日前，由黑龙江电力科学研究院参与研发的10千伏寒地新型干式空心电抗器在黑河市220千伏多宝山变电站挂网运行。
干式空心电抗器是重要的一次设备，影响电网可靠稳定运行。传统干式空心电抗器长期运行后，容易出现环流过热、匝间短路、包封开裂受潮进水等缺陷。这些问题在寒冷地区昼夜大温差的环境下尤为突出。为此，黑龙江电科院联合哈尔滨理工大学成立研发团队，先后完成新型干式空心电抗器电磁结构的优化设计软件开发、产品样机制作、型式试验验证、现场安装调试等工作。
一、产品概述（SZDCS-2000便携式直流断路器特性测试仪外形美观实用,型号齐全）
采用树状结构，从蓄电池到站内用电设备，一般经过三级配电，每级配电大多采用直流断路器作为保护电器。由于上下级直流断路器保护动作特性不匹配，在直流系统运行过程中，当下级用电设备出现短路故障时，经常引起上1级直流断路器的越级跳闸，从而引起其它馈电线路的断电事故，进而引起变电站一次设备如高压开关、变压器、电容器等的事故。为防止因直流断路器及其它直流保护电器动作特性不匹配带来的隐患，国家电网公司对于新装和运行中的直流保护电器，规定了必须进行安秒特性测试，保证性能与设计相符，以确保直流回路级差配合的正确性。2005年发布的《直流电源系统运行规范》第十二条第八款规定“直流熔断器和空气断路器应采用质量合格的产品，其熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，防止因其不正确动作而扩大事故”；《直流电源系统技术监督规定》第27条中规定：“…自动空气断路器使用前应进行特性和动作电流抽查。…”；《预防直流电源系统事故措施》第十一条中规定：“…使用前宜进行安秒特性和动作电流抽检…”。
目前，直流保护电器的安秒特性一般在实验室或检测站进行测试，设备占地面积大，需要配置专门的充电装置和大电流负载箱，操作复杂；部分运行单位利用变电站蓄电池组对直流保护电器的级差配合进行试验，但无法准确测试其电流-动作时间特性。因而造成直流系统投运后，现场检修维护人员因不具备相应的测试手段和工具，无法检验直流保护电器的安秒特性是否满足要求。
根据直流保护电器安秒特性测试的现实状况，本公司推出了一种适合变电站现场使用、便于携带、自动化程度高的直流断路器安秒特性测试系统，可以为运行维护部门提供直流保护电器动作特性的测试手段，对直流保护电器的动作特性以及级差配合进行校验，以便提高直流系统运行的可靠性，保证电网的可靠运行。
二、主要技术参数（SZDCS-2000便携式直流断路器特性测试仪外形美观实用,型号齐全）
电源输入：380V±20%，频率50Hz
测试电流范围：0-1000A
测试电流纹波系数：小于1%
输出电流稳定性：≤±1%
时间记录范围：0.1ms-1000s
极小时间分辨率：0.1ms
外型尺寸：230mm（宽）×450mm（高）×500mm（深）
包括铝合箱、附件290mm（宽）×530mm（高）×550mm（深）
重量：12.5kg
附件 10kg
包装：铝合金仪表箱
不需要任何防护措施,可以直接测试
三、操作说明（SZDCS-2000便携式直流断路器特性测试仪外形美观实用,型号齐全）
3.1测试前准备
1）将测试装置从仪表箱中取出，放置在地面或平稳的台面上。
2）仪表箱放置在测试装置旁边，不要阻挡测试装置的风道，本产品的风道为仪器的底部。仪器与空气开关接线如下图所示：
3）将笔记本电脑放置在仪表箱上，打开笔记本电脑，双击桌面上的测试软件图标
，进入测试程序。
4）打开测试主机后面板的空气开关，主机前板上的直流电压表应显示数值，显示测试仪主回路电压值（一般为6.7V-7.1V），按面板上的Enter键。
5）上位机显示“下位机已经准备好”字样，表示上下位机通讯正常，否则，再一次开关机，确定上下位机的通讯。
6）进入测试程序后，首先进入“欢迎使用直流断路器保护特性测试系统”字样，表示进入主测试界面如图1。
图1
3.2 测试界面描述
图2
