地铁GIS高压开关柜系统检测装置的制作方法

地铁gis高压开关柜系统检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及高压开关柜系统检测技术领域，具体涉及一种地铁gis高压开关柜系统检测装置。


背景技术：

2.随着国内地铁建设质量要求的提升，对各系统设备运行质量提出了更高的要求，gis(气体绝缘组合电器设备)高压开关柜作为地铁供电系统的重要组成部分，对它进行全面的检测尤为重要。目前国内相关检测主要是对断路器、互感器、避雷器、保护单元等进行单体试验，而对于gis高压开关柜这种成套设备，它由众多设备单元组成，之间存在着设备接口，比如电压互感器二次侧与保护装置之间、电压互感器与高压柜之间、电流互感器二次侧与保护装置之间、避雷器与高压柜之间等。目前国内地铁的电压互感器、避雷器和高压柜体是在现场完成单体检测后进行组装的，对组装后的gis高压开关柜的整体质量缺乏相关检测技术和标准。
3.gis高压开关柜接口部分安装质量的好坏直接影响其带电运行状态，目前国内大部分gis高压开关柜的故障和事故都是发生在各个接口部分，想要解决gis高压开关柜这些内部接口问题就需要进行更加全面的系统检测。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种地铁gis高压开关柜系统检测装置，能够对gis高压开关柜的电压、电流系统进行全面检测。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种地铁gis高压开关柜系统检测装置，包括设于箱体1外部的操控面板和设于箱体1内部的电气回路，其特征在于，所述操控面板上设有0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4、0v电压输出端子5、290v电压输出端子6、变压器调节旋钮8、档位调节旋钮9、电流指示灯10、电压指示灯11、电流表12、电压表13、电源开关20、电源转换开关21和电源调节器22；
6.所述电气回路包括电源回路105以及与所述电源回路105电连接的输出回路101、电压保护回路102、指示灯回路103、电源转换回路104和计时器回路106；
7.所述输出回路101设有稳压器、辅助触点ⅰ和可调隔离变压器，所述可调隔离变压器与所述变压器调节旋钮8电连接，变压器调节旋钮8配合所述可调隔离变压器用于控制所述0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4、0v电压输出端子5、290v电压输出端子6的输出；
8.所述电压保护回路102设有电压互感器、二极管、多组电容和电阻，所述电压保护回路102与所述档位调节旋钮9电连接；
9.所述电源回路105与所述电源开关20电连接；
10.所述箱体1内设有光纤通信装置，用于多组所述检测装置之间的通信。
11.优选的，所述电源转换回路104上设有接触器和辅助触点ⅱ，所述接触器与所述辅
助触点ⅰ和辅助触点ⅱ电连接，所述电源转换回路104与所述电源转换开关21和电源调节器22电连接。
12.优选的，所述操控面板上还设有触点转换开关14、计时器15、触点指示灯16、公用端子17、输入端子ⅰ18和输入端子ⅱ19，所述计时器回路106设有毫秒表和两个触点；所述两个触点分别与输入端子ⅰ18和输入端子ⅱ19电连接，所述毫秒表与触点转换开关14和计时器15电连接；所述触点指示灯16与指示灯回路103电连接，所述公用端子17与电源回路105电连接。
13.优选的，所述电流指示灯10和电压指示灯11与指示灯回路103电连接，电流指示灯10和电压指示灯11分别与所述电流表12和电压表13电连接；所述电流表12与所述0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4电连接；所述电压表13与所述0v电压输出端子5、290v电压输出端子6电连接。
14.优选的，所述操控面板上还设有接地端子7和电源插座23，所述电源插座23与所述电源回路105电连接，所述接地端子7与箱体1外壳连接。
