保護(hù)末端故障防止越級(jí)跳閘的研究應(yīng)用

楊志義 黃繼明 吳高波

（國網(wǎng)浙江寧波市鄞州區(qū)供電公司，浙江寧波 315175）

保護(hù)末端故障防止越級(jí)跳閘的研究應(yīng)用

楊志義 黃繼明 吳高波

（國網(wǎng)浙江寧波市鄞州區(qū)供電公司，浙江寧波 315175）

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前我國在電力方面的需求也在不斷提升。對于電力使用而言，安全始終是第一位的要求，在這一方面就需要保證在實(shí)際的電力使用過程中能夠正常而安全的應(yīng)用，斷路器的正常使用需要進(jìn)行重視。但是由于目前我國在斷路器方面的研究并不深入，造成了斷路器在使用過程中出現(xiàn)各種問題的情況。本文討論了一種保護(hù)末端故障防止越級(jí)跳閘的方法。

保護(hù)末端故障 防止越級(jí)跳閘 研究應(yīng)用

雖然我國目前在科學(xué)技術(shù)方面得到了較好的發(fā)展，并且也在電力使用方面取得了較高的成績。但是仍然需要注意在斷路器方面的問題。目前我國在斷路器方面的研究相比發(fā)達(dá)國家仍然有一定的差距，并且目前使用的傳統(tǒng)斷路器在功能上顯得較少，并且在應(yīng)用方面也極為單一，在斷路器所包含的各項(xiàng)技術(shù)上也比較落后。即使是目前較為高級(jí)的刀閘開關(guān)，在實(shí)際的使用過程中也必須要安裝大量的輔助設(shè)備才能夠正常使用，發(fā)揮出斷路器的真正作用。但是需要注意的是，如果在刀閘開關(guān)上新增各項(xiàng)輔助設(shè)備，又會(huì)因?yàn)檩o助設(shè)備帶來各種新的故障以及問題。正是由于這樣的情況，影響到了我國電力的正常使用以及發(fā)展。而目前為了真正的提升我國電力使用的效率以及安全性，多功能以及多用途的斷路器開始被人們所重視。通過幫助斷路器增加各種功能，就能夠保證斷路器可以在更多環(huán)境下更好的進(jìn)行使用。在本次研究中，我們需要研究斷路器具有接地保護(hù)功能（零序電流、零序電壓）的組合互感器制造，同時(shí)也需要能夠擁有相應(yīng)的檢測計(jì)算的二次控制技術(shù)以及保護(hù)定值的連續(xù)可調(diào)的二次控制技術(shù)，通過這些技術(shù)和永磁真空斷路器的制造技術(shù)相結(jié)合，就能夠?qū)崿F(xiàn)擁有重合閘功能、定制連續(xù)可調(diào)功能等各種智能化技術(shù)，并且能夠適用于終端客戶的智能斷路器，對于我國電力事業(yè)的發(fā)展以及人民在使用電力過程中的安全性而言有著重要意義。

