一、 產(chǎn)品概述
1．前言
隨著國民經(jīng)濟(jì)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(yùn)行工作越來越重要，在電力系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)作為繼電保護(hù)、自動裝置、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)多采用樹狀結(jié)構(gòu)，從蓄電池到站內(nèi)用電設(shè)備，一般經(jīng)過三級配電，每級配電大多采用直流斷路器作為保護(hù)電器。由于上下級直流斷路器保護(hù)動作特性不匹配，在直流系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)下級用電設(shè)備出現(xiàn)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路的斷電事故，進(jìn)而引起變電站一次設(shè)備如高壓開關(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(hù)電器動作特性不匹配帶來的隱患，國家電網(wǎng)公司對于新裝和運(yùn)行中的直流保護(hù)電器，規(guī)定了必須進(jìn)行安秒特性測試，保證性能與設(shè)計(jì)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(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中第十一、十三項(xiàng)反事故措施明文提出了加強(qiáng)對各種斷路器、熔斷器的事故預(yù)防和管理工作要求。同時(shí)《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》第4.3條規(guī)定：“直流系統(tǒng)熔斷器應(yīng)分級配置，上下級熔體應(yīng)滿足選擇性配合要求。一個(gè)站的直流熔斷器或自動空氣斷路器，原則上應(yīng)選用同一制造廠系列產(chǎn)品。使用前宜進(jìn)行安秒特性和動作電流抽檢，同一條支路上的空氣開關(guān)和熔斷器不宜混合使用”。
但目前電力系統(tǒng)中使用的直流斷路器的技術(shù)指標(biāo)都是生產(chǎn)廠家在設(shè)備出廠時(shí)提供的數(shù)據(jù)。現(xiàn)場檢修維護(hù)人員因不具備相應(yīng)的檢測手段，難以確認(rèn)直流斷路器安秒特性是否符合要求。而且運(yùn)行實(shí)踐證明，隨著時(shí)間的推移，設(shè)備的安秒特性也會發(fā)生變化，特別是投運(yùn)3年后，設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)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、誤動或越級跳閘，引起其他饋電線路的斷電事故，使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了防止這種事故發(fā)生，有必要對直流系統(tǒng)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(hù)等級配合進(jìn)行分析，從而核對直流系統(tǒng)上下級斷路器之間的級差配合是否合理。
目前國內(nèi)進(jìn)行直流斷路器安秒特性檢測的機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家用于直流空開安秒特性檢測的設(shè)備均為固定設(shè)備，如固定的大電流電源、大型負(fù)載電阻，體積大、重量大，不便于移動檢測，分析儀表均為常規(guī)儀表如電壓表、電流表、示波器等，接線復(fù)雜，使用不便，不適應(yīng)各變電站移動檢測需要。為解決現(xiàn)場對直流斷路器實(shí)際特性檢測的問題，本公司推出了一種適合變電站現(xiàn)場使用、便于攜帶、自動化程度高的“STAS-500A直流斷路器安秒特性測試儀”，可以為運(yùn)行維護(hù)部門提供直流保護(hù)電器動作特性的測試手段，對直流保護(hù)電器的動作特性以及級差配合進(jìn)行校驗(yàn)，以便提高直流系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。STAS-500A直流斷路器安秒特性測試儀是專為變電站試驗(yàn)、檢修、維護(hù)工作而設(shè)計(jì)。滿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(tǒng)的健康水平，避免直流配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)越級跳閘和引發(fā)的大面積停電事故。 
二、 裝置結(jié)構(gòu)
本儀器采用一體化設(shè)計(jì)，高性能工控機(jī)、大尺寸液晶屏，配合鍵盤、觸摸板輸入，操作簡單、使用方便。體積小、重量輕，便于攜帶，適用于變電站現(xiàn)場測試。
儀器面板結(jié)構(gòu)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(jī)，Windows XP操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)參數(shù)曲線圖及數(shù)值。
鍵盤、觸摸板輸入（可外接USB鼠標(biāo)）；5.7寸TFT真彩液晶屏顯示。操作簡單、界面美觀，所有參數(shù)一目了然。
開關(guān)恒流控制技術(shù)，新型功率器件，1A～500A自主設(shè)定恒流輸出，恒流精度高，負(fù)載能力強(qiáng)，可長時(shí)間穩(wěn)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(yīng)速度快，測試精度高，安全可靠。
儀器具有過熱、過流、過壓保護(hù)功能，電磁兼容性好，抗干擾能力強(qiáng)。
測試管理軟件可自動完成直流斷路器的安秒特性的測試，并分析測試數(shù)據(jù)繪制出斷路器保護(hù)特性曲線（安秒曲線）、以及生成報(bào)表輸出。
工控機(jī)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(shè)計(jì)，便于攜帶。
2．主要功能
按照GB10963-1999家用及類似場所用過電流保護(hù)斷路器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定斷路器應(yīng)做脫扣特性試驗(yàn)。
1）時(shí)間-電流特性試驗(yàn)
①從冷態(tài)開始，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(yīng)脫扣。然后在5s內(nèi)把電流穩(wěn)定升至1.45In（約定脫扣電流）的電流，斷路器應(yīng)在約定時(shí)間內(nèi)脫扣。
②從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以2.55In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于1s，并且對于額定電流小于等于63A的斷路器斷開時(shí)間應(yīng)小于60s，對于額定電流大于63A的斷路器斷開時(shí)間應(yīng)小于120s。
2）瞬時(shí)脫扣試驗(yàn)
①對于B型斷路器：從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以3In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于0.1s；然后再從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以5In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)小于0.1s。
②對于C型斷路器：從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以5In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于0.1s；然后再從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以10In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)小于0.1s。
③對于D型斷路器：從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以10In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)大于0.1s；然后再從冷態(tài)開始，對斷路器的各級通以50In的電流，斷開時(shí)間應(yīng)小于0.1s。這兩個(gè)試驗(yàn)均應(yīng)滿足時(shí)間-電流動作特性表。
 

