專利名稱：塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置和實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓電器領(lǐng)域內(nèi)可靠性試驗(yàn)裝置，特別是一種塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn) 裝置和實(shí)現(xiàn)方法。該裝置可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)穩(wěn)流，還能自動(dòng)完成整個(gè)塑 殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄和故障數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄，并能實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)屏蔽故障試驗(yàn)樣品，而不影響其它試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
塑料外殼式斷路器(以下簡(jiǎn)稱塑殼斷路器)是低壓電器中的重要設(shè)備，用于低壓配電回 路、電動(dòng)機(jī)或其它用電設(shè)備中保護(hù)電氣線路及設(shè)備的安全。當(dāng)電氣線路或用電設(shè)備發(fā)生過(guò)載、 短路等故障時(shí)，其脫扣器能及時(shí)動(dòng)作，可靠地將電路切斷；當(dāng)電氣線路或用電設(shè)備處于正常 狀態(tài)時(shí)，它的主觸頭能可靠接通電路，其脫扣器不應(yīng)誤動(dòng)作。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)塑殼斷路器需求的數(shù)量日益增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)塑殼斷路器的性能、質(zhì)量要求 越來(lái)越高,要求塑殼斷路器的出廠必須經(jīng)過(guò)更完善的出廠調(diào)試與試驗(yàn)，如果它的可靠性不高， 尤其是過(guò)載保護(hù)性能不符合生產(chǎn)和生活的需要，會(huì)給用戶帶來(lái)很大的影響，甚至造成嚴(yán)重的 經(jīng)濟(jì)損失。
塑殼斷路器的過(guò)載特性是指低壓斷路器脫扣特性應(yīng)符合以下規(guī)定當(dāng)試驗(yàn)電流等于1.05 倍額定電流時(shí)，脫扣器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)不動(dòng)作；當(dāng)試驗(yàn)電流等于1.3倍額定電流時(shí)，脫扣 器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)試驗(yàn)電流等于3.0倍額定電流時(shí)，脫扣器在規(guī)定的很短的時(shí)間 內(nèi)應(yīng)不動(dòng)作，緊接著通試驗(yàn)電流等于0.9倍額定電流時(shí)，脫扣器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)不動(dòng)作。
目前，在本試驗(yàn)裝置所涉及的相關(guān)技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外的研究主要有以下幾方面1) 80 年代末，美國(guó)Engelhowd公司的電器觸點(diǎn)磨損試驗(yàn)站，按照IEC158-1的要求對(duì)各種類型的接 觸器進(jìn)行試驗(yàn)，主回路的接通與分?jǐn)嘤捎?jì)算機(jī)通過(guò)固態(tài)繼電器控制傳統(tǒng)的開關(guān)實(shí)現(xiàn)，按照 不同的時(shí)序，控制相應(yīng)的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)各種使用類別的接觸器電壽命試驗(yàn)，不能進(jìn)行過(guò)載特 性試驗(yàn)；2)美國(guó)西屋公司與發(fā)展中心研制出參數(shù)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以檢測(cè)試 驗(yàn)電壓、電流等參數(shù)，共有10個(gè)檢測(cè)通道，采樣間隔77ns，測(cè)試精度1%，但是，該設(shè)備只 能用于參數(shù)檢測(cè)，不能控制試驗(yàn)的過(guò)程；3)國(guó)內(nèi)，陸儉國(guó)、李志剛教授主編的《電器試 驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)方法》和陸儉國(guó)、張乃寬教授主編的《機(jī)床電器檢驗(yàn)測(cè)試手冊(cè)》等論著中對(duì) 斷路器過(guò)載特性校驗(yàn)的一般方法進(jìn)行了論述。4)在塑料外殼式斷路器壽命實(shí)驗(yàn)裝置中，設(shè) 計(jì)了一種以氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)斷路器手柄的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的合/分閘操作的試驗(yàn)裝置， 該裝置實(shí)現(xiàn)了一種"軟"操作,但試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)觸頭狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能。5)在對(duì)塑料外殼式斷路器 進(jìn)行瞬動(dòng)脫扣試驗(yàn)的瞬動(dòng)脫扣試驗(yàn)臺(tái)中，設(shè)有峰值電流檢測(cè)裝置，采用檢測(cè)試驗(yàn)電流峰值 的方法測(cè)出瞬動(dòng)試驗(yàn)電流，同時(shí)解決了脫扣器的動(dòng)作時(shí)間的測(cè)量問(wèn)題。6)上海電器科學(xué)研 究所對(duì)塑料外殼式斷路器進(jìn)行可靠性試驗(yàn)所用的試驗(yàn)裝置只能進(jìn)行操作特性可靠性方面的 試驗(yàn)，對(duì)于脫扣器保護(hù)功能的檢驗(yàn)是用常規(guī)的試驗(yàn)設(shè)備以中間檢測(cè)和試后校驗(yàn)的方法進(jìn)行。為了保障和提高低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量，確保塑殼斷路器的過(guò)載可靠性，迫切需要一種采 用計(jì)算機(jī)直接控制和檢測(cè)技術(shù)的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置和實(shí)現(xiàn)方法，該裝置可以 實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)穩(wěn)流，還能自動(dòng)完成整個(gè)塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)，實(shí) 現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄和故障數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)屏蔽故障試驗(yàn)樣品，而不影 響其它試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)。該試驗(yàn)裝置還能進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的輸出與打印,是一個(gè)可自動(dòng)控制和 記錄的試驗(yàn)裝置。