1 目前廣泛使用的常規(guī)斷路器的特點(diǎn)以及缺陷

1.1 傳統(tǒng)斷路器的種類以及可能出現(xiàn)的故障

我國自開始大規(guī)模的發(fā)展電力工業(yè)以來，廣泛使用的一種斷路器為傳統(tǒng)的高壓斷路器，這種斷路器在實(shí)際的使用過程中具有構(gòu)造簡單、易于修理、簡單易用等特點(diǎn)，受到了各級(jí)技術(shù)員工以及廣大人民的廣泛喜愛。但是這種常規(guī)的高壓斷路器在目前已經(jīng)開始體現(xiàn)出各種問題，會(huì)對正常的電力使用造成各種影響。例如在使用高壓斷路器的過程中，會(huì)因?yàn)楦邏簲嗦菲鞯臉?gòu)造特點(diǎn)引起機(jī)械故障。機(jī)械故障是一種高壓斷路器最為常見的故障，常見的機(jī)械故障的種類有潤滑不良、電磁鐵卡塞、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變形、觸頭磨損、螺絲松動(dòng)、緩沖器故障、鎖扣失靈以及部件破損等。這些故障都會(huì)在實(shí)際的電力使用過程中造成一定的困難，導(dǎo)致電力無法正常的進(jìn)行使用，甚至造成一些重大事故，導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果。在傳統(tǒng)的排除高壓斷路器的故障的過程中，往往需要根據(jù)振動(dòng)信號(hào)來進(jìn)行排除。在實(shí)際的排除高壓斷路器故障的過程中，需要對斷路器在工作過程中的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測，并且通過監(jiān)測出的振動(dòng)信號(hào)接過來對高壓斷路器在工作過程中的機(jī)械狀態(tài)以及機(jī)械故障進(jìn)行較好的識(shí)別。通過振動(dòng)診斷的方法能夠有利于實(shí)現(xiàn)對斷路器的非侵入式狀態(tài)的監(jiān)測，同時(shí)也能夠較好的將高壓隔離等問題進(jìn)行相應(yīng)的解決，因此以往在使用電力的過程中使用這樣的監(jiān)測方式已經(jīng)成為了一種高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)診斷的常用手段，并且取得了一定的成果，保證了在一段時(shí)間內(nèi)我國電力能夠正常使用及運(yùn)行。但是需要注意的是，目前所使用的傳統(tǒng)斷路器的功能較少、應(yīng)用較為單一，并且所需的技術(shù)較為落后，因此在實(shí)際的電力使用的過程中就會(huì)極大地限制斷路器的應(yīng)用，往往只能夠被當(dāng)做一種比較高級(jí)的刀閘開關(guān)，需要安裝大量的輔助設(shè)備才能夠進(jìn)行較好的使用，發(fā)揮出斷路器的真正作用。但是如果為斷路器安裝上了各種輔助設(shè)備，由于輔助設(shè)備自身可能會(huì)產(chǎn)生多種問題，因此也是無法保證斷路器在安裝上輔助設(shè)備后能夠正常的進(jìn)行使用。

1.2 如何使用常規(guī)手段來解決高壓斷路器的常見機(jī)械故障

在對高壓斷路器的故障解決方面，由于我國進(jìn)行的時(shí)間較長，因此也總結(jié)出了各種方式方法來對高壓斷路器的機(jī)械故障進(jìn)行相應(yīng)的解決。在實(shí)際的對高壓斷路器故障的解決過程中，首先需要對高壓斷路器的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的采集，并且需要進(jìn)行特征提取以及故障識(shí)別。在我國以往的研究過程中，信號(hào)采集方面的工作已經(jīng)較為完善但是需要注意的是目前在特征提取以及故障識(shí)別工作方面仍然會(huì)出現(xiàn)各種問題。在長期以來我國在對高壓斷路器的特征提取以及故障識(shí)別方面所使用的方法往往為時(shí)域包絡(luò)法、時(shí)頻幅值譜、相互觀法、動(dòng)態(tài)時(shí)間桂政發(fā)、指數(shù)衰減振蕩子波分解、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等方法來進(jìn)行。同時(shí)在近些年來，不僅在原油的方法上進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了需要全新的方法，例如希爾伯特黃變換法、小波分析法、短時(shí)能量法、細(xì)化頻譜分析法等方法。通過這些手段，能夠解決在實(shí)際的高壓斷路器使用過程中常見的問題。

