一、 產(chǎn)品概述
1．前言
隨著(zhù)國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，民用和工業(yè)用電量的急劇增大，保障國家電網(wǎng)的安全運行工作越來(lái)越重要，在電力系統中，直流電源系統作為繼電保護、自動(dòng)裝置、控制操作回路、燈光音響信號及事故照明等電源之用。其正確工作控制與斷路器動(dòng)作性能息息相關(guān)。目前變電站的直流饋電網(wǎng)絡(luò )多采用樹(shù)狀結構，從蓄電池到站內用電設備，一般經(jīng)過(guò)三級配電，每級配電大多采用直流斷路器作為保護電器。由于上下級直流斷路器保護動(dòng)作特性不匹配，在直流系統運行過(guò)程中，當下級用電設備出現短路故障時(shí)，經(jīng)常引起上一級直流斷路器的越級跳閘，從而引起其它饋電線(xiàn)路的斷電事故，進(jìn)而引起變電站一次設備如高壓開(kāi)關(guān)、變壓器、電容器等的事故。為防止因直流斷路器及其它直流保護電器動(dòng)作特性不匹配帶來(lái)的隱患，國家電網(wǎng)公司對于新裝和運行中的直流保護電器，規定了必須進(jìn)行安秒特性測試，保證性能與設計相符，以確保直流回路級差配合的正確性。國家電網(wǎng)生技[2005]400號文《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中第十一、十三項反事故措施明文提出了加強對各種斷路器、熔斷器的事故預防和管理工作要求。同時(shí)《預防直流電源系統事故措施》第4.3條規定：“直流系統熔斷器應分級配置，上下級熔體應滿(mǎn)足選擇性配合要求。一個(gè)站的直流熔斷器或自動(dòng)空氣斷路器，原則上應選用同一制造廠(chǎng)系列產(chǎn)品。使用前宜進(jìn)行安秒特性和動(dòng)作電流抽檢，同一條支路上的空氣開(kāi)關(guān)和熔斷器不宜混合使用”。
但目前電力系統中使用的直流斷路器的技術(shù)指標都是生產(chǎn)廠(chǎng)家在設備出廠(chǎng)時(shí)提供的數據。現場(chǎng)檢修維護人員因不具備相應的檢測手段，難以確認直流斷路器安秒特性是否符合要求。而且運行實(shí)踐證明，隨著(zhù)時(shí)間的推移，設備的安秒特性也會(huì )發(fā)生變化，特別是投運3年后，設備的技術(shù)指標發(fā)生偏移，典型后果是斷路器特性發(fā)生變化，從而造成拒動(dòng)、誤動(dòng)或越級跳閘，引起其他饋電線(xiàn)路的斷電事故，使故障進(jìn)一步擴大，嚴重危及電網(wǎng)的安全運行。為了防止這種事故發(fā)生，有必要對直流系統中的各直流斷路器安秒特性安秒特性進(jìn)行測試，確定在不同短路電流下斷路器的脫扣時(shí)間，有效的對直流斷路器安秒特性以及保護等級配合進(jìn)行分析，從而核對直流系統上下級斷路器之間的級差配合是否合理。
目前國內進(jìn)行直流斷路器安秒特性檢測的機構和生產(chǎn)廠(chǎng)家用于直流空開(kāi)安秒特性檢測的設備均為固定設備，如固定的大電流電源、大型負載電阻，體積大、重量大，不便于移動(dòng)檢測，分析儀表均為常規儀表如電壓表、電流表、示波器等，接線(xiàn)復雜，使用不便，不適應各變電站移動(dòng)檢測需要。為解決現場(chǎng)對直流斷路器實(shí)際特性檢測的問(wèn)題，本公司推出了一種適合變電站現場(chǎng)使用、便于攜帶、自動(dòng)化程度高的“STAS-500A直流斷路器安秒特性測試儀”，可以為運行維護部門(mén)提供直流保護電器動(dòng)作特性的測試手段，對直流保護電器的動(dòng)作特性以及級差配合進(jìn)行校驗，以便提高直流系統運行的可靠性，保證電網(wǎng)的安全可靠運行。STAS-500A直流斷路器安秒特性測試儀是專(zhuān)為變電站試驗、檢修、維護工作而設計。滿(mǎn)足直流斷路器的超載和短路特性測試，從而提高變電站直流系統的健康水平，避免直流配電網(wǎng)絡(luò )出現越級跳閘和引發(fā)的大面積停電事故。 
二、 裝置結構
本儀器采用一體化設計，高性能工控機、大尺寸液晶屏，配合鍵盤(pán)、觸摸板輸入，操作簡(jiǎn)單、使用方便。體積小、重量輕，便于攜帶，適用于變電站現場(chǎng)測試。
儀器面板結構圖如下：


