ПКВ/М5Н — прибор контроля высоковольтных выключателей

Назначение:

Прибор ПКВ/М5 предназначен для безразборного контроля и измерения временных и скоростных характеристик масляных, вакуумных, элегазовых выключателей имеющих до трех разрывов на полюс.

Достоинства прибора ПКВ/М5:

• расширенные функциональные возможности;
• увеличенное количество измеряемой информации о состоянии выключателя;
• повышенная точность измерений;
• адаптированность ко всем типам масляных и электромагнитных выключателей;
• простота и надежность обслуживания;
• расширенный температурный диапазон эксплуатации;
• высокая помехозащищенность.

Функциональные возможности прибора ПКВ/М5:

Прибор ПКВ/М5 позволяет измерять три группы параметров выключателя:

• временные (времена включения-отключения по каждому полюсу, полное время движения траверсы, разновременность);
• скоростные (скорость движения траверсы в моменты включения-отключения либо на заданном расстоянии от этих моментов, максимальную скорость, скорость в любой точке движения);
• параметры хода (величину хода до момента включения, величину вжима, полный ход).

Благодаря двум датчикам, линейному ДП11 и угловому ДП21, контролю доступны все выключатели, скорость для которых измерялась ранее вибрографом с линейкой либо с сектором. Временные затраты на получение цифровых значений времени, хода и скорости для одного цикла (если из них исключить приблизительно равные времена для установки на выключателе датчика или вибрографа) можно оценить:

• для прибора - 5 с.
• для вибрографа - 5 мин...5 ч.

То есть, автоматизация измерений значительно ускоряет контроль и позволяет оставить в прошлом и сам виброграф, и все мучения получения и обработки виброграмм.

Запуск выключателя при его контроле может производиться как дистанционно - диспетчером, так и от кнопки "Пуск", расположенной на передней панели прибора. Местный пуск, безусловно, представляет большое удобство и экономит время.

Измеренные параметры выключателя по каждому циклу теперь не нужно переписывать с дисплея на бумагу, так как их можно занести в одну из шестидесяти трех ячеек внутренней энергозависимой памяти и сохранять до возвращения с объекта. В офисе прибор может быть подключен к компьютеру либо к принтеру для передачи результатов контроля в архив и распечатки для протокола.

Автоматическое документирование параметров выключателя исключает возможность их последующей корректировки и тем самым повышает достоверность произведенного ремонта.

Дополнительно прибор может быть использован в режиме "Линейка и угломер" для измерения линейных перемещений в диапазоне 0 - 900 мм и угловых - в диапазоне 0-360°. Разрешающая способность соответственно равна 0,5 мм и 5,4 угловых минуты.

Увеличение измеряемой информации

Увеличение информации о состоянии выключателя, безусловно, полезно, так как позволяет точнее диагностировать неисправные узлы и сократить время ремонта.

Цифровая информация, получаемая прибором, сведена в две таблицы. В первую, вызываемую на экран дисплея однократным нажатием кнопки, включены основные параметры выключателей (рис. 2).

При повторном нажатии кнопки на экран может быть выведена вторая таблица, куда вошли:

• разновременность включения-отключения между полюсами;
• "отскок" траверсы при остановке;
• "перелет" траверсы в конце движения.

Последние параметры необходимо измерять для электромагнитных выключателей.

Графическая информация представлена тремя графиками:

• скорость в зависимости от хода [V = f(S)];
• скорость в зависимости от времени [V = f(t)] и ход в зависимости от времени [S = f(t)] на том же экране.

В обоих случаях на экране отображается также и процесс замыкания-размыкания контактов по трем полюсам (рис. 3).

Графическая форма представления обеспечивает наглядность и оперативность анализа особенностей движения траверсы, дребезга контактов и состояния буфера. Например, на рис. 1 большие колебания знака скорости в конце хода (спираль) характеризуют неисправность масляного буфера выключателя. Более мелкие особенности графика можно рассмотреть, перейдя на подробный масштаб изображения на дисплее. На рис. 3 подробный масштаб участка длительностью 10 мс позволяет рассмотреть дребезг контактов. Вертикальная линия на графике - это курсор, движением которого влево - вправо можно управлять с помощью двух кнопок. В левом углу дисплея отображаются значения параметров по концам участка графика, а в правом - координаты точек пересечения курсора и графика: скорость, ход, время, замкнуто-разомкнуто.