1.3 傳統(tǒng)高壓斷路器的缺陷

雖然傳統(tǒng)高壓斷路器目前在我國得到了較為廣泛的使用，并且在以往的電力使用以及發(fā)展的過程中做出了巨大的貢獻(xiàn)，但是需要注意的是，傳統(tǒng)高壓斷路器仍然有著較大的缺點(diǎn)。目前所使用的傳統(tǒng)高壓斷路器的保護(hù)定值往往只有3個(gè)檔位，并且在實(shí)際的使用過程中是需要通過互感器的變化來實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值的變化的，由于這樣的情況，導(dǎo)致了使用過程中的極差十分巨大。如果世紀(jì)的情況下，線路的長度長、分支多，那么對于保護(hù)值的選擇方面會(huì)遇到較大的問題，往往無法選擇到最佳的保護(hù)值。同時(shí)現(xiàn)有的傳統(tǒng)高壓斷路器的保護(hù)定值是無法較好的適應(yīng)較為精細(xì)的保護(hù)功能，因此一旦對于保護(hù)功能有著更高的要求，傳統(tǒng)高壓斷路器往往無法較好的進(jìn)行工作。在傳統(tǒng)斷路器的操作機(jī)構(gòu)方面，由于傳統(tǒng)斷路器自身的特點(diǎn)，操作機(jī)構(gòu)的可靠程度往往不高，并且操作機(jī)構(gòu)的壽命比較短，需要進(jìn)行頻繁的維護(hù)或更換。同時(shí)在實(shí)際的使用方面，操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故障率也比較高，在動(dòng)作上不夠迅速和靈活，若沒有經(jīng)過較為完善的培訓(xùn)，操作人員的專業(yè)操作能力較弱，那么在實(shí)際的操作過程中很容易產(chǎn)生粘連的情況，導(dǎo)致傳統(tǒng)斷路器的使用壽命往往較短。在接地方面，傳統(tǒng)斷路器是缺少單向接地的判斷功能的，因此對于一些單向接地的事故的處理方面顯得無能為力，若在實(shí)際的使用過程中遇到了單向接地的事故，往往無法處理，會(huì)對電力的正常使用造成巨大的阻礙。同時(shí)傳統(tǒng)斷路器缺乏遠(yuǎn)程的通訊功能，如果出現(xiàn)的事故現(xiàn)場操作人員無法較好的進(jìn)行處理，需要使用較長的時(shí)間進(jìn)行等待，造成電力使用出現(xiàn)較大的阻礙，并且傳統(tǒng)斷路器無法實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能。

2 永磁真空斷路器的相關(guān)概念以及特點(diǎn)

2.1 永磁真空斷路器的概念

正是由于傳統(tǒng)的斷路器會(huì)出現(xiàn)各種問題，并且功能較為單一，因此目前我國開始使用永磁真空斷路器來對傳統(tǒng)斷路器進(jìn)行替代，并且在較短的時(shí)間內(nèi)取得了較好的成果。真空斷路器最初是由英美研究的，隨后在日本德國等國家等到了較好的發(fā)展。我國是在1959年開始對真空斷路器的相關(guān)理論進(jìn)行研究，到上個(gè)世紀(jì)70年代已經(jīng)開始正式的生產(chǎn)出各種真空斷路器，并且在絕緣水平、操動(dòng)機(jī)構(gòu)以及真空滅弧室等各方面取得了較大的成果，同時(shí)也能夠在這些方面進(jìn)行創(chuàng)新以及改進(jìn)。真空斷路器有著較為優(yōu)良的滅弧特性，在實(shí)際的使用過程中比較適宜頻繁的操作，并且電力壽命較長，在運(yùn)行的可靠性上也比較高，同時(shí)在實(shí)際的使用過程中有著較長的不檢修周期，在目前我國的化工、冶金、鐵道電氣化、礦山以及城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造各個(gè)方面得到了較好的應(yīng)用。而針對真空斷路器在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的各種問題，目前我國開始在真空斷路器上加裝永磁機(jī)構(gòu)，通過永磁機(jī)構(gòu)的方式來提升真空斷路器在實(shí)際使用過程中的可靠性。永磁機(jī)構(gòu)是一種使用在中壓真空斷路器中的永磁保持，并且使用電子控制的一種電磁操作機(jī)構(gòu)。相比傳統(tǒng)斷路器的彈簧機(jī)構(gòu)以及電磁機(jī)構(gòu)，永磁機(jī)構(gòu)使用了一種全新的結(jié)構(gòu)以及工作原理，在實(shí)際的工作過程中需要使用較少的運(yùn)動(dòng)部件就能夠?qū)崿F(xiàn)正常的工作，并且在實(shí)際的使用過程中并不需要機(jī)構(gòu)的鎖扣以及脫扣裝置，因此在實(shí)際的使用過程中很少會(huì)出現(xiàn)故障，可靠性極高，因此成為了目前普遍使用的一種斷路器操作機(jī)構(gòu)。在近年來，永磁機(jī)構(gòu)的真空開關(guān)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于變電站的10kv出線。在以往的使用過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)在使用了永磁機(jī)構(gòu)的真空開關(guān)后，動(dòng)作過程較為簡單，并且在工作過程中出現(xiàn)的噪聲較小，如果出現(xiàn)了故障需要維修，維修的時(shí)間也比較短。

