用于测量电路断路器的串联设置的开关触头的电阻的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于测量电路断路器的串联设置的开关触头的电阻的方法和设备
[0001]本申请是申请号为201310376037.X、申请日为2013年08月26日、发_名称为“用于测暈电路断路器的开关触头的电阻的方法和设备”的串请的分案串请。
技术领域
[0002]本发明涉及用于测量电源开关(所谓的断路器)的开关触头的电阻的方法和设备以及用于测量电路断路器的串联设置的开关触头的电阻的方法和设备。特别地，本发明涉及测量这种电路断路器的一个或多个闭合开关触头的过渡电阻或接触电阻。
【背景技术】
[0003]电源开关(也被称作高压开关、负载开关或断路器)在电力工程或能量技术领域中用于建立负载下的电连接或者断开这种连接。断路器的额定电压可以在几伏特到数十万伏特范围内变化。在短路的情况下，开关的负载电流能够达到数万安培。因此，为了断路器的可靠运行，例如在修正过程中测试电路断路器的串联的一个或多个开关触头的过渡电阻。
[0004]用于中压设备的断路器通常仅具有一个开关触头，该开关触头可以是打开的或闭合的。高压或超高压系统中的断路器可以包括多个串联的开关触头，所谓的断流器单元。在这种多个断流器单元的串联中，通常将大小在数皮法范围内的电容器与单独的断流器单元并行设置，从而在单独的断流器单元上均匀地分配电压。通常同时打开或者闭合断路器一个相中的多个断流器单元。
[0005]在闭合开关触头处的电阻测量(也被称为微欧姆测量)为断路器用于评估断路器的质量或磨损状况的标准过程。
[0006]通过例如在闭合的开关触头上外加100安培的大直流来进行微欧姆测量。为了这个目的，经由夹紧在断路器的两侧的电流钳向远离断路器的导体提供电流。还在附加钳的辅助下在断路器两侧抽取电压。通常靠近断路器的开关触头安装电压钳，使用该配置来进行4线测量。这防止使用将会篡改测量结果的测量法来测量电流钳处的电压降。可以根据外加的电流和测量的电压来确定闭合开关触头的电阻，其中，该电阻包括从电压钳到开关触头的导体的电阻。可替选地，可以使用所谓的开尔文钳代替单独的电流钳和电压钳。在开尔文钳中，相应的钳的两个钳口关于彼此电绝缘，并且经由两个钳口中的一个钳口来提供电流，而经由两个钳口中的另一个钳口来提供电压。这种开尔文爪的优势存在于在断路器的每侧将仅夹紧一个钳。
[0007]如上所述，对于微欧姆测量而言，可以使用电流源和电压表，因而可以在不同的开关触头处成功地进行电压测量。也可以使用多个电压表，经由几个触头在公共电流源的辅助下外加电流，并且使用多个电压表确定多个电压值。
[0008]因为在电力工程安装中在许多地方例如在变电站中可能出现危险的高压，所以在微欧姆测量期间将断路器接地是有必要的。断路器可以例如在两侧与剩余的能量网络断开并且可以在一侧接地。然后，当开关触头闭合时或当多个开关触头闭合时，可以精确地进行微欧姆测量。通常必须在断路器处进行需要至少暂时打开开关触头的进一步测量触头例如打开开关所花费的时间的测量。对于这种测量而言，将开关两侧接地是可取的，以避免使进行测量的人员处于危险。因此，对于微欧姆测量而言，在测量期间将移除两个接地中的一个接地，然而这是难以处理的，或者在两侧接地的情况中，微欧姆测量由于并行接地环路而变得不精确。
[0009]为了能够在断路器处有效地进行微欧姆测量，断路器的两侧可以接地，并且使用DC直流钳或分流器，从电流源流过接地设备的电流的一部分可以被确定并且可以用于校正测量的电阻。该方法是非常精确但是不利的，因为需要借助于电流钳或分流器的附加测量。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的目的是在避免进行电阻测量的人员暴露于危险的情况下使电路断路器的一个或多个开关触头的有效的电阻测量或微欧姆测量成为可能。
[0011]根据本发明的一个实施例，通过根据权利要求1的用于测量断路器的串联设置的开关触头的电阻的方法以及根据权利要求10的用于测量断路器的串联设置的开关触头的电阻的设备来实现该目的。从属权利要求限定了本发明的优选或有益的实施例。