15.优选的，所述电流表12和电压表13共用一个数字表头进行显示。
16.优选的，所述辅助触点ⅰ和辅助触点ⅱ的最大电流为1a，最大电压为ac250v。
17.优选的，所述计时器15的显示单位为秒，量程为0.000～999.9s，测量精确度为1ms。
18.优选的，所述电流表12的量程为0.00～100.00a，测量精确度为0.5％；所述电压表13的量程为0.00～400.0v，测量精确度为0.5％。
19.本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点：
20.1、提供了一种地铁gis高压开关柜系统检测装置，能够方便、快捷地对gis高压开关柜进行全面的电流和电压系统检测，解决了gis高压开关柜系统电流和系统电压的隐患问题，为变电所gis高压开关柜安全运行增加了保证措施；
21.2、该检测装置采用了可调压隔离变压器的技术原理，具有较大的安全性，能够保证人员和所内临时电源的供电安全；
22.3、提供了一种母线电流保护校验专用装置，利用多支路同步加流检测方法，能够实现gis高压开关柜多回路电流系统的同步校验，同时能够实现母线差动电流保护的校验；
23.4、提供了一种地铁高压柜空载专用装置，利用电压互感器反向升压原理，能够方便快捷的实现gis高压开关柜系统电压检测。
附图说明
24.图1为本实用新型检测装置操控面板示意图；
25.图2为本实用新型检测装置电气回路示意图。
26.图中：1、箱体；2、0a电流输出端子；3、40a电流输出端子；4、100a电流输出端子；5、0v电压输出端子；6、290v电压输出端子；7、接地端子；8、变压器调节旋钮；9、档位调节旋钮；10、电流指示灯；11、电压指示灯；12、电流表；13、电压表；14、触点转换开关；15、计时器；16、触点指示灯；17、公用端子；18、输入端子ⅰ；19、输入端子ⅱ；20、电源开关；21、电源转换开关；22、电源调节器；23、电源插座；101、输出回路；102、电压保护回路；103、指示灯回路；104、电源转换回路；105、电源回路；106、计时器回路。
具体实施方式
27.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
28.目前国内城市轨道交通供电系统35kv gis(气体绝缘组合电器设备)高压开关柜交接试验中，检测的对象和方法主要是对断路器、互感器、避雷器、保护单元等进行单体试验。
29.35kv gis(气体绝缘组合电器设备)高压开关柜是一种成套开关柜，其组成单元较多，体积相较于传统高压柜更小，所以存在较多的接口部分。比如电压互感器二次侧与保护装置之间、电压互感器与高压柜之间、电流互感器二次侧与保护装置之间、避雷器与高压柜之间等。接口部分安装质量的好坏直接影响带电运行状态，国内大部分高压开关柜的故障和事故都是发生在各个接口部分。为了解决这个问题，本实用新型提出了一种地铁gis高压开关柜系统检测装置。
30.一、地铁gis高压开关柜系统检测装置
31.根据本实用新型实施的一种地铁gis高压开关柜系统检测装置，主要特点为：
32.(1)一路全隔离可调交流电压输出：0～290v，短路、过载、超量程自动保护。
33.(2)一路全隔离交流电流输出：0～40～100a。
34.(3)内部毫秒表，可用带电接点工作，电位最高250v，双路测量。
35.如图1～2所示，所述检测装置包括设于箱体1外部的操控面板和设于箱体1内部的电气回路。
36.所述操控面板上设有0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4、0v电压输出端子5、290v电压输出端子6、接地端子7、变压器调节旋钮8、档位调节旋钮9、电流指示灯10、电压指示灯11、电流表12、电压表13、触点转换开关14、计时器15、触点指示灯16、公用端子17、输入端子ⅰ18、输入端子ⅱ19、电源开关20、电源转换开关21、电源调节器22和电源插座23；
37.所述电气回路包括电源回路105以及与所述电源回路105电连接的输出回路101、电压保护回路102、指示灯回路103、电源转换回路104和计时器回路106；