三、功能特點(diǎn)
1．主要特點(diǎn)：
主控部分采用高性能工控機，Windows XP操作系統，實(shí)時(shí)顯示各項參數曲線(xiàn)圖及數值。
鍵盤(pán)、觸摸板輸入（可外接USB鼠標）；5.7寸TFT真彩液晶屏顯示。操作簡(jiǎn)單、界面美觀(guān)，所有參數一目了然。
開(kāi)關(guān)恒流控制技術(shù)，新型功率器件，1A～500A自主設定恒流輸出，恒流精度高，負載能力強，可長(cháng)時(shí)間穩定工作。
適用于額定電流1A～500A直流斷路器的安秒特性測試，并可用于6A～100A直流熔斷器的安秒特性測試。
測量方式采用全點(diǎn)測試或抽點(diǎn)測試，響應速度快，測試精度高，安全可靠。
儀器具有過(guò)熱、過(guò)流、過(guò)壓保護功能，電磁兼容性好，抗干擾能力強。
測試管理軟件可自動(dòng)完成直流斷路器的安秒特性的測試，并分析測試數據繪制出斷路器保護特性曲線(xiàn)（安秒曲線(xiàn)）、以及生成報表輸出。
工控機自帶4G存儲空間，可任意存儲測試記錄，并配備了兩個(gè)USB接口，方便測試記錄的提取和打印。
儀器采用一體化設計，便于攜帶。
2．主要功能
按照GB10963-1999家用及類(lèi)似場(chǎng)所用過(guò)電流保護斷路器標準規定斷路器應做脫扣特性試驗。
1）時(shí)間-電流特性試驗
①從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器通以1.13In（約定不脫扣電流）的電流至約定時(shí)間，斷路器不應脫扣。然后在5s內把電流穩定升至1.45In（約定脫扣電流）的電流，斷路器應在約定時(shí)間內脫扣。
②從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以2.55In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應大于1s，并且對于額定電流小于等于63A的斷路器斷開(kāi)時(shí)間應小于60s，對于額定電流大于63A的斷路器斷開(kāi)時(shí)間應小于120s。
2）瞬時(shí)脫扣試驗
①對于B型斷路器：從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以3In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應大于0.1s；然后再從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以5In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應小于0.1s。
②對于C型斷路器：從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以5In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應大于0.1s；然后再從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以10In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應小于0.1s。
③對于D型斷路器：從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以10In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應大于0.1s；然后再從冷態(tài)開(kāi)始，對斷路器的各級通以50In的電流，斷開(kāi)時(shí)間應小于0.1s。這兩個(gè)試驗均應滿(mǎn)足時(shí)間-電流動(dòng)作特性表。
 