2.2 永磁真空斷路器的特點(diǎn)

目前，永磁真空斷路器由于其使用過程中噪聲較小、維修時(shí)間短等特點(diǎn)，極大的減少了停電時(shí)間，并且由于永磁真空斷路器自身優(yōu)秀的可靠性，在實(shí)際的使用過程中難以出現(xiàn)停電或其他故障的情況。而對于永磁真空斷路器而言，相比傳統(tǒng)的斷路器也具有較多的特點(diǎn)。首先在永磁真空斷路器中，永磁鐵和合閘控制線圈以及分閘控制線圈相結(jié)合，通過這樣的形式就能夠解決在合閘的過程中需要大功率能量的問題。同時(shí)永磁真空斷路器的真空滅弧室的動(dòng)觸頭是需要依靠永磁鐵所產(chǎn)生的力，并且通過絕緣拉桿以及拐臂來保證在實(shí)際的合閘以及分閘的位置上將傳統(tǒng)的機(jī)械鎖扣方式進(jìn)行取代，因此機(jī)械結(jié)構(gòu)極為簡化，活動(dòng)部件較少，零件總數(shù)基本上能夠保持在50左右，所需材料較少，不僅節(jié)能，而且生產(chǎn)成本較低。而對于永磁真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)而言，在實(shí)際的使用過程中是不需要輔助電器以及機(jī)械鎖扣的，因此再這樣的前提下，機(jī)械動(dòng)作在進(jìn)行過程中的可靠性極高，也不需要進(jìn)行維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)了維修費(fèi)用節(jié)省的效果。在操動(dòng)機(jī)構(gòu)所需能量方面，永磁真空斷路器所使用的能量源為永磁鐵，永磁鐵的永磁力能夠保證100年左右不會(huì)消失，因此機(jī)構(gòu)壽命能夠保持在10萬次以上，降低了噪音以及能耗，并且也提升了機(jī)械的壽命。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，隨著目前我國科技程度的不斷提升，電力行業(yè)以及廣大的電力用戶對于開關(guān)設(shè)備的要求也在不斷地提高，因此10kv系列的永磁真空斷路器在我國已經(jīng)開始作為一種優(yōu)質(zhì)的中壓斷路器開始得到了較好的使用，并且我國的相關(guān)機(jī)構(gòu)也開始投入人力以及財(cái)力對永磁真空斷路器進(jìn)行相應(yīng)的研究，由于永磁真空斷路器的壽命長、可靠性高、免于維護(hù)等優(yōu)勢，目前永磁真空斷路器有著逐步取代傳統(tǒng)斷路器的趨勢。

2.3 永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的缺點(diǎn)

雖然永磁機(jī)構(gòu)斷路器能夠有效地解決傳統(tǒng)斷路器結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在使用過程中噪聲大、容易出問題，并且維修時(shí)間較長，導(dǎo)致停電時(shí)間較長等缺陷，目前在國內(nèi)外都得到了較好的應(yīng)用，但是需要注意的是，永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器仍然有著一定的缺點(diǎn)。由于永磁機(jī)構(gòu)對于零件的要求極高，因此如果永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器中的部件出現(xiàn)了質(zhì)量問題，尤其是如果互感器元件出現(xiàn)了質(zhì)量問題，很有可能造成開關(guān)動(dòng)作不可靠的情況，同時(shí)如果永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的線路發(fā)生了故障后，如果無法及時(shí)的進(jìn)行跳閘，也無法起到隔離故障部分的作用。同時(shí)永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器還極有可能出現(xiàn)末端故障，出現(xiàn)末端故障后就很有可能會(huì)出現(xiàn)越級(jí)跳閘的情況。而正是由于這些問題，極易導(dǎo)致永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器無法正常使用，甚至有可能在使用永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的過程中出現(xiàn)安全問題，嚴(yán)重影響我國電力用戶的正常用電?；谶@種情況，就需要研究出一種全新的方法來保護(hù)永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的末端故障，并且在保護(hù)了永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的末端故障后，防止出現(xiàn)越級(jí)跳閘的情況出現(xiàn)。