38.所述箱体1内还设有光纤通信装置，用于多组所述检测装置之间的通信。
39.其中，所述输出回路101设有稳压器、辅助触点ⅰ和可调隔离变压器，所述可调隔离变压器与所述变压器调节旋钮8电连接，通过调节变压器调节旋钮8可对所述可调隔离变压器进行调节，进而控制所述0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4、0v电压输出端子5和290v电压输出端子6的输出，实现输出电流在0～40a和40～100a内可选，输出电压在0～250v内可选。
40.所述输出电流如下表：
41.范围(a)空载电压(v)满载电压(v)满载电流(a)0-40(ac)2520400-100(ac)108100
42.所述输出电压如下表：
43.电压范围(v)空载电压(v)满载电压(v)满载电流(a)
0-250v(ac)2902504
44.进一步的，所述电压保护回路102设有电压互感器、二极管、多组电容和电阻，所述电压保护回路102与所述档位调节旋钮9电连接。
45.所述电源转换回路104上设有接触器和辅助触点ⅱ，所述接触器与所述辅助触点ⅰ和辅助触点ⅱ电连接，所述电源转换回路104与所述电源转换开关21和电源调节器22电连接，通过接触器可同时控制辅助触点ⅰ和辅助触点ⅱ的分合，所述辅助触点ⅰ用于控制输出回路101的电源通断，所述辅助触点ⅱ用于电源转换回路104的自锁。
46.所述辅助触点ⅰ和辅助触点ⅱ的最大电流为1a，最大电压为ac250v。
47.所述电源回路105与所述电源开关20电连接，所述额定输入电源为ac：220v
±
10％
·
1000va
·
50hz。
48.所述计时器回路106设有毫秒表和两个触点；所述两个触点分别与输入端子ⅰ18和输入端子ⅱ19电连接，所述毫秒表与触点转换开关14和计时器15电连接；所述触点指示灯16与指示灯回路103电连接，所述公用端子17与电源回路105电连接。
49.所述计时器15的显示可选“秒”或“电源电压周期”，本实例选择“秒”，量程为0.000～999.9s，精确度为1ms。
50.更进一步的，所述电流指示灯10和电压指示灯11与指示灯回路103电连接，电流指示灯10和电压指示灯11分别与所述电流表12和电压表13电连接；所述电流表12与所述0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4电连接；所述电压表13与所述0v电压输出端子5、290v电压输出端子6电连接。
51.其中，所述电流表12的量程为0.00～100.00a，精确度为0.5％，测量方式为：ac-真均方根值；
52.所述电压表13的量程为0.00～400.0v，精确度为0.5％，测量方式为：ac-真均方根值，dc-平均值；
53.所述电流表12和电压表13共用一个数字表头进行显示。
54.所述电流指示灯10、电压指示灯11、触点指示灯16均通过指示灯回路103供电。
55.此外，所述电源插座23与所述电源回路105电连接，所述接地端子7与箱体1外壳连接，且接地端子7可靠接地，所述电源插座23由电源回路105供电，可对单体设备提供临时控制电源。
56.本检测装置的使用环境为：温度-10～40℃，相对湿度小于80％。
57.更进一步的，本实用新型的一种地铁gis高压开关柜系统检测装置，从工作原理及使用方式角度可划分为两部分：母线电流保护校验专用装置和地铁高压柜空载专用装置。
58.二、母线电流保护校验专用装置
59.所述母线电流保护校验专用装置用于实现对gis高压开关柜的进出线柜及各馈线柜一次电流系统的同步校验，同时对gis高压开关柜的母线差动电流保护(设置此保护时)进行校验。
60.具体包括：0a电流输出端子2、40a电流输出端子3、100a电流输出端子4、变压器调节旋钮8、电流指示灯10、电流表12、触点转换开关14、计时器15、触点指示灯16、公用端子17、输入端子ⅰ18和输入端子ⅱ19。
61.工作原理：系统电流检测主要原理是多支路同步加流检测，利用母线电流保护校
