高壓開關(guān)是電力系統(tǒng)中*重要的控制和保護(hù)設(shè)備，無(wú)論電力線路處于什么狀態(tài)，當(dāng)要求高壓開關(guān)動(dòng)作時(shí)，它都應(yīng)能可靠地動(dòng)作。高壓開關(guān)能夠開斷、關(guān)合及承載運(yùn)行線路的正常電流，也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)開斷、關(guān)合及承載規(guī)定的異常電流，如過(guò)載電流和短路電流。雖然有個(gè)別單位在嘗試建立了一套標(biāo)準(zhǔn)與制定一個(gè)國(guó)內(nèi)統(tǒng)一規(guī)程規(guī)范來(lái)保證期量值溯源，但是到目前為止，尚沒(méi)有形成統(tǒng)一的檢測(cè)手段和措施，能夠?qū)Ω鞣N高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試設(shè)備進(jìn)行**的檢測(cè)，也沒(méi)有制定出國(guó)內(nèi)統(tǒng)一的規(guī)程規(guī)范來(lái)規(guī)范對(duì)高壓開關(guān)測(cè)試儀的量值進(jìn)行溯源。因此繼續(xù)探討對(duì)高壓開關(guān)測(cè)試儀的測(cè)量技術(shù)仍然有必要，本文主要介紹測(cè)試高壓開關(guān)測(cè)試儀的時(shí)間特性的基本原理。
1 高壓開關(guān)測(cè)試儀的時(shí)間特性分類及含義
目前，市場(chǎng)上使用的高壓開關(guān)特性測(cè)試儀主要測(cè)量的時(shí)間量包括合閘時(shí)間，分閘時(shí)間，三相不同期時(shí)間和彈跳時(shí)間。
( 1) 合閘時(shí)間
從接到合閘指令瞬間起到所有極觸頭都接觸瞬間的時(shí)間間隔。
( 2) ( 開關(guān)的) 分閘時(shí)間
從開關(guān)分閘操作起始瞬間( 即接到分閘指令瞬間)起到所有極的觸頭分離瞬間的時(shí)間間隔。
( 3) 開關(guān)合閘/分閘同期性
開關(guān)合閘/分閘時(shí)，各極間及( 或) 同一極各斷口間的觸頭接觸/分離瞬間的*大時(shí)間差異。
( 4) 彈跳時(shí)間
開關(guān)動(dòng)觸頭與靜觸頭在分( 合) 閘操作中，從**次分開( 合上) 開始到*后穩(wěn)定地分開( 合上) 為止的時(shí)間。
2 時(shí)間特性測(cè)量原理
高壓開關(guān)測(cè)試儀的工作原理是測(cè)試處于停電狀態(tài)的開關(guān)，高壓開關(guān)測(cè)試儀在開關(guān)的斷口端施加適度的電壓或者電流，同時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)到高壓開關(guān)分合閘線圈控制高壓開關(guān)的分合閘動(dòng)作，當(dāng)開關(guān)處于斷開時(shí)，兩端之間會(huì)擁有施加給它的電壓，當(dāng)開關(guān)閉合的時(shí)候，兩端連接在一起形成一個(gè)導(dǎo)體，從而兩端的電壓幾乎為零。即開關(guān)在斷開與閉合的一瞬間，開關(guān)兩端的電壓存在電壓突變，從而高壓開關(guān)測(cè)試儀就可以利用監(jiān)測(cè)從產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)時(shí)刻到電壓突變時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)來(lái)測(cè)量分閘、合閘的時(shí)間。
根據(jù)測(cè)量高壓開關(guān)測(cè)試儀的工作原理，可以利用模擬器模擬一個(gè)可以設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的電壓突變信號(hào)，讓高壓開關(guān)測(cè)試儀對(duì)這一模擬的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間量進(jìn)行測(cè)量，然后把實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出高壓開關(guān)測(cè)試儀的測(cè)量誤差。
3 實(shí)現(xiàn)方法比較