Высокая точность измерения

Точность измерения временных параметров задана высокой стабильностью кварцевого генератора. Дискретность же их отсчета выбрана равной 0,1 мс, что перекрывает существующие требования по точности и обеспечивает четкую фиксацию дребезга контактов.

Дискретность отсчета хода определяется конструкцией датчиков и равна 0,5 мм для линейного перемещения и 5,4 угловых минут - для углового. Но суммарная погрешность определения хода включает несколько составляющих, в том числе и определяемых конструкцией выключателя, поэтому максимальная результирующая погрешность хода для линейного датчика достигает 1 мм, а для углового - 2...3 мм.

Скорость движения определяется как частное от деления значения пути 0,5 мм на время, за которое этот путь проходит траверса. То есть скорость определяется во всех точках движения через каждые 0,5 мм. Получаемая при этом кривая содержит различные случайные не информативные колебания, которые при дальнейшей автоматической обработке сглаживаются, например, методом скользящего усреднения по четырем точкам и т.п.

Верхняя граница диапазона измерения скорости выбрана в 20м/с, что перекрывает значения скорости для всех типов выключателей. Погрешность же измерений не превышает 2% во всем диапазоне скоростей существующих выключателей.

Адаптированность прибора

Под адаптированностью понимается способность прибора работать с любыми масляными и электромагнитными выключателями без проблем для ремонтного персонала.

Пользователю не нужно думать, как закрепить датчик на конкретном выключателе: об этом уже подумали конструкторы и снабдили прибор необходимыми крепежными приспособлениями.

Кроме того, на каждый тип выключателя подготовлены методические указания с инструкцией по установке датчика (и фотографией) и описанием операций, которые нужно выполнить именно для этого типа выключателей.

Аналогично прибор адаптирован и к выключателям, у которых доступно контролю только угловое перемещение (ВМТ-220, ВМ-35, ВК-10 и др.). В постоянной памяти хранятся кинематические схемы всех этих выключателей, и процессор пересчитывает по ним значения скорости и хода для контактов. Кроме того, так как заводские инструкции на эти выключатели ориентированы на контроль посредством вибрографа с сектором, то рассчитываются значения скорости и для сектора.

Простота и надежность обслуживания

При разработке ПКВ/М5Н ставилась задача создания простого в обращении, но с большими возможностями прибора. Ремонтный персонал невысокой квалификации может ограничиться измерением паспортных параметров. Подготовленный же пользователь использует все возможности прибора для углубленного контроля выключателя.

Управление работой прибора осуществляется с помощью шести кнопок, расположенных на его передней панели, и дисплея, на котором отображаются различные режимы прибора, подсказки пользователю (рис. 4) и результаты измерений (рис. 2; 3).

В процессе разработки конструкторами были рассмотрены различные ситуации, возникающие при эксплуатации прибора. Любая недоработка может обернуться в дальнейшем либо просто неудобством, как, например, ухудшение читаемости экрана при ярком солнце, либо дополнительными потерями времени на устранение ошибок подключения, либо даже привести к поломке прибора. Для выявленных проблем были найдены решения, пусть даже путем внутреннего усложнения прибора, и пользователь теперь может вовсе не догадываться о них.

Например, выбранный жидкокристаллический дисплей в отличие от других типов даже увеличивает яркость изображения на солнце; при плохой же освещенности его заменяет внутренняя подсветка.

Широкодиапазонный источник питания прибора (Vcети = 90...245 В постоянного либо переменного напряжения) избавляет от забот по установке нужного диапазона напряжения и от неприятных последствий, если про это будет забыто.

Гальванически развязанные входы трех каналов, к которым подключаются кабели от контактов трех полюсов выключателя, позволяют не беспокоиться о перепутывании полярности подключения каждого кабеля, а индивидуальная расцветка для них обеспечивает простой визуальный контроль соответствия полюсов и каналов даже на больших (У-220 и т.п.) выключателях.

Типоразмеры разъемов прибора выбраны таким образом, что абсолютно исключается возможность перепутывания входов и выходов. Для сокращения времени подсоединения кабелей разъемы выбраны врубной (без резьбы) конструкции.