验专用装置，实现在gis高压开关柜一次侧多回路同步加流检测，检测范围覆盖全部电流互感器与保护装置接口，同时在同步加流的过程中可以对差动保护与母线保护进行复检核对，方便快捷完成系统电流检测。
62.三、地铁高压柜空载专用装置
63.所述地铁高压柜空载专用装置利用电压互感器反向加压原理方便快捷实现gis高压开关柜电压系统检测(一次、二次同步)，同时完成对电压互感器、避雷器安装绝缘和母线系统绝缘检测。
64.具体包括：0v电压输出端子5、290v电压输出端子6、档位调节旋钮9、电压指示灯11、电压表13和电源调节器22。
65.工作原理：电压互感器反向升压，利用地铁高压柜空载专用装置，实现在gis高压开关柜二次侧电压小母线上升压，通过本段的电压互感器返送至电压互感器一次侧，即gis高压开关柜母线侧，同时通过母联开关将一次母线电压送至另一段，在另一段检测一次电压，将二次电压升至57.8v时，另一段一次电压为额定运行电压(20kv)，对电压互感器和避雷器的安装绝缘进行检测。
66.通过上文可知，在不影响临时电源的基础上，该装置可对变电所内的gis高压柜进行空载试验和供电系统整体检验，大大提高了送电成功的几率，降低了因突然电压冲击造成的电压互感器被击穿的可能性。
67.同时，该装置采用了可调压隔离变压器的技术原理，隔离变压器原理是指输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离的变压器，用以避免偶然同时触及带电体(或因绝缘损坏而可能带电的金属部件)和地所带来的危险，利用电磁感应原理，主要隔离一次电源回路，二次回路对地浮空，以保证用电安全。
68.四、具体使用过程
69.下面分别以gis高压开关柜电压系统检测、母线电流保护接口检测和光纤纵联差动保护接口检测为例，介绍本实用新型的具体使用过程：
70.(1)gis高压开关柜电压系统检测
71.所述gis高压开关柜电压系统检测，具体包括如下步骤：
72.s1，检测前准备：
73.1)检查试验现场环境、被试设备清洁度、现场安全防护落实情况以及无关人员是否清场；
74.2)用万用表检测电源电压是否符合要求(ac220v，
±
10％)；
75.3)检查电压互感器、避雷器与gis高压柜之间的安装情况是否良好，设备二次接线情况是否良好，电压互感器、避雷器、gis高压柜接地是否可靠；
76.4)检查gis高压开关柜的进出线柜、馈线柜的断路器和隔离开关是否断开(防止高压电送至电缆侧)；
77.5)给gis高压开关柜、保护装置上控制电源。
78.s2，检测装置现场检查：
79.1)检查检测装置外观是否完好，开机后显示是否正常；
80.2)检查检测装置接线是否正确，使用的接线绝缘良好无破损，检查检测装置接地是否可靠。
81.s3，gis高压开关柜电压系统检测(在i段a相施加电压的情况)：
82.1)确认gis高压开关柜的进出线柜、馈线柜的断路器和隔离开关处于分闸状态，母联断路器、隔离开关处于合闸状态；
83.2)通过gis高压开关柜系统检测装置对电压互感器二次侧施加电压返送至一次主回路中；
84.3)调节变压器调节旋钮先升压至10v，用万用表测量gis高压开关柜各保护装置、电压表计、开口电压是否正确；
85.4)确认在施加10v电压时一切正常的情况下，调节变压器调节旋钮升压至额定电压(57.8v)，用万用表测量gis高压开关柜各保护装置、电压表计、开口电压是否正确，并稳压1分钟，无异常情况；
86.5)i段a相电压系统检测结束，将线依次换接至i段b相、c相进行测试。(ii段电压系统检测方法同上)
87.s4，发现设备接口缺陷或接线错误，当出现以下情况时应立即停止试验，未消除故障不得继续进行试验：
88.1)电压互感器、避雷器与gis高压开关柜接口问题，导致有轻微放电现象；
89.2)电压互感器、避雷器、gis高压开关柜接地不良导致的放电现象；
90.3)gis高压开关系统检测装置显示的输出电流偏大；
91.4)gis高压开关柜各保护装置、电压表计、开口电压的显示或测量结果不正确。
92.s5，进行故障排除，故障排除后应重新进行gis高压开关柜电压系统检测。
