如测量人员技术不熟练，量具使用不当或者视力较差等原因引起的测量误差。1）随机误差及其处理随机误差是指在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝对值和符号没有确定变化规律的误差。④抵偿性随着测量次数的增多，随机误差的算术平均值趋于零。实验对比法是用不同的仪器进行测量，通过对比测量结果发现系统误差的方法。......
2023-06-15
测量试验数据与结果的优化处理方法
【摘要】：现代开断能力试验中，很多将计算机辅助测试系统用于大容量试验，该系统包括传感部分、转换环节、隔离保护、波形采集记录装置、打印输出等部分，数据采用微机处理系统来测量试验中所需要的结果。采用数字信号后，可以提高测量的精度和可靠性。
1.试验数据的测量
试验中测量的参数是确定断路器开断能力和分析断路器内部情况的依据，试验断路器短路开断能力的方法很多，无论采用何种方法，至少应测以下参数。
单相或三相短路电流，单相或三相工频恢复电压波形，断路器的动作时间和燃弧时间，行程和动触头的动作速度。电流过零前后电弧电压以及瞬态恢复电压的波形、电流过零前后短路电流与弧后电流的波形等。
图5-1为三相短路合、分操作过程中的典型示波图。
随着科学技术的发展，测量仪器设备水平越来越进步，测量手段不断更新。现代开断能力试验中，很多将计算机辅助测试系统用于大容量试验，该系统包括传感部分、转换环节、隔离保护、波形采集记录装置、打印输出等部分，数据采用微机处理系统来测量试验中所需要的结果。数字处理系统的过程是，用计算机记录从传感器输入的信号，并把模拟输入变成数字形式，然后对数据进行处理，在输出打印报告的同时，给出波形图。数据还可以储存。采用数字信号后，可以提高测量的精度和可靠性。这种系统的特点是，数字化信号采集、多通道、大容量信息、高频率响应，很强的前后处理功能。数字化光纤系统的采用，在具有强烈干扰的试验室内，仍可满意地工作。
图5-1 三相短路合、分操作的典型示波图
uA—首开相电压 uB、uC—其他两相电压 iA—首开相电流 iB、iC—其他两相电流 t1—断路器一相中有电流通过 t2—三相均有电流通过 t3—各相触头中均已出现电弧 t4—三相电路开断，电弧熄灭 t5—各相瞬态恢复电压均已消失
2.试验结果的处理
（1）正常开断短路电流的判断
可从下列现象判断电流是否正常开断：在示波图上明显表示短路电流已被开断；断路器的动作时间正常，不出现触头熔焊、速度下降的现象；试验过程中，外观上不出现工作过重的异常现象；在试验之后，不应该有妨碍被试断路器继续使用的严重损伤，例如：瓷绝缘件和非易损件的损坏。
如果开断失败，应该从所观察的外观现象，和所记录的示波图能诊断失败的原因。导致断路器开断失败的原因很多，有时可以从瞬态恢复电压波形和剩余电流的波形进行研究并作出判断。
电弧电流过零后的重燃有热重燃与重击穿两种可能性，前者决定于弧后电流对弧隙输入能量的条件，后者决定于触头间隙间介质强度的恢复情况。重击穿一般发生在接近恢复电压峰值的区域。如果发生重击穿现象，就应该提高触头的分离速度或改善灭弧装置的排气通道。试验中应能分析弧后重燃的原因。
图5-2示出断路器电流过零后热复燃的典型波形。复燃时，在电流过零区间，瞬态恢复电压曲线是平滑地变化的。
在断路器开断能力试验中，也可能发生图5-3所示的重击穿现象，即击穿发生在瞬态恢复电压峰值之后。
图5-2 热复燃时电流电压的典型波形
a）电流波形 b）触头间的电压波形
（2）从示波图上确定开断电流值或关合电流值
图5-4为断路器合、分操作时的电流波形图。
图5-3 过暂态恢复电压峰值后产生重击穿的电压波形
图5-4 合、分过程的电流波形
BX—短路电流零线 AA′、BB′—短路电流包络线 CC′—周期分量零线 DD′—根据 CC′得出的周期分量有效值 EE′—触头分离瞬间 Iac—EE′瞬间，周期分量峰值 Idc—EE′瞬间，非周期分量幅值
由图5-4的波形可以得到断路器的关合电流为IMC。断路器开断电流分别用周期分量（交流分量）有效值与非周期分量（直流分量）百分数两个参数来表示（非周期分量百分数为Idc/Iac×100%）。
三相试验时，用各相开断电流中交流分量有效值的平均值及各相中直流分量最大的一相的直流分量百分数来表示。
这些参数都可根据图5-4的示波图通过计算得出。
（3）从示波图可以确定工频恢复电压值
图5-5为三相短路开断时的工频恢复电压示波图。
工频恢复电压数值是根据各相电弧全部熄灭后的1/2f到1/f的时间间隔内，由示波图中工频恢复电压波形的第二个半波的波峰到第一和第三半波波峰连线的垂直距离，即图5-5中的UA、UB、UC确定的。
图5-5 三相短路开断时的工频恢复电压
00′—各相电弧均已熄灭时刻 G1G1′—各相电弧熄灭后1/2f的时刻 G2G2′—各相电弧熄灭后1/f的时刻 UA、UB、UC—各相工频恢复电压峰值的两倍 f—工频恢复电压频率
各相工频恢复电压有效值为
三相断路器工频恢复电压有效值Upr可由下式决定，即
三相断路器进行三相试验时，工频恢复电压也可用线电压有效值表示，其值为
。
（4）从示波图可确定瞬态恢复电压
根据示波图得出的瞬态恢复电压波形，可以得出瞬态恢复电压的有关参数，确定方法详见交流高压断路器国家标准GB1984—2003。
（5）从示波图上可以确定动作时间、燃弧时间及短路电流的频率
图5-6为用电磁示波器所记录的示波图。图中1～4的时间为分闸时间；1～5的时间为开断时间；4～5为燃弧时间。当量得1～4、1～5及4～5的坐标长度后，即可以从500Hz频率波上读出或计算出时间。短路电流的频率为短路电流一周波内所含的500Hz标准时间波的周波除500所得的商。频率的允许偏差为±10%。从图5-6中的d线可以计算触头的运动速度。
图5-6 根据示波图确定动作时间及燃弧时间
a）500Hz计时用 b）分闸电磁铁中电流 c）短路电流 d）测量运动速度波形
1—分闸电磁铁开始通电 2—断电 3—动触头开始运动 4—动、静触头分离 5—电弧熄灭瞬间
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