 　　　　　　　　　　　　　　時(shí)間-電流動作特性
注：⑴電流5s內(nèi)穩(wěn)定至設(shè)定值。
⑵冷態(tài)指試驗(yàn)前未帶負(fù)載，而且在基準(zhǔn)的校準(zhǔn)溫度下進(jìn)行。
四、 技術(shù)指標(biāo)
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(shù)：< 2%
輸出電流穩(wěn)定性：≤±1%
時(shí)間記錄范圍：1ms～1000s
zui小時(shí)間分辨率：0.1ms
操作方式：鍵盤、觸摸板（可外接USB鼠標(biāo)）
外形尺寸：530mm×470mm×200mm
儀器重量：25kg
儀器外殼：鋁合金儀表箱
五、 操作說明
1． 測試準(zhǔn)備
將儀器平穩(wěn)放置在臺面上，然后取出附件包中的大電流線將直流斷路器與儀器的背后的正負(fù)接線柱連接起來。若直流斷路器為雙聯(lián)開關(guān)，則需要用附件中的短接線將直流斷路器的一端短接起來。插上電源線，開啟儀器背后的電源開關(guān)，儀器正常開機(jī)后初始化WindowsXP操作系統(tǒng)，并自動運(yùn)行直流斷路器安秒特性測試系統(tǒng)。
2．界面介紹