93.(2)母线电流保护接口检测
94.所述母线电流保护接口检测，具体包括如下步骤：
95.s1，检测前准备：
96.1)检查试验现场环境、被试设备清洁度、现场安全防护落实情况以及无关人员是否清场；
97.2)用万用表检测电源电压是否符合要求(ac220v，
±
10％)；
98.3)检查电流互感器二次线与gis高压柜保护装置采样线之间的接线情况是否良好，设备接地是否可靠；
99.4)将gis高压开关柜断路器、隔离开关合闸，并确保高压电缆未安装；
100.5)给gis高压开关柜、保护装置上控制电源。
101.s2，检测装置现场检查：
102.1)检查检测装置外观是否完好，开机后显示是否正常；
103.2)检查检测装置接线是否正确，使用的接线绝缘良好无破损，检查检测装置接地是否可靠。
104.s3，母线电流保护接口测试(在i段a相施加电流的情况)：
105.1)确认gis高压开关柜断路器、隔离开关都处于合闸状态；
106.2)通过gis高压开关柜系统检测装置在电缆端子处分别依次对1#进线柜与1#出线柜之间施加电流(40a)、1#进线柜与各馈线柜之间施加电流(40a)、1#进线柜与ii段母联相邻馈线柜之间施加电流(40a)(检测母线死区保护)，母线电流保护装置显示值应正常。单独加流试验后应进行整体加流试验(电流从1#进线柜流入，从出线柜、馈线柜及ii段母联相邻
馈线柜回流)，母线电流保护装置显示值应正常；
107.3)i段a相母线电流保护测试结束，将线依次换接至i段b相、c相进行测试。(ii段母线电流保护测试方法同上)
108.s4，发现设备接口缺陷，当出现以下情况时应立即停止试验，未消除故障不得继续进行试验：
109.1)进线柜、出线柜、馈线柜、母联柜的综合保护装置及电流表计显示电流不正确或不显示；
110.2)母线电流保护装置显示值与所加电流柜子不对应、大小不对应、有母线差动电流等缺陷。
111.s5，进行故障排除，故障排除后应重新进行母线电流保护接口检测。
112.(3)光纤纵联差动保护接口检测
113.所述光纤纵联差动保护接口检测，具体包括如下步骤：
114.s1，检测前准备：
115.1)检查试验现场环境、被试设备清洁度、现场安全防护落实情况以及无关人员是否清场；
116.2)用万用表检测电源电压是否符合要求(ac220v，
±
10％)；
117.3)检查进、出线柜电流互感器二次线与gis高压柜保护装置采样线之间的接线情况是否良好，设备接地是否可靠；
118.4)将高压进、出线柜断路器、隔离开关合闸，并确保gis高压开关柜的高压电缆安装合格；
119.5)给gis高压开关柜、保护装置上控制电源。
120.s2，检测装置现场检查：
121.1)检查检测装置外观是否完好，开机后显示是否正常；
122.2)检查检测装置接线是否正确，使用的接线绝缘良好无破损，检查检测装置接地是否可靠。
123.s3，光纤纵联差动保护接口测试(在本变电所1#进线柜与上级变电所1#出线柜a相施加电流的情况)：
124.1)确认本变电所1#进线柜和1#配电变柜断路器、隔离开关都处于合闸状态，其余开关处于分闸状态，确认上级变电所1#出线柜处于维护接地状态；
125.2)确认本变电所1#进线柜与上级变电所1#出线柜之间的光纤通道正常；
126.3)通过gis高压开关柜系统检测装置在1#配电变高压电缆侧施加电流(40a)；
127.4)检查本变电所1#进线柜与上级变电所1#出线柜的差动保护装置采样是否正确；
128.5)本变电所1#进线柜与上级变电所1#出线柜a相光纤纵联差动保护接口测试结束，将线依次换接至b相、c相进行测试。(本变电所1#出线柜、2#出线柜、2#进线柜光纤纵联差动保护接口测试方法同上)
129.s4，发现设备接口缺陷，当出现以下情况时应立即停止试验，未消除故障不得继续进行试验：
130.1)差动保护装置采样电流显示不正确或有差动电流。
131.s5，进行故障排除，故障排除后应重新进行光纤纵联差动保护接口检测。
132.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。