3 具有接地保護(hù)功能的組合互感器的制造及用途

3.1 具有接地保護(hù)功能的組合互感器的概念

在實(shí)際的使用電力的過程中，接地保護(hù)是極為重要的一個(gè)功能。通過接地保護(hù)的使用，就能夠保證電力終端用戶能夠在實(shí)際的使用電力的過程中正常二安全的使用。在進(jìn)行接地保護(hù)的過程中，互感器起著相當(dāng)重要的作用。零序電流互感器是一種使用單相接地故障線路的零序電流值較非故障電路大的特征，在實(shí)際的用電流互感器取出零序電流信號(hào)，并且使繼電器進(jìn)行工作，就能夠?qū)崿F(xiàn)有選擇性的發(fā)出信號(hào)或是進(jìn)行跳閘。而對于電纜線路而言，電纜需要穿過零序變流器，并且需要以鐵心作為圓心進(jìn)行一次繞組，而二次繞組需要繞在鐵芯上，并且在此過程中需要注意和電流繼電器進(jìn)行相應(yīng)的串聯(lián)。在正常的運(yùn)行過程中或是出現(xiàn)了三項(xiàng)對稱短路的過程中，此時(shí)是沒有零序電流出現(xiàn)的。但是需要注意的是，當(dāng)單相接地后，有接地電容的電流通過了鐵心，在二次側(cè)出現(xiàn)了零序電流后，繼電器才能夠進(jìn)行工作。通過這樣的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，零序電流互感器主要是需要注意電纜相線以及N線都穿過鐵心。

3.2 接地保護(hù)互感器的構(gòu)成方法

在有過電保護(hù)的電流互感器的聯(lián)結(jié)方面，主要有以下幾種方式：（1）三三相三繼電器的完全星形連接，通過這樣的聯(lián)結(jié)方式能夠保證繼電器的每相擁有一個(gè)電流互感器以及一個(gè)繼電器。（2）兩相二繼電器的不完全星形聯(lián)結(jié)，在這樣的方式下，繼電器只有兩相是有電流互感器以及繼電器的。（3）兩相三繼電器的差動(dòng)聯(lián)結(jié)，在這樣的方式下，主要是有兩個(gè)電流互感器以及三個(gè)繼電器組成的，在這樣的組成方式下，對于中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)，零序電流只能夠作用于信號(hào)，但是如果中性點(diǎn)為接地系統(tǒng)，零序電流可以作用于跳閘，同時(shí)一般系統(tǒng)的單相短路的保護(hù)是通過使用過電流保護(hù)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。

3.3 具有接地保護(hù)功能的組合互感器的構(gòu)成及用途

在中性點(diǎn)方面，直接接地的變壓器一般都是有接地保護(hù)的相關(guān)功能的，這一功能主要是作為母線接地故障的一種后備保護(hù)，同時(shí)也能夠作為變壓器以及線路接地發(fā)生了故障后的一種后備保護(hù)。在目前廣泛使用的一種變壓器的中性點(diǎn)間隙接地，是使用了零序電壓繼電器以及零序電流繼電器進(jìn)行并聯(lián)的方式來進(jìn)行，并且?guī)в?.5s的時(shí)限來進(jìn)行構(gòu)成的，這種并聯(lián)的方式統(tǒng)稱為具有接地保護(hù)功能的組合互感器。這種互感器在實(shí)際的使用過程中，一旦系統(tǒng)發(fā)生了接地故障，在放電的間隙會(huì)出現(xiàn)零序電流，就可以使用在放電間隙接地一端的轉(zhuǎn)用電流互感器的零序電流繼電器進(jìn)行工作，如果在放電的間隙沒有出現(xiàn)放電的情況，可以使用零序電壓繼電器進(jìn)行工作。如果發(fā)生了間歇性弧光接地的情況，間隙保護(hù)過程中所使用的共用時(shí)間元件不能夠在中途返回，通過這樣的形式就能夠保證間隙接地的保護(hù)可靠動(dòng)作。通過對具有接地保護(hù)功能的組合互感器的分析我們可以看出，這種組合互感器如果和目前的檢測計(jì)算的二次控制技術(shù)、保護(hù)定值連續(xù)可調(diào)的二次控制技術(shù)相結(jié)合，并且通過這樣的一種技術(shù)融合在永磁真空斷路器的制造技術(shù)中，就能夠?qū)崿F(xiàn)一種包含了重合閘功能，并且定制連續(xù)可調(diào)技術(shù)等能夠適用于終端客戶的智能斷路器產(chǎn)品。

