次回路的冲击，造成二次回的短路，严重时损坏二次设备，且此种方法仍然不能判断开关本体内部辅助触点是否已正确的断开或闭合。

通过对2017年8月至2018年1月二次检修一班负责的24次变电站开关柜二次回路故障处理工作，进行调查统计分析，调查数据，故障平均处理时间53.95分钟。

小组成员将各个回路故障所用时间的最大值、最小值绘制成柱形图，发现对于同一故障回路的处理，所用时间极差很大，即开关柜二次回路故障的处理时间差距很大。这说明开关柜故障处理工作过程效率较低，存在很大的改进空间。小组决定研制集成插头式变电站开关柜二次试验仪是符合实际且比较理想的解决办法。

2 设定目标

所研制的集成插头式变电站开关柜二次试验仪可以同时对开关柜的19个回路进行监控、试验。快速检验出开关柜内开关的跳闸、合闸、储能、各辅助触点等二次回路的性能，并能够快速准确查找出开关各回路的故障点，从而缩短故障查找时间和線路停电时间。

3 确定最佳方案和对策

小组研究了其各功能的组合方式，得出开关柜二次回路试验仪的整体结构图。对试验仪的各个单元进行性能、试验、成本、体积、性及比等综合对比，小组最终确定了最佳方案。根据确定的最佳方案，按照“5W1H”原则制定以下对策：

（1）控制回路模块设计和电流继电器的测试。目标：设计出控制回路，测试电流继电器的动作电流大于0.5A，返回电流小于0.4A，按钮的正确操作率为100%。措施：设计出分闸回路电路图;设计出合闸回路电路图;设计出储能回路的电路图;搭建回路，测试电流继电器的动作电流和返回电流。

（2）监视回路模块设计和测试。目标：设计出监视回路，正确区分回路状态，测试辅助触点的接触电阻小于0.07Ω。措施：设计出监视强电回路和触点监视回路;搭建回路并测量辅助触点的接触电阻。

（3）电源模块设计。目标：分别测试DC220V开关电源和DC24V开关电源的压降<1%和纹波系数<2%。措施：搭建直流电源测试平台;使用示波器分别测试两个开关电源的纹波系数;使用万用表分别测试两个开关电源的输出压降。

（4）I/O模块设计。目标：设计出航空插头和转接口的接线，且测量各个节点的接触电阻<0.01Ω，正确连接率为100%，连接耗时小于10S。措施：获取航空插头的公头和母头;设计出航空插头和转接口的接线;测量各个节点的接触电阻。

（5）封装集成模块安装。目标：电路元件安装，试验仪组装成品，元件固定可靠，重量<3kg。措施：获取试验仪外壳;测量安装尺寸;整机安装。

（6）集成插头式变电站开关柜二次试验仪运行及现场调试。能够正确可靠连接到断路器上，并能对它进行试验，能进行监控和试验的回路大于19个，且控制回路的分合闸电流能有效满足继电器的动作电流和返回电流。小组成员根据对策方案，完成了控制回路及弱点监视模块的设计。措施：做好试运行前准备;模拟现场工作环境进行使用;现场与试验仪连调多次试验;总结运行结果。

根据上述方案小组成员共同完成了控制回路设计及弱点监视模块设计，并继续开展整体调试工作。

4 效果检查

集成插头式变电站开关柜二次试验仪制作完成后，为测试其能否在变电站故障现场正常稳定工作，2018年5月至2018年7月，经公司生技处和安监处同意，小组成员利用8次查找变电站开关柜故障的机会，应用集成插头式变电站开关柜二次试验仪进行故障查找，可以快速检验出开关柜内开关的跳闸、合闸、储能、各辅助触点等二次回路的性能，并能够快速准确查找出开关各回路的故障点，并记录了其分合闸响应时间。

在此期间集成插头式变电站开关柜二次试验仪共处理了8次故障，处理故障时本试验仪对开关柜各个回路的监视、分合闸操作情况、分合闸电流以及监视回路总数的情况显示：集成插头式变电站开关柜二次试验仪能可靠、有效的对22个回路进行监视，从而快速准确查找出开关各回路的故障点，分合闸时的电流均大于继电器的动作电流0.5A，达到活动目标要求。

5 效益分析

跟据统计，使用本试验仪前，处理变电站开关柜故障需要先去资料室查找图纸，逐个量回路节点电位和辅助触点的通断情况，过程繁琐耗时，使用本试验仪后就可以省去以上步骤，能快速直观的检查出故障点。在进行新站验收时，断路器的数量较多，使用集成插头式变电站开关柜二次试验仪可以简单快速的对断路器进行试验。所以该试验仪为故障处理和新站验收节省了大量的时间，提高了工作效率。

在效果检查期内的8次故障处理中，平均用时22.63，较原来的平均用时缩短了近30分钟。因此使用集成插头式变电站开关柜二次试验仪可以为故障处理和新站验收节省了大量的时间，提高了工作效率。

6 标准化

为了使取得的成果得到有效巩固，我们特制订了相关的标准化措施：（1）将本试验仪命名为《ECJX-500型集成插头式变电站开关柜二次试验仪》。（2）将此次QC活动中所涉及到的资料编写归档，（档案号2018QC-1），交付天青岛供电公司变电检修室存档，上报相关部门审核批准，准予投入使用。（3）编写《ECJX-500集成插头式变电站开关柜二次试验仪技术和使用说明书》，交付运维检修部申报批准、执行，并结合现场实际工作，对班组人员进行集中培训，以便推广使用。（4）编制《ECJX-500型集成插头式变电站开关柜二次试验仪使用规程》，规范了集成插头式变电站开关柜二次试验仪的使用操作，确保试验仪正常稳定运行。

作者简介：张慧（1972-），女，山东青岛人，硕士，工程师，研究方向：继电保护整定技术、变电二次设计技术。