测试软件界面分为6个区：主按钮、断路器信息、测试结果、实时状态、断路器准备时间、直流断路器时间特性曲线。
1）主按钮区
有五个测试按钮：文件、设置、操作、查看、帮助。
◇文件按钮：文件按钮下包括打开、打印、打印预览、打印设置、页面设置和退出六个功能。
◇设置按钮：设置按钮下包括断路器准备时间、通讯设置和其他设置三个功能。
直流断路器准备时间用于设置两次测试之间的等待时间，默认为0秒，操作者可以修改这项设置。
“通讯设置”中，需要分别设置端口、波特率、数据位、奇偶校验、停止位等内容，一般情况下为默认值，计算机软件中有自动查找本端口。
◇操作按钮：厂站管理、设备台帐、通讯设置、查询数据、现场测试、上传数据、数据查询、接触电阻。
厂站管理：可对各厂站的联系信息进行添加、修改、删除等操作。
设备台帐：可对各厂站设备信息进行描述，并可对设备信息进行添加、修改、删除等操作，方便用户对设备信息进行管理。
通讯设置：可以对串口中的端口（P）、波特率（B）、数据位、奇偶校验、停止位等进行设定。通迅设置为自动设置值，不需要设定。
查询数据：点击查询数据，可以通过本查询数据，查询保存在现在文件中的测试数据。左边是厂站信息列表，中间为测试信息，右边是直流断路器时间特性曲线。
现场测试：就是测试系统的主要界面，如图2所示。
上传数据：可以通过这个界面读取全部记录、退出数据上传、文件中读取等，如下图所示。
数据查询：就是记录查询，同查询数据。
◇查看按钮：工具栏、状态栏、界面主题。
工具栏：选择标准为默认。
状态栏：为默认。
界面主题：采用ctrl+1为whidey；采用ctrl+2为office2003，采用ctrl+3为Native win xp。
◇帮助按钮：为文档帮助。点击后显示测试系统的操作手册。点击后退出测试系统，并进入关机作业指导书。
2）断路器信息区
断路器信息包括测试单位、测试者、厂站名、断路器编号、型号、额定电流等内容。选择厂站名可以选择原有保存的数据。下面是测试内容分为抽点测试，全点测试、回路测试，常用的有抽点测试和全点测试。
3）测试结果显示区
测试结果是对测试结果数值进行显示，包括：开始时间，电流倍数、测试时长、电流值、动作状态等。
4）实时状态与时间区
运行提示，已测试时间，断路器准备时间，本测试系统的极大特点，运行提示表示当前你对测试断路器是否在测试中，已测试时间能直观提示该断路器测试过程已发生的时间，以秒为单位，时间是从0向上递增。
断路器准备时间：上部为年月日，下机分秒，记录断路器的准备时间，如被测的断路器时间，和设定时间有关，从极大值向下递减，当递减为0秒时方可测试。否则按测试键开始测试，界面提示“时间未到，请稍后”。
5）操作区
操作区有单/全点测试，人工终止、导出数据、输出位图、重新开始、打印曲线等六个功能。
◇单/全点测试：在抽点测试状态下，点击“单点测试”后，主机就发生电流，经一段时间后断路器断开，一次实验完成，再闭合断路器，点击该按钮开始下次测试。在全点测试状态下，对电流比、起时比值、累加步长先进行设置后，点击“全点测试”后，将连续测试三次后出现平均值。
◇人工终止：点击后测试中的直流断路器断开直流电源，停止测试。
◇导出数据：点击后进入报表生成程序，提示报表保存位置和报表名称。
◇输出位图：点击后保存曲线。
6）曲线区
该区域显示测试电流和分断时间的曲线关系，曲线纵坐标为时间轴（脱筘时间），采用对数坐标，横坐标为电流倍数I/In。
3.3测试方法
1）断路器参数设定
把相关测试单位、测试者和厂站名称、断路器编号、断路器型号、额定电流、试验电流比等参数输入对应的表格内
2）抽点测试
步骤1：在菜单中选择“抽点测试”，确定输入的断路器信息、试验电流比后，点击“单点测试”按钮。
步骤2：操作者在闭合被测试断路器后（如未闭合测试断路器会弹出“断路器开关未合上”对话框，至断路器开关合上为止），点击话框中的“确定”。实时状态窗口的运行提示为“正在测试”，已测试时间一秒一秒地向上递增。经过一段时间后，被测试断路器自动断开。开始时间、电流比、测试时长、电流值、动作状态显示在测试结果区内，右边的曲线图上会出现其对应的测试点。