圖1

4 多功能新型10Kv柱上斷路器的實(shí)現(xiàn)方法

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及人民生活水平的不斷發(fā)展，目前我國社會(huì)中在生活以及生產(chǎn)上都對電力提出了更高的要求。在實(shí)際的電力使用過程中，需要保證沒有停電時(shí)間或停電時(shí)間盡可能地少，同時(shí)需要保證在電力使用過程中的相關(guān)安全性。目前雖然我國已經(jīng)開始普及使用永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器，但是由于永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器的特點(diǎn)，在實(shí)際的使用過程中仍然會(huì)有一定的缺點(diǎn)，導(dǎo)致無法正常使用永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器。通過對具有接地保護(hù)功能的組合互感器制造和相應(yīng)檢測計(jì)算的二次控制技術(shù)、保護(hù)定值的連續(xù)可調(diào)的二次控制技術(shù)進(jìn)行研究，我們發(fā)現(xiàn)可以通過這些技術(shù)和永磁真空斷路器的制造技術(shù)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)一種具有重合閘功能、定制連續(xù)可調(diào)等多種功能的智能斷路器。

4.1 多功能新型10kv柱上斷路器所需使用的關(guān)鍵技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)有多種功能的新型10kv柱上斷路器，需要保證在實(shí)際的工作過程中保證相位的控制精度。為了真正的能夠保證相位的控制精度，首先需要有合理的驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)，通過這樣的一種設(shè)計(jì)就能夠保證在減少合分閘實(shí)踐離散型以及工作過程中的溫度對于機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)間的影響。同時(shí)也需要設(shè)計(jì)出一套智能的控制器，在實(shí)際的調(diào)試階段，恒溫狀態(tài)下調(diào)整機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電壓是由低到高進(jìn)行一定次數(shù)的合分閘的操作，同時(shí)需要建立起供電電壓下的合分閘電壓-機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的相關(guān)矩陣，通過這樣的一種矩陣就能夠預(yù)存在控制器中，并且在驅(qū)動(dòng)電壓為恒定的情況下將開關(guān)放置在恒溫箱中，并且在一種規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)進(jìn)行由低到高的一定次數(shù)的合分閘操作，同時(shí)在此過程中建立起溫度-機(jī)構(gòu)的時(shí)間矩陣，也需要預(yù)存在控制器中。同時(shí)需要將電壓一級(jí)溫度和機(jī)構(gòu)的運(yùn)行時(shí)間相融合。在這項(xiàng)工作完成后，需要注意可以對電壓同步信號(hào)進(jìn)行硬件濾波以及軟件濾波，通過硬件濾波以及軟件濾波的方式，就能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中的噪音、瞬態(tài)脈沖以及諧波等干擾的相關(guān)影響進(jìn)行排除，以保證電壓過零點(diǎn)后的檢測精度能夠達(dá)到相關(guān)的要求，最后需要在系統(tǒng)中每次合分閘時(shí)間的測量功能結(jié)合驅(qū)動(dòng)電壓以及采集的溫度等參數(shù)，以保證在下次合分閘運(yùn)行時(shí)間的參數(shù)能夠進(jìn)行相應(yīng)的修正以及預(yù)測。