[0012]根据本发明，提供一种用于测量电路断路器的开关触头的电阻的方法。在该方法中，当断路器的两侧接地并且开关触头闭合时确定断路器两端的第一电阻值。此外，当断路器的两侧接地并且开关触头打开时确定断路器两端的第二电阻值。然后根据第一电阻值和第二电阻值来确定闭合开关触头的电阻。可以例如通过用于将大地或地面与对应的导体连接的两个接地装置或接地设置来实现两侧接地。可替选地，可以在仅一次连接到地面并且具有多个可用于接地的端子的一个接地装置的辅助下实现接地。当开关触头闭合时，第一电阻值与闭合开关触头和该接地端的并联电路的电阻对应。第二电阻值与接地电阻对应。例如，可以通过下面的等式来确定闭合开关触头的电阻Rswlteh:
[0013]Rswltch= (R JiXR1) / (R2-R1)
[0014]Rl是第一电阻值，并且R2是第二电阻值。可以非常精确地进行该测量，因为在两个测量之间不必改变接线。
[0015]根据本发明的一个实施例，通过在两侧接地的断路器中外加直流并且通过测量断路器两端的电压来确定第一电阻值和第二电阻值。因此，传统的微欧姆测量装置可以用于测量第一电阻值和第二电阻值。
[0016]断路器可以包括三相开关。触头向每一相分配至少一个开关触头。三相开关可以包括公共开关驱动或三个单独的开关驱动。在一些三相开关的情况中，还可以能够单独地切换单一的相，例如，在误差仅出现在一个相中因而仅必须断开该一个相的情况中。上述的方法可以单独地应用于每个相，并且因此还适合于多相断路器。可以在两个相或更多个相中同时执行该方法，因此使多相开关或断路器的有效测试成为可能。根据又一个实施例，断路器可以包括超高压开关、高压开关或中压开关。因为所述方法是独立于断路器的即将被切换的电压，所以该方法可以例如用于具有lkV_45kV范围的额定电压的中压开关、用于额定电压范围为45kV-150kV的高压开关或者用于额定电压范围超过150kV的超高压开关。
[0017]根据本发明的又一个实施例，提供一种用于测量电路断路器的开关触头的电阻的设备。该设备包括用于控制电路断路器选择性地打开或闭合断路器的开关触头的控制单元。此外，该设备包括可以与控制单元和断路器耦合的电阻测量装置。电阻测量装置能够在断路器的两侧接地并且开关触头打开时确定断路器两端的第一电阻值。此外，电阻测量装置能够在断路器的两侧接地并且开关触头打开时确定断路器两端的第二电阻值。电阻测量装置基于第一电阻值和第二电阻值来确定闭合开关触头的电阻。特别是当电阻测量装置与用于打开并且闭合断路器的开关触头的控制单元耦合时，可以以全自动化的方式进行电阻测量。例如，在电阻测量装置已经连接到电路断路器并且断路器的两侧已经接地之后，首先可以自动地闭合断路器的开关触头，然后可以测量第一电阻值，并且此后在已经自动地打开开关触头之后可以测量第二电阻值。最后，电阻测量装置可以根据以上等式确定开关触头的电阻并且输出该电阻。
[0018]此外，该设备可以被配置为实施该方法和该方法的上述对应的实施例，并且因此，还包括上述的优点。
[0019]根据本发明的又一个实施例，提供一种用于测量电路断路器的开关触头的电阻的测试环境。测试环境包括断路器、第一接地装置、第二接地装置和电阻测量装置。第一接地装置可以与断路器的第一侧耦合以使断路器的第一侧接地。第二接地装置可以与断路器的第二侧耦合以使该侧接地。电阻测量装置可以与断路器的两侧耦合，因而可以在断路器的两侧接地并且开关触头闭合时借助于电阻测量装置来确定断路器两端的第一电阻值，然而可以在断路器的两侧接地并且开关触头打开时确定断路器两端的第二电阻值。此外，可以基于第一电阻值和第二电阻值在电阻测量装置的辅助下确定闭合开关触头的电阻。
[0020]根据本发明的另一个实施例，提供一种用于测量电路断路器的开关触头的电阻的方法。断路器的开关触头串联设置。在该方法中，经过串联设置的开关触头中的第一开关触头在第一方向中馈送或外加第一测量电流。此外，经过串联设置的开关触头中的第二开关触头在第二方向中馈送或外加第二测量电流。触头第一测量电流的第一方向和第二测量电流的第二方向关于开关触头的串联彼此相反。该串联的两侧接地，即当串联的两侧接地时提供第一测量电流和第二测量电流。在第一开关触头和第二开关触头闭合时基于第一测量电流来确定第一开关触头的电阻值。换言之，在开关触头的串联中在相反的方向中馈送第一测量电流和第二测量