步骤3：数字时钟开始从设定的断路器时间数值N秒开始向下递减。一直到0秒后，数字时钟不动，方可进行下一次测试。
重复步骤1到步骤3，各测试点在测试结果上都有相应的测试数据，各测试点都在右边的曲线图内有对应的测试点，直到操作者认为可以结束测试为止，如图所示。
3）全点测试
步骤1：在菜单中选择“全点测试”。确定输入的断路器信息、电流比个数后，点击“全点测试”。
步骤2：操作者在闭合被测试断路器后（如未闭合测试断路器会弹出“断路器开关未合上”对话框，至断路器开关合上为止），点击话框中的“确定”。测试电流通过被测试直流断路器。经过一段时间后，被测试直流断路器自动断开，相应的测试数据显示在测试结果框中，数字时钟开始从设定的断路器时间数值N秒开始向下递减。
步骤3：当数字时钟显示为0秒后，点击“全点测试”，重复步骤2的内容，当第3次出现数据后，右边曲线区出现一个测试点，该测试点的纵坐标等于该电流下三次脱扣时间的平均值。
重复步骤1到步骤3，各测试点在测试结果上都有相应的测试数据，各测试点都在右边的曲线图内有对应的测试点，直到操作者认为可以结束测试为止，如图所示。
4）回路测试
在菜单中选择“回路测试”。确定输入的断路器规格、额定电流、回路中断路器个数后，点击“测试”按钮。
5）导出数据
测试完成后，点击“导出数据”按钮，如果没有相关数据就出现如下介面，如图所示。
如果有相关信息可以保存的话，界面就会弹出报表保存位置提示。你可以任意选择保存位置，保存内容有相关的数据和曲线图。
操作者选择保存位置、文件名，点击“保存”即可将本次测试结果保存在适当位置。报表以HTML方式保存，可以在word文件中进行修改。
6）输出位图
步骤1：测试完成后，点击“输出图位”按钮，弹出提示框，如图所示。
7）重新开始
测试完成后，点击“重新开始”按钮，弹出提示框，如图所示，所有测试数据清零，重新开始测试
8）打印曲线
测试完成后，点击“打印曲线”按钮，开始直接打印曲线
四、异常情况处理（SZDCS-2000便携式直流断路器特性测试仪外形美观实用,型号齐全）
异常情况1：在测试过程中，弹出“断路器开关未合上”提示，点击“确定”后听到接触器吸合的声音，但程序无反应。
处理措施：检查被测试直流断路器是否闭合，若没有闭合，请按测试装置前面板上复位按钮，重新启动测试过程。
异常情况2：在测试过程中，弹出“断路器开关未合上”提示，点击“确定”后没有听到接触器吸合的声音。
处理措施：按测试装置前面板上的复位按钮，重新启动测试过程。
异常情况3：测试过程中，被测试直流断路器在3倍以上过载电流时不能断开。
处理措施：按下测试装置前面板上的急停按钮，强制断开测试电流。
异常情况4：测试过程中，因人为原因或控制元件颤动导致测试数据异常。
处理措施：通过“测试”-“取消上次测试”功能，取消异常数据。
异常情况5：设置测试电流与实际测试电流不一致。
处理措施：这种情况因被测试直流断路器触头接触电阻和连接线电阻引起，属于正常现象，以实测电流为准。
据了解，10千伏新型干式空心电抗器采用了弱化包封绝缘、增加匝间绝缘的设计方式，降低了寒冷地区大温差下材料热膨胀系数不同引起的包封绝缘材料与导线脱黏的风险。研发团队还在包封绝缘材料中增加了丁腈橡胶粉体材料，增强包封绝缘材料的韧性。绝缘结构与绝缘材料的双重优化，使新型电抗器更适用于寒冷地区。10千伏新型干式空心电抗器还采用了优化设计方法和全新的电磁结构，应用电磁设计软件和新工艺，解决了传统电抗器分数匝环流、包封开裂等问题。
与传统干式空心电抗器相比，10千伏新型干式空心电抗器体积减小了54%，温升降低了32%，制造成本降低了15%。黑龙江电科院将根据新型电抗器运行情况调整优化设备参数。
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