4.2 多功能新型10kv柱上斷路器所需使用的具體技術(shù)方案

對于我國目前開始普及使用的新型永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器而言，永磁機(jī)構(gòu)是在彈簧機(jī)構(gòu)以及電磁機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上克服不足并且將永磁鐵應(yīng)用在操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的，通過這樣的一種設(shè)計(jì)方法，就能夠保證真空斷路器在實(shí)際的工作過程中的分合閘的位置都能夠通過永磁鐵來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)取代傳統(tǒng)鎖扣裝置的效果。這樣的一種磁力機(jī)構(gòu)是一種擁有永久磁鐵的合閘以及分閘線圈的，如果合閘控制線圈進(jìn)行了通電，就能夠幫助鐵心向下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以使用永磁鐵的磁力作用保證在合閘的位置上。如果分閘的控制線圈進(jìn)行了通電后，鐵心的運(yùn)動(dòng)方向就會(huì)向反方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且在此過程中同樣會(huì)由永磁鐵的磁力作用保證處于另一個(gè)工作位置，即分閘位置上。可以說這種機(jī)構(gòu)在控制線圈的作用之下，如果沒有進(jìn)行線圈的通電流工作，是可以擁有兩個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)的，這兩種穩(wěn)定的工作狀態(tài)為合閘狀態(tài)以及分閘狀態(tài)，也可以被稱為雙穩(wěn)態(tài)的電磁機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)的電磁機(jī)構(gòu)，我們需要保證在實(shí)際的斷路器工作的過程中，電磁磁力線和永磁磁力線的方向是相同的，不會(huì)發(fā)生退磁的情況，可以保證在永久的情況下進(jìn)行使用。在本次研究中，所使用的永磁鐵材料為釹鐵硼，釹鐵硼磁鐵具有較高的磁能積以及剩磁，同時(shí)在本次研究中所使用的靜鐵芯為優(yōu)質(zhì)的冷軋硅鋼片，動(dòng)鐵芯使用優(yōu)質(zhì)高級(jí)的電工純鐵，通過這樣的材料就能夠保證在實(shí)際的使用過程中的詞匯路有著較低的磁阻，較低的剩磁以及較高的磁通量。在永磁機(jī)構(gòu)的工作原理上，如果永磁機(jī)構(gòu)接到了合閘的命令，就能夠通過控制器來將合閘回路進(jìn)行接通，并且在此時(shí)已經(jīng)儲(chǔ)能的合閘電容就能夠給合閘線圈提供電能，在這樣的形式下就能夠帶動(dòng)鐵芯進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，并且能夠通過鐵芯來將連桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，指導(dǎo)斷路器合閘，當(dāng)斷路器合閘到位后，就能夠依靠永磁鐵的磁吸力來保持在合閘的位置。同時(shí)在使用了本次研究中的多功能新型10kv柱上斷路器后，無論鐵芯處于合閘位置或是分閘位置，通過永磁鐵的磁場功能，在鐵軛中建立起的耦合，就能夠保證磁場力能夠集中在鐵芯以及鐵軛之間，從而產(chǎn)生一種保持機(jī)構(gòu)合閘以及分閘的鎖扣力。斷路器的工作原理如圖1所示：

而對于一體式零序接地保護(hù)方面，在本次研究中的斷路器所配置有一體式的組合互感器，這種互感器能夠采樣線路的零序電流、零序電壓以及三相電流的相關(guān)信號(hào)，通過這樣的功能，就能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器具有零序電壓以及零序電流的綜合保護(hù)功能，能夠在實(shí)際的使用過程中用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地故障檢測。同時(shí)在分支線路出現(xiàn)了接地故障后，也能夠?qū)收系木€路進(jìn)行迅速而準(zhǔn)確地判斷，如有必要也能夠自動(dòng)的各路故障線路，在此過程中并不會(huì)影響到其他線路的供電工作，并且也能夠?qū)崿F(xiàn)縮短排除故障以及巡線的時(shí)間的功能。

4.3 多功能新型10kv柱上斷路器的優(yōu)點(diǎn)

通過本次研究的新型斷路器，能夠保證斷路器操作機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定、高效以及持久，讓斷路器能夠擺脫操作機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的壽命減少的情況。同時(shí)斷路器的判斷功能得到了提升，對于故障的處理能力相比傳統(tǒng)斷路器更加優(yōu)秀。而且這種斷路器的觸頭開距較大，能夠較好地將故障電流斷開，分合速度較快，不會(huì)產(chǎn)生粘連的額情況。而且操作線圈金會(huì)在分合閘瞬間帶電，線圈不會(huì)發(fā)熱以及產(chǎn)生故障。如果出現(xiàn)了接地故障也能夠迅速的判斷故障線路并加以解決，減少排除故障時(shí)間。

5 結(jié)語

對于電力使用而言，斷路器是十分重要的，但傳統(tǒng)斷路器功能較少，排除故障時(shí)間也較長。本次研究得出了一種全新的多功能新型10kv柱上斷路器，能夠較好的解決傳統(tǒng)斷路器的問題，對于我國人民的正常用電以及我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要意義。

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