 　　　　　　　　　　　　　　時(shí)間-電流動(dòng)作特性
注：⑴電流5s內穩定至設定值。
⑵冷態(tài)指試驗前未帶負載，而且在基準的校準溫度下進(jìn)行。
四、 技術(shù)指標
工作電壓：AC220V、50Hz
環(huán)境溫度：-20℃～50℃
工作濕度：≤90%RH
測試電流：1～500A
測試電流紋波系數：< 2%
輸出電流穩定性：≤±1%
時(shí)間記錄范圍：1ms～1000s
時(shí)間分辨率：0.1ms
操作方式：鍵盤(pán)、觸摸板（可外接USB鼠標）
外形尺寸：530mm×470mm×200mm
儀器重量：25kg
儀器外殼：鋁合金儀表箱
五、 操作說(shuō)明
1． 測試準備
將儀器平穩放置在臺面上，然后取出附件包中的大電流線(xiàn)將直流斷路器與儀器的背后的正負接線(xiàn)柱連接起來(lái)。若直流斷路器為雙聯(lián)開(kāi)關(guān)，則需要用附件中的短接線(xiàn)將直流斷路器的一端短接起來(lái)。插上電源線(xiàn)，開(kāi)啟儀器背后的電源開(kāi)關(guān)，儀器正常開(kāi)機后初始化WindowsXP操作系統，并自動(dòng)運行直流斷路器安秒特性測試系統。
2．界面介紹

圖1 直流斷路器安秒特性測試系統主界面
如圖1所示，直流斷路器安秒特性測系統的主界面包括標題欄、菜單欄、工具欄和工作窗口。
1）標題欄，顯示軟件的名稱(chēng)。

2）菜單欄，單擊菜單欄的每一項都可打開(kāi)下級子菜單。“文件”項下級菜單中可執行打印功能，包括打印預覽，打印設置和退出（如圖2）；“設置”項在主界面下無(wú)效，在測試界面中才可設置斷路器準備時(shí)間和通訊設置（如圖3）；“操作”項為該軟件可執行的各項功能（如圖4）；“查看”項的下級菜單可執行工具欄和狀態(tài)欄的顯示和隱藏（如圖5）；“幫助”項為該軟件的的版本號。
3）工具欄，為該軟件的可執行的各項功能，用戶(hù)可直接點(diǎn)
擊工具欄上的圖標打開(kāi)，也可執行菜單欄中“操作”項的下級菜單打開(kāi)。
4）工作窗口，在主界面中工作窗口為歡迎界面，當點(diǎn)擊工具欄上的各項功能后，工作窗口會(huì )相應的改變或彈出對話(huà)框。
3. 測試方法
直流斷路器安秒特性測系統是集設備信息管理與現場(chǎng)測試為一體的系統，方便用戶(hù)管理不同廠(chǎng)家不同型號的直流斷路器的設備信息與詳細的測試記錄。用戶(hù)在使用本儀器測試直流斷路器時(shí)首先需要將被測斷路器的生產(chǎn)廠(chǎng)家，型號和基本參數信息添加到系統的廠(chǎng)站管理和設備管理中，然后在測試界面中的“廠(chǎng)家名稱(chēng)”和“斷路器編號”里進(jìn)行選擇，設置好測試方式和實(shí)驗電流比就可以進(jìn)行測試，具體方法如下：
1) 添加廠(chǎng)站信息
點(diǎn)擊工具欄上的廠(chǎng)站管理圖標（或點(diǎn)擊“操作”項下級菜單“廠(chǎng)站管理”）會(huì )彈出廠(chǎng)站管理的對話(huà)框如圖6所示，對話(huà)框內會(huì )以表格的形式顯示各廠(chǎng)站的信息，對話(huà)框的下方有“添加”、“修改”、“刪除”、“確定”、“取消”等操作按鈕。

圖6 廠(chǎng)站管理
點(diǎn)擊“添加”按鈕會(huì )彈出如圖7所示對話(huà)框，用戶(hù)可以在對話(huà)框中填寫(xiě)待測斷路器的生產(chǎn)廠(chǎng)家以及等信息如圖8所示。

