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摘要：在变电站的检修、技改中，断路器的检修比例非常高。其中，测量断路器分合闸线圈电阻的试验非常重要，保证线圈阻值的正确性和稳定性是确保高压开关安全稳定运行的必要条件，但是在测量过程中往往存在一定困难，通常分合闸线圈完全密封于高压开关内，在拆装过程中，会存在很大的检修风险，如何提高测量效率，降低检修人员工作量和检修风险，有着非常重要的意义。本文研制分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置对断路器分合闸线圈电阻进行精确测量，为断路器的检修提供参考。
关键词：变电站；断路器；分合闸；智能测量
一、前言
目前，在检修、消缺现场一般使用万用表测量分合闸线圈电阻，如在断路器面板内部（或航空插头）分合闸端子测量时，由于端子通过整流模块和NMOS管，万用表和常规设备就无法完成测量，通常试验人员会直接通过分合闸线圈的引出头测量，但是，不同厂家型号断路器的分合闸线圈安装位置不同，很多无法直接用万用表测量分合闸线圈引出头，就需要检修人员拆出分合闸线圈完成测量，这样就大大降低了检修工作的效率，同时增加了检修风险。
在变电检修过程中，断路器检修所占的设备比例很高，所消耗的检修时间也相对较长，其中大多数断路器的分合闸线圈电阻测量工作较为繁琐，这就大大增加断路器检修耗时和检修人员工作量，降低了检修的工作效率，从而增加了检修风险，因此，要尽量减少减少测量分合闸线圈电阻的时间，使测量工作更加高效。
本文通过借鉴开关特性测试仪采用在断路器航空插头（二次侧）端子上加电压，通过分合闸线圈的电磁感应，使开关实现分合闸的原理，来研制分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置，可以通过对该装置的工作原理进行分析改进，从而设计出一个适用于测量分合闸线圈直流电阻的试验装置。
二、设计方案
1、设计目标
免拆线测量分合闸线圈直流电阻装置用于检修试验人员进行断路器分合闸线圈电阻的测量，在分合闸端子上施加测量电压，通过装置内部逻辑运算实现线圈电阻的测量，减轻检修人员工作量并缩短断路器检修耗时，提高检修效率，降低潜在检修风险，所以设定目标：将测量分合闸线圈电阻的耗时由10~15分钟减少至2分钟以下,且测量误差在5%以内。
2、主方案的确定
为了实现测量分合闸线圈直流电阻装置的设计，首先分析了测量一个线圈电阻所构成的回路的工作原理。
分析发现，一般测量线圈回路电阻的主要的工作原理都是在要测量线圈的回路上施加一个电压VCC，同时通过测量取样电阻R1两端电压和电源电压进行计算，公式为：I1*(R1+Rx)+Vf=VCC，其中Rx为被测线圈电阻，Vf为其他元器件造成的压降。
从上述分析可以看到，测量分合闸线圈直流电阻装置的研制，核心是制作一个能排除测量回路中非线圈和取样电阻之外元器件所造成压降对测量结果准确性的干扰，使该装置的线圈测量数据准确、可靠。
经研究，提出一种双内阻限流测量分合闸线圈直流电阻装置，该装置是通过在断路器输出端子上外施一个较高的电压VCC，通过装置内部限流模块、双内阻（取样电阻）形成回路分别进行两次测量，同时通过逻辑计算测得分合闸线圈电阻。
3、方案的确定
通过上述分析，采用双内阻限流测量分合闸线圈直流电阻装置作为主体方案，并设计了主控系统架构。
图1装置内部构架方案图
本设计中，控制器的选择STM32系列控制器（STM32F103VBT6）。直流操作电源模块的选择采用传感器间接采样测量操作电源的输出电流，设计选用性价比较高的霍尔传感器JT10。隔离采样单元的选择ADum系列（ADuM2402）磁隔离式数字隔离器。辅助功能元器件的选择，如：显示屏、旋转鼠标、操作按键、蜂鸣器、指示灯等外设在电力仪器仪表上的使用已较为成熟，可以选择技术方案成熟的相关元器件。
三、对策实施
1、实现方案
线圈电阻的测试电源采用的是恒流输出模式，0.5A恒流源由MOS管、误差比较器、取样电阻、基准源以及相关电路组成。测试回路采用恒流模式，一方面可以避免外部短路造成测量电源损坏；另一方面恒定的输出电流，对电阻回路的测量非常有利，可以提高测量的准确度和稳定性。
2、效果检查
（1）测量分合闸线圈电阻耗时目标
通过对策实施的组装试用可以看出，分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置已经研制成功，测量分合闸线圈直流电阻的耗时达到了课题目标，测量时间已经从原来的15分钟左右降低至2分钟及以下。
结论：测量分合闸线圈直流电阻的耗时大大降低目标完成！
（2）测量分合闸线圈电阻装置测量精度目标
通过检测实验室数据可以看出分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置对线圈电阻的精度测试数据满足精度≤5%的要求；（实验中的两次数据分别为线圈铭牌电阻，与通过开关回路后装置测出的线圈电阻）
表1装置测量精度检测表
结论：分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置测试精度≤5%目标完成！结合变电检修班2018年工程35千伏三都变35kV、10kV配电装置及综合自动化改造工程，将分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置应用到实际工程当中，大大降低了测量分合闸线圈直流电阻的耗时（精度≤5%）。
四、总结
通过分合闸操作线圈直流电阻智能测量装置的研制，在保证测量精度的情况下，有效缩短分合闸线圈电阻测量耗时，减轻检修人员工作量、提高检修效率，降低潜在检修风险，按时完成工作任务。
参考文献
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