比較成熟的有中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院研究的 KG － 11高壓開關(guān)特性測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，還有中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院電磁所研發(fā)的高壓開關(guān)動(dòng)作特性測(cè)試儀溯源計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。雖然兩套裝置都是采用控制器控制信號(hào)模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)高/低壓電平，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，待設(shè)定時(shí)間結(jié)束后產(chǎn)生一個(gè)電平突變，中止計(jì)時(shí)。高壓開關(guān)動(dòng)作特性測(cè)試儀溯源計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)模塊由同步檢測(cè)單元、控制單元、信號(hào)產(chǎn)生單元、隔離單元、斷口信號(hào)輸出單元組成; 標(biāo)準(zhǔn)裝置上位機(jī)軟件完成時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)量的設(shè)置，通過(guò) USB 電纜下傳到標(biāo)準(zhǔn)裝置下位機(jī)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)模塊。同步檢測(cè)單元接收到觸發(fā)信號(hào)后，控制系統(tǒng)根據(jù)上位機(jī)設(shè)置的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)量控制信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生設(shè)置時(shí)間長(zhǎng)度的高電平或低電平信號(hào); 隔壁單元用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生單元和斷口輸出單元間的電氣隔離; 斷口輸出單元與被檢測(cè)試儀器的時(shí)間測(cè)量端口連接，輸出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，模擬高壓開關(guān)分合閘動(dòng)作。雖然標(biāo)準(zhǔn)裝置可實(shí)現(xiàn)高**的定時(shí)控制和輸出，但是測(cè)量準(zhǔn)確度可能會(huì)依賴于裝置的**控制與同步。KG － 11 高壓開關(guān)特性測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置則是雖然有設(shè)定時(shí)間，但是其工作原理是標(biāo)準(zhǔn)裝置和被檢高壓開關(guān)測(cè)試儀同時(shí)測(cè)量設(shè)定的時(shí)間信號(hào)，比較標(biāo)準(zhǔn)裝置的讀數(shù)與被檢設(shè)備的讀數(shù)，得出測(cè)量誤差，這個(gè)讀數(shù)與設(shè)定時(shí)間有一些出入，但是不影響測(cè)量結(jié)果，從而減輕了高精度控制的負(fù)擔(dān)，只需實(shí)現(xiàn)較好的同步，測(cè)量結(jié)果更多依賴于晶振頻率準(zhǔn)確度，但是這種設(shè)計(jì)也同樣帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題，就是重復(fù)性不夠好。
4 優(yōu)化思路
綜合兩套裝置的特點(diǎn)，可以將高壓開關(guān)測(cè)試儀的時(shí)間特性測(cè)量更直接體現(xiàn)到晶振頻率準(zhǔn)確度上來(lái)，避免控制的**度可能影響到測(cè)量的結(jié)果。整合兩套裝置的特點(diǎn)或許是一個(gè)更好的選擇，即在高壓開關(guān)動(dòng)作特性測(cè)試儀溯源計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的基礎(chǔ)上在加上一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，可以與被檢設(shè)備同時(shí)測(cè)量設(shè)定的時(shí)間電平信號(hào)，測(cè)量結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，從而可以減輕控制系統(tǒng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，因?yàn)槠錅y(cè)量結(jié)果更加直接的依賴于晶振頻率的準(zhǔn)確度。這樣既可以保證其較好的重復(fù)性，其測(cè)量結(jié)果也更直接地依賴于晶振頻率，采用同樣的晶振，準(zhǔn)確度可能會(huì)更高。雖然多數(shù)高壓開關(guān)測(cè)試儀的測(cè)量范圍在 0. 1ms ～ 1000ms 之間，高壓開關(guān)測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置所選用晶振頻率在 105Hz 以上即可，但是采用同樣的晶振獲得更好的準(zhǔn)確度也是值得研究的。