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

2）菜單欄，單擊菜單欄的每一項(xiàng)都可打開下級子菜單。“文件”項(xiàng)下級菜單中可執(zhí)行打印功能，包括打印預(yù)覽，打印設(shè)置和退出（如圖2）；“設(shè)置”項(xiàng)在主界面下無效，在測試界面中才可設(shè)置斷路器準(zhǔn)備時(shí)間和通訊設(shè)置（如圖3）；“操作”項(xiàng)為該軟件可執(zhí)行的各項(xiàng)功能（如圖4）；“查看”項(xiàng)的下級菜單可執(zhí)行工具欄和狀態(tài)欄的顯示和隱藏（如圖5）；“幫助”項(xiàng)為該軟件的的版本號。
3）工具欄，為該軟件的可執(zhí)行的各項(xiàng)功能，用戶可直接點(diǎn)
擊工具欄上的圖標(biāo)打開，也可執(zhí)行菜單欄中“操作”項(xiàng)的下級菜單打開。
4）工作窗口，在主界面中工作窗口為歡迎界面，當(dāng)點(diǎn)擊工具欄上的各項(xiàng)功能后，工作窗口會相應(yīng)的改變或彈出對話框。
3. 測試方法
直流斷路器安秒特性測系統(tǒng)是集設(shè)備信息管理與現(xiàn)場測試為一體的系統(tǒng)，方便用戶管理不同廠家不同型號的直流斷路器的設(shè)備信息與詳細(xì)的測試記錄。用戶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)廠家，型號和基本參數(shù)信息添加到系統(tǒng)的廠站管理和設(shè)備管理中，然后在測試界面中的“廠家名稱”和“斷路器編號”里進(jìn)行選擇，zui后設(shè)置好測試方式和實(shí)驗(yàn)電流比就可以進(jìn)行測試，具體方法如下：
1) 添加廠站信息
點(diǎn)擊工具欄上的廠站管理圖標(biāo)（或點(diǎn)擊“操作”項(xiàng)下級菜單“廠站管理”）會彈出廠站管理的對話框如圖6所示，對話框內(nèi)會以表格的形式顯示各廠站的信息，對話框的下方有“添加”、“修改”、“刪除”、“確定”、“取消”等操作按鈕。

圖6 廠站管理
點(diǎn)擊“添加”按鈕會彈出如圖7所示對話框，用戶可以在對話框中填寫待測斷路器的生產(chǎn)廠家以及等信息如圖8所示。

填寫完成后點(diǎn)擊“添加”按鈕即可完成廠站信息的添加，如圖9所示。

另外在該界面中，用戶還可以對已添加的廠站信息進(jìn)行修改和刪除。若用戶需要修改已存的廠站信息，首先選中需要修改的廠家，然后點(diǎn)擊“修改”按鈕，在彈出的對話框中對廠站信息進(jìn)行修改（注意廠站名無法修改），修改完廠站信息后，點(diǎn)擊“修改”即保存修改后的廠站信息，點(diǎn)擊“取消”則不保存。若用戶需要刪除站點(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(shè)備管理圖標(biāo)（或點(diǎn)擊“操作”項(xiàng)的下級菜單“設(shè)備臺賬”）會彈出設(shè)備管理的對話框如圖10所示。對話框內(nèi)會以表格的形式顯示設(shè)備的信息，對話框的下方有“添加”、“修改”、“刪除”、“確定”、“取消”等按鈕。

點(diǎn)擊“廠站設(shè)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“廠站3”（如圖11），列表中設(shè)備信息也隨之改變，

然后點(diǎn)擊“添加”按鈕，在彈出的圖12的對話框中填寫設(shè)備信息。“編號”、“啟用日期”、“備注”等用戶可隨意輸入，“品牌”、“產(chǎn)品號”、“類型”等參數(shù)用戶則需要參照被測斷路器上的廠家給出的標(biāo)注進(jìn)行填寫（如圖13所示）。參數(shù)設(shè)置完成后點(diǎn)擊“確定”完成設(shè)備型號的添加,如圖14所示。

另外在該界面中用戶還可以對已添加的設(shè)備信息進(jìn)行“修改”和“刪除”。若用戶需要修改設(shè)備信息，首先選中需要修改的設(shè)備編號，然后點(diǎn)擊“修改”按鈕，在彈出的對話框中對斷路器參數(shù)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(shè)備信息，點(diǎn)擊“取消”不修改。用戶需要刪除設(shè)備信息，選中一條設(shè)備信息然后點(diǎn)擊“刪除”，在彈出的對話框中點(diǎn)擊“是”即可刪除，點(diǎn)“否”則不刪除。