填寫(xiě)完成后點(diǎn)擊“添加”按鈕即可完成廠(chǎng)站信息的添加，如圖9所示。

另外在該界面中，用戶(hù)還可以對已添加的廠(chǎng)站信息進(jìn)行修改和刪除。若用戶(hù)需要修改已存的廠(chǎng)站信息，首先選中需要修改的廠(chǎng)家，然后點(diǎn)擊“修改”按鈕，在彈出的對話(huà)框中對廠(chǎng)站信息進(jìn)行修改（注意廠(chǎng)站名無(wú)法修改），修改完廠(chǎng)站信息后，點(diǎn)擊“修改”即保存修改后的廠(chǎng)站信息，點(diǎn)擊“取消”則不保存。若用戶(hù)需要刪除站點(diǎn)信息，選中一條站點(diǎn)信息然后點(diǎn)擊“刪除”按鈕在彈出的對話(huà)框中點(diǎn)擊“是”即可刪除，點(diǎn)“否”則不刪除。
2) 添加直流斷路器型號
點(diǎn)擊工具欄上的設備管理圖標（或點(diǎn)擊“操作”項的下級菜單“設備臺賬”）會(huì )彈出設備管理的對話(huà)框如圖10所示。對話(huà)框內會(huì )以表格的形式顯示設備的信息，對話(huà)框的下方有“添加”、“修改”、“刪除”、“確定”、“取消”等按鈕。

點(diǎn)擊“廠(chǎng)站設備選擇”右邊的下三角按鈕，在彈出的下拉列表中選中剛添加的“廠(chǎng)站3”（如圖11），列表中設備信息也隨之改變，

然后點(diǎn)擊“添加”按鈕，在彈出的圖12的對話(huà)框中填寫(xiě)設備信息。“編號”、“啟用日期”、“備注”等用戶(hù)可隨意輸入，“品牌”、“產(chǎn)品號”、“類(lèi)型”等參數用戶(hù)則需要參照被測斷路器上的廠(chǎng)家給出的標注進(jìn)行填寫(xiě)（如圖13所示）。參數設置完成后點(diǎn)擊“確定”完成設備型號的添加,如圖14所示。

另外在該界面中用戶(hù)還可以對已添加的設備信息進(jìn)行“修改”和“刪除”。若用戶(hù)需要修改設備信息，首先選中需要修改的設備編號，然后點(diǎn)擊“修改”按鈕，在彈出的對話(huà)框中對斷路器參數信息進(jìn)行修改，修改完成后，點(diǎn)擊“確定”則保存修改后的設備信息，點(diǎn)擊“取消”不修改。用戶(hù)需要刪除設備信息，選中一條設備信息然后點(diǎn)擊“刪除”，在彈出的對話(huà)框中點(diǎn)擊“是”即可刪除，點(diǎn)“否”則不刪除。

3) 現場(chǎng)測試
點(diǎn)擊工具欄上的現場(chǎng)測試圖標（或點(diǎn)擊“操作”菜單項的下級菜單“現場(chǎng)測試”）會(huì )顯示現場(chǎng)測試的工作界面如圖15所示。


圖15現場(chǎng)測試界面
該界面的工作窗口主要分5個(gè)區：信息區、數據區、狀態(tài)區、操作按鈕、曲線(xiàn)圖。
信息區：該區域主要顯示被測斷路器的基本參數，用戶(hù)需要填寫(xiě)測試單位和測試人姓名，在“廠(chǎng)站名稱(chēng)”和“斷路器編號”選項卡中可以選擇已存的所有不同廠(chǎng)家不同型號的斷路器。 
數據區：該區域用戶(hù)需要選擇測試方式：抽點(diǎn)測試和全點(diǎn)測試。抽點(diǎn)測試是根據測試需要由用戶(hù)根據被測試直流斷路器的額定電流，確定測試電流，一般微型斷路器測試電流≥3In，塑殼斷路器測試電流≥5In。若選擇抽點(diǎn)方式表格上顯示的測試數據分5類(lèi)（如圖16）：序號、開(kāi)始時(shí)間、實(shí)驗電流比、測試時(shí)長(cháng)和