Местный пуск выключателя от прибора, облегчив жизнь ремонтного персонала, вызвал "головную боль" конструкторов, так как ошибки подключения прибора к катушкам электромагнитов в большинстве случаев выводят из строя силовой коммутатор прибора. Наиболее распространенные ошибки:

• подключение кабеля от прибора не на катушку, а на короткое замыкание;
• то же, но подключение в сеть;
• запитывание прибора от линейного напряжения 380 В;
• подключение кабеля от прибора не на катушку контактора, управляющего соленоидом, а непосредственно на катушку соленоида.

Для нейтрализации первых трех ошибок введены быстродействующие защиты по току и напряжению со звуковой оповещательной сигнализацией и выводом на дисплей соответствующего сообщения. И лишь защита от ошибочного подключения к катушке соленоида пока практически не реализована из-за слишком высокой цены средств защиты. Правда, поломка прибора в этом случае менее вероятна, так как для этого нужно еще ухитриться перепутать кабели местного и дистанционного пуска.

Холодостойкость прибора

Учитывая климатические пояса России и необходимость ремонта выключателей после аварий в любое время года, холодоустойчивость приборов контроля является актуальной.

Для ПКВ/М5Н элементная база выбиралась исходя из условия работоспособности вплоть до температуры -40 ... -60°С. Но жидкокристаллических дисплеев на такую температуру эксплуатации не существует. Их быстродействие быстро падает уже при +5°С. Поэтому была разработана система подогрева и регулирования температуры дисплея, позволившая отодвинуть нижнюю границу до -25 ... -30°С. Время выхода дисплея на рабочий режим после многочасовой выдержки прибора при температуре -30°С не превышает 30 мин. Верхнее значение температуры эксплуатации прибора равно +40°С в тени.

Большую проблему на холоде создают кабели с изоляцией из ПВХ, становясь жесткими и хрупкими. Для решения этой проблемы были разработаны и изготовлены кабели с изоляцией из силиконовой резины, температурный диапазон эксплуатации которой составляет -60 ... +180°С. Новые кабели не теряют своей гибкости и легко разматываются и сматываются при любом морозе.

Конструкция и комплектность

ПКВ/М5Н конструктивно оформлен в корпусе, аналогичном корпусу предыдущих моделей, и имеет габариты 325х290х140 мм и вес около 5 кг.

В комплект прибора входят:

• датчики линейного и углового перемещения;
• приспособления для закрепления датчиков на выключателях (под конкретный заказ);
• восемь присоединительных кабелей;
• провод заземления со струбциной;
• переходник от клеммника к розетке;
• эксплуатационная документация;
• дискета с программой для компьютера.

Все принадлежности, кроме измерительного стержня к датчику ДП11, размещаются в укладочном ящике с габаритами 450х270х190 мм и весом до 8 кг.

Метрология и гарантии

Эксплуатационная документация на приборы оформляется в соответствии с требованиями ГОСТа 27300-87 и содержит техническое описание, инструкцию по эксплуатации, инструкцию по калибровке и формуляр.

Каждый прибор в соответствии с Законом Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений" при выпуске подвергается метрологической калибровке. Результаты калибровки заносятся в формуляр прибора. В формуляре указывается также гарантия и срок очередной калибровки.

На ПКВ/М5Н дается гарантия сроком на два года с бесплатным ремонтом при неисправностях, возникших по вине изготовителя. Послегарантийное техобслуживание выполняется по мере необходимости и заявкам пользователей.

Благодаря автоподстройке приборы не нуждаются ни в каких регулировках в процессе эксплуатации, кроме регулировки контрастности дисплея для наилучшего качества изображения. Использованные эталоны имеют высокую временную и температурную стабильность, гарантирующую постоянство метрологических характеристик приборов. В связи с этим межкалибровочный интервал установлен сроком в три года. Имеются предпосылки его увеличения в дальнейшем.

Приборы отгружаются потребителю упакованными в прочные ящики из многослойной фанеры с амортизирующими пенопластовыми вкладышами и влагозащитой, что позволяет перевозить их любым видом транспорта. Габариты тары - 1118х480х380 мм, брутто - до 30 кг.