3) 現(xiàn)場測試
點(diǎn)擊工具欄上的現(xiàn)場測試圖標(biāo)（或點(diǎn)擊“操作”菜單項(xiàng)的下級菜單“現(xiàn)場測試”）會顯示現(xiàn)場測試的工作界面如圖15所示。


圖15現(xiàn)場測試界面
該界面的工作窗口主要分5個(gè)區(qū)：信息區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、狀態(tài)區(qū)、操作按鈕、曲線圖。
信息區(qū)：該區(qū)域主要顯示被測斷路器的基本參數(shù)，用戶需要填寫測試單位和測試人姓名，在“廠站名稱”和“斷路器編號”選項(xiàng)卡中可以選擇已存的所有不同廠家不同型號的斷路器。 
數(shù)據(jù)區(qū)：該區(qū)域用戶需要選擇測試方式：抽點(diǎn)測試和全點(diǎn)測試。抽點(diǎn)測試是根據(jù)測試需要由用戶根據(jù)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(shù)據(jù)分5類（如圖16）：序號、開始時(shí)間、實(shí)驗(yàn)電流比、測試時(shí)長和

圖16 抽點(diǎn)測試數(shù)據(jù)                                                           圖17 全點(diǎn)測試數(shù)據(jù)
電流值。全點(diǎn)測試是用戶根據(jù)被測試直流斷路器的額定電流，依次設(shè)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(shù)倍，一般微型斷路器從3In開始，塑殼斷路器從5In開始，然后依次增加，當(dāng)被測試直流斷路器連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)瞬時(shí)分?jǐn)嗵卣鲿r(shí)，測試結(jié)束。若選擇全點(diǎn)方式后表格上顯示的測試數(shù)據(jù)分7類（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通過設(shè)置電流比來設(shè)置電流值，電流值區(qū)域會根據(jù)用戶輸入的電流比顯示對應(yīng)的電流值。


狀態(tài)區(qū)：該區(qū)域會實(shí)時(shí)顯示儀器當(dāng)前狀態(tài)，已運(yùn)行時(shí)間，斷路器準(zhǔn)備時(shí)間。“運(yùn)行提示”部分會根據(jù)用戶的按鍵操作顯示相應(yīng)的工作狀態(tài)，“已運(yùn)行時(shí)間”為測試時(shí)點(diǎn)擊開始測試后通電流到斷路器斷開之間測試時(shí)間，“斷路器準(zhǔn)備時(shí)間”為指兩次測試之間等待時(shí)間，默認(rèn)為180秒，用戶可自己設(shè)置。如圖18所示
點(diǎn)擊“設(shè)置”下級菜單中的“斷路器準(zhǔn)備時(shí)間”就會彈出該對話框，先刪除上面顯示的時(shí)間值，然后輸入需要設(shè)置的時(shí)間，點(diǎn)擊確定設(shè)置完成。
操作按鈕：該區(qū)域包括“保存數(shù)據(jù)”、“重新開始”、“開始測試”、“人工終止”、“通信自檢”五個(gè)功能。“人工終止”用于測試過程異常時(shí)手動停止測試，“通信自檢”用于檢測工控機(jī)與控制器之間是否連接正常。
曲線圖：該區(qū)域顯示測試電流和分?jǐn)鄷r(shí)間的曲線關(guān)系，曲線縱坐標(biāo)為時(shí)間軸，采用對數(shù)坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為電流倍數(shù)。
在斷路器信息區(qū)域用戶需要輸入測試單位名稱和測試者姓名，然后選擇之前添加的被測斷路器型號，點(diǎn)擊“廠站名稱”右邊的下三角按鈕，如圖19在彈出的下拉列表中選擇“廠站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(shù)信息就會相應(yīng)的顯示出來。