圖16 抽點(diǎn)測試數據                                                           圖17 全點(diǎn)測試數據
電流值。全點(diǎn)測試是用戶(hù)根據被測試直流斷路器的額定電流，依次設定多個(gè)電流值進(jìn)行測試，測試電流一般取被測試直流斷路器額定電流的整數倍，一般微型斷路器從3In開(kāi)始，塑殼斷路器從5In開(kāi)始，然后依次增加，當被測試直流斷路器連續出現兩個(gè)瞬時(shí)分斷特征時(shí)，測試結束。若選擇全點(diǎn)方式后表格上顯示的測試數據分7類(lèi)（如圖17）：序號、電流比、T1、T2、T3、平均時(shí)間、電流值。T1、T2、T3為三次測試的值，平均時(shí)間為三次測試完成后的平均值。選擇好測試方式后用戶(hù)通過(guò)設置電流比來(lái)設置電流值，電流值區域會(huì )根據用戶(hù)輸入的電流比顯示對應的電流值。


狀態(tài)區：該區域會(huì )實(shí)時(shí)顯示儀器當前狀態(tài)，已運行時(shí)間，斷路器準備時(shí)間。“運行提示”部分會(huì )根據用戶(hù)的按鍵操作顯示相應的工作狀態(tài)，“已運行時(shí)間”為測試時(shí)點(diǎn)擊開(kāi)始測試后通電流到斷路器斷開(kāi)之間測試時(shí)間，“斷路器準備時(shí)間”為指兩次測試之間等待時(shí)間，默認為180秒，用戶(hù)可自己設置。如圖18所示
點(diǎn)擊“設置”下級菜單中的“斷路器準備時(shí)間”就會(huì )彈出該對話(huà)框，先刪除上面顯示的時(shí)間值，然后輸入需要設置的時(shí)間，點(diǎn)擊確定設置完成。
操作按鈕：該區域包括“保存數據”、“重新開(kāi)始”、“開(kāi)始測試”、“人工終止”、“通信自檢”五個(gè)功能。“人工終止”用于測試過(guò)程異常時(shí)手動(dòng)停止測試，“通信自檢”用于檢測工控機與控制器之間是否連接正常。
曲線(xiàn)圖：該區域顯示測試電流和分斷時(shí)間的曲線(xiàn)關(guān)系，曲線(xiàn)縱坐標為時(shí)間軸，采用對數坐標，橫坐標為電流倍數。
在斷路器信息區域用戶(hù)需要輸入測試單位名稱(chēng)和測試者姓名，然后選擇之前添加的被測斷路器型號，點(diǎn)擊“廠(chǎng)站名稱(chēng)”右邊的下三角按鈕，如圖19在彈出的下拉列表中選擇“廠(chǎng)站3”，點(diǎn)擊“斷路器編號”右邊的下三角按鈕，如圖20在彈出的下拉列表中選擇D003，其他參數信息就會(huì )相應的顯示出來(lái)。


抽點(diǎn)測試和全點(diǎn)測試的方法如下：
4） 抽點(diǎn)測試
步驟1：設置好斷路器信息，輸入實(shí)驗電流比，點(diǎn)擊“通信自檢”按鈕會(huì )彈出一個(gè)對話(huà)框顯示通信正常如圖22所示。
步驟2：點(diǎn)擊“開(kāi)始測試”按鈕，“開(kāi)始測試”按鈕變成灰色，狀態(tài)欄提示開(kāi)始測試，運行時(shí)間開(kāi)始計時(shí)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，被測試直流斷路器自動(dòng)斷開(kāi)，表格上顯示序號1詳細測試結果，斷路器準備時(shí)間開(kāi)始倒計時(shí)，曲線(xiàn)圖上顯示測試結果坐標點(diǎn)（如圖23）。 
步驟3：等待斷路器準備時(shí)間結束，“開(kāi)始測試”按鈕恢復正常可繼續測試，用戶(hù)需閉合被測試直流斷路器，重復步驟1-2，直到操作者認為可以結束測試為止。