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(shè)置好斷路器信息，輸入實(shí)驗(yàn)電流比，點(diǎn)擊“通信自檢”按鈕會彈出一個(gè)對話框顯示通信正常如圖22所示。
步驟2：點(diǎn)擊“開始測試”按鈕，“開始測試”按鈕變成灰色，狀態(tài)欄提示開始測試，運(yùn)行時(shí)間開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過一段時(shí)間后，被測試直流斷路器自動斷開，表格上顯示序號1詳細(xì)測試結(jié)果，斷路器準(zhǔn)備時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)，曲線圖上顯示測試結(jié)果坐標(biāo)點(diǎn)（如圖23）。 
步驟3：等待斷路器準(zhǔn)備時(shí)間結(jié)束，“開始測試”按鈕恢復(fù)正?？衫^續(xù)測試，用戶需閉合被測試直流斷路器，重復(fù)步驟1-2，直到操作者認(rèn)為可以結(jié)束測試為止。



5）全點(diǎn)測試
步驟 1：設(shè)置好斷路器信息，輸入實(shí)驗(yàn)電流比，點(diǎn)擊“通信自檢”按鈕會彈出一個(gè)對話框顯示通信正常如圖22所示。
步驟2：點(diǎn)擊“開始測試”按鈕，“開始測試”按鈕變成灰色，狀態(tài)欄提示開始測試，運(yùn)行時(shí)間開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過一段時(shí)間后，被測試直流斷路器自動斷開，表格上顯示序號1的測試結(jié)果，其中T1項(xiàng)顯示測試值，斷路器準(zhǔn)備時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)。 
步驟3：等待斷路器準(zhǔn)備時(shí)間結(jié)束，“開始測試”按鈕恢復(fù)正常即可繼續(xù)測試，重復(fù)步驟2，當(dāng)T3項(xiàng)顯示測試值，曲線圖上出現(xiàn)一個(gè)測試坐標(biāo)點(diǎn)（如圖24），該測試點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于該電流下三次斷開時(shí)間的平均值。
步驟 4：輸入值加1后的實(shí)驗(yàn)電流比，重復(fù)2-3的步驟。
步驟5：重復(fù)步驟4，當(dāng)直流斷路器連續(xù)出現(xiàn)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。
測試的過程中若遇到異?，F(xiàn)象時(shí)應(yīng)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，用戶可以點(diǎn)擊“保存數(shù)據(jù)”按鈕保存測試結(jié)果。
用戶也可點(diǎn)擊“重新開始”按鈕清除測試結(jié)果重新測試。

4. 記錄查詢
直流斷路器安秒特性測試系統(tǒng)除現(xiàn)場測試功能外，還能即時(shí)保存詳細(xì)的測試記錄，方便用戶管理查詢。

點(diǎn)擊工具欄上的記錄查詢圖標(biāo)（或點(diǎn)擊“操作”項(xiàng)的下級菜單“記錄查詢”）會彈出記錄查詢的對話框如圖24所示。
該界面左邊的工作區(qū)上的廠站信息列表里保存了已添加的所有廠家不同型號的直流斷路器的詳細(xì)的測試資料。點(diǎn)擊廠家前面的小+號可展開廠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(xì)測試資料（如圖25所示），所有測試的參數(shù)信息加上安秒特性曲線，界面簡單直觀，一目了然，用戶可隨意查看。在實(shí)驗(yàn)結(jié)論區(qū)域，用戶可以對實(shí)驗(yàn)結(jié)論加以說明保存。點(diǎn)擊“輸出報(bào)表”可以將實(shí)驗(yàn)結(jié)果生成word文檔加以保存。若儀器連接了打印機(jī)，執(zhí)行菜單欄中的“文件”下級菜單中的打印即可打印測試結(jié)果。


六、 注意事項(xiàng)
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(jié)束工作后需拆卸下大電流線并放入附件包中妥善保管。
5．等系統(tǒng)正常關(guān)機(jī)后，才能關(guān)閉儀器背后的電源開關(guān)。
七、 保管運(yùn)輸
1．該儀器裝置屬于精密電子產(chǎn)品，應(yīng)放于溫度-30～70℃，相對濕度不超過90%，且空氣中不含有足以引起腐蝕的氣體。
2．校驗(yàn)儀的運(yùn)輸，應(yīng)避免劇烈振動和撞擊，并防止雨雪浸濕。

八、 附件清單