5）全點(diǎn)測試
步驟 1：設置好斷路器信息，輸入實(shí)驗電流比，點(diǎn)擊“通信自檢”按鈕會(huì )彈出一個(gè)對話(huà)框顯示通信正常如圖22所示。
步驟2：點(diǎn)擊“開(kāi)始測試”按鈕，“開(kāi)始測試”按鈕變成灰色，狀態(tài)欄提示開(kāi)始測試，運行時(shí)間開(kāi)始計時(shí)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，被測試直流斷路器自動(dòng)斷開(kāi)，表格上顯示序號1的測試結果，其中T1項顯示測試值，斷路器準備時(shí)間開(kāi)始倒計時(shí)。 
步驟3：等待斷路器準備時(shí)間結束，“開(kāi)始測試”按鈕恢復正常即可繼續測試，重復步驟2，當T3項顯示測試值，曲線(xiàn)圖上出現一個(gè)測試坐標點(diǎn)（如圖24），該測試點(diǎn)的縱坐標等于該電流下三次斷開(kāi)時(shí)間的平均值。
步驟 4：輸入值加1后的實(shí)驗電流比，重復2-3的步驟。
步驟5：重復步驟4，當直流斷路器連續出現兩個(gè)小于10ms的測試點(diǎn)后，該直流斷路器的全點(diǎn)測試完成。
測試的過(guò)程中若遇到異常現象時(shí)應及時(shí)的點(diǎn)擊“人工停止”按鈕停止測試，避免發(fā)生意外。
測試完成后，用戶(hù)可以點(diǎn)擊“保存數據”按鈕保存測試結果。
用戶(hù)也可點(diǎn)擊“重新開(kāi)始”按鈕清除測試結果重新測試。

4. 記錄查詢(xún)
直流斷路器安秒特性測試系統除現場(chǎng)測試功能外，還能即時(shí)保存詳細的測試記錄，方便用戶(hù)管理查詢(xún)。

點(diǎn)擊工具欄上的記錄查詢(xún)圖標（或點(diǎn)擊“操作”項的下級菜單“記錄查詢(xún)”）會(huì )彈出記錄查詢(xún)的對話(huà)框如圖24所示。
該界面左邊的工作區上的廠(chǎng)站信息列表里保存了已添加的所有廠(chǎng)家不同型號的直流斷路器的詳細的測試資料。點(diǎn)擊廠(chǎng)家前面的小+號可展開(kāi)廠(chǎng)家所有型號的直流斷路器的編號，雙擊選中編號可查看該編號下直流斷路器的詳細測試資料（如圖25所示），所有測試的參數信息加上安秒特性曲線(xiàn)，界面簡(jiǎn)單直觀(guān)，一目了然，用戶(hù)可隨意查看。在實(shí)驗結論區域，用戶(hù)可以對實(shí)驗結論加以說(shuō)明保存。點(diǎn)擊“輸出報表”可以將實(shí)驗結果生成word文檔加以保存。若儀器連接了打印機，執行菜單欄中的“文件”下級菜單中的打印即可打印測試結果。


六、 注意事項
1．使用前請檢查儀器是否可靠接地。
2．待測直流短路器是否已經(jīng)斷開(kāi)其它電氣連接，是否合閘。
3．本裝置為1～500A直流輸出，務(wù)必使每一個(gè)接觸點(diǎn)接牢擰緊。
4．結束工作后需拆卸下大電流線(xiàn)并放入附件包中妥善保管。
5．等系統正常關(guān)機后，才能關(guān)閉儀器背后的電源開(kāi)關(guān)。
七、 保管運輸
1．該儀器裝置屬于精密電子產(chǎn)品，應放于溫度-30～70℃，相對濕度不超過(guò)90%，且空氣中不含有足以引起腐蝕的氣體。
2．校驗儀的運輸，應避免劇烈振動(dòng)和撞擊，并防止雨雪浸濕。

八、 附件清單