本發(fā)明提供的一種塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)的裝置包括硬件與軟件兩部分，軟件部 分由運(yùn)行參數(shù)顯示與修改模塊、文件處理模塊、調(diào)試試驗(yàn)?zāi)K、過(guò)載特性循環(huán)試驗(yàn)?zāi)K組 成；硬件部分由工控機(jī)、試驗(yàn)電壓與電流檢測(cè)電路、控制電路、試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路、 大電流產(chǎn)生電路、電流擋位調(diào)節(jié)電路、平衡回路切換電路組成。工控機(jī)由顯示器、計(jì)算機(jī) 主機(jī)、鍵盤構(gòu)成，計(jì)算機(jī)通過(guò)總線接口與試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路、控制電路、試驗(yàn)樣品 狀態(tài)檢測(cè)電路相連，控制電路、試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路、大電流調(diào)節(jié)電路、電流擋位調(diào)節(jié) 電路、平衡回路切換電路與試驗(yàn)樣品相連。
試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路包括電壓互感器、電流互感器、電壓放大器、A/D轉(zhuǎn)換器； 互感器、電壓放大器、A/D轉(zhuǎn)換器依次相連。A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)連接，兩個(gè)試驗(yàn)電源分別 與兩個(gè)電壓互感器連接，回路電流與電流互感器連接。
控制電路包括固態(tài)繼電器、接觸器J1—接觸器J19;其連接方式是計(jì)算機(jī)與固態(tài)繼電 器、接觸器J1一接觸器J19的線圈依次相連。
試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路(4)包括電磁繼電器、光電隔離器、直流電源，其連接方式是 試驗(yàn)樣品的觸頭與電磁繼電器的線圈、直流電源相連，電磁繼電器的觸頭與光電隔離器相
連，光電隔離器再與計(jì)算機(jī)連接。
大電流調(diào)節(jié)電路包括電動(dòng)調(diào)壓器、大電流變壓器、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換器，其連接 方式是電動(dòng)調(diào)壓器的輸入為電源電壓，并與計(jì)算機(jī)"升""降"控制線連接，電動(dòng)調(diào)壓器 的輸出與大電流變壓器的一次側(cè)連接，大電流變壓器的二次側(cè)輸出和塑殼斷路器試驗(yàn)樣品、 電流互感器串聯(lián)連接，電流互感器與試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路連接。
電流擋位調(diào)節(jié)電路包括五個(gè)調(diào)節(jié)擋位，依次為1500/5、 500/5、 150/5、 50/5、 15/5。為 滿足試驗(yàn)精度的要求，采用了兩個(gè)不同變比的電流互感器，用于小電流調(diào)節(jié)和大電流調(diào)節(jié)， 分別為0-400A和0-1500A?？筛鶕?jù)調(diào)試試驗(yàn)要求，選擇相應(yīng)的電流擋位。
接觸器J1—接觸器J19的觸頭與平衡電阻組成平衡回路切換電路，其連接方式是接 觸器J1-J3中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J4并聯(lián)，并與第一試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，接 觸器J5-J7中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J8并聯(lián)，并與第二試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，接 觸器J9-J11中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J12并聯(lián)，并與第三試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接， 第一試驗(yàn)樣品還與大電流調(diào)節(jié)電路(5)中的大電流變壓器相連，第三試驗(yàn)樣品還與電流擋位 調(diào)節(jié)電路(6)相連，再與大電流調(diào)節(jié)電路(5)中的大電流變壓器相連。本發(fā)明提供的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)方法包括的步驟
1) 通以1.05倍的額定電流，然后監(jiān)測(cè)試驗(yàn)樣品的觸點(diǎn)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)塑殼斷路器的 觸點(diǎn)狀態(tài)不發(fā)生改變，試驗(yàn)樣品為正常，當(dāng)塑殼斷路器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)生改 變，試驗(yàn)樣品為故障，可以通過(guò)平衡回路切換電路上的接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行 屏蔽；
2) 對(duì)試驗(yàn)樣品通1.3倍的額定電流，塑殼斷路器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變， 試驗(yàn)樣品為正常，否則試驗(yàn)樣品為故障，通過(guò)接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏蔽；將 試驗(yàn)樣品恢復(fù)至冷態(tài)；
3) 通3.0倍額定電流，塑殼斷路器器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變，試驗(yàn)樣 品為正常，否則塑殼斷路器為故障，通過(guò)接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏蔽；
4) 對(duì)試驗(yàn)樣品通0.9倍的額定電流，塑殼斷路器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改 變，試驗(yàn)樣品為正常，否則試驗(yàn)樣品為故障，通過(guò)接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏蔽；
通過(guò)以上試驗(yàn)過(guò)程，構(gòu)成一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)，對(duì)塑殼斷路器反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)循環(huán) 次數(shù)和試驗(yàn)故障。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果和優(yōu)點(diǎn)
(1) 本發(fā)明的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置能自動(dòng)完成塑殼斷路器可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)， 在試驗(yàn)中不需要人工干預(yù)，縮短了整個(gè)試驗(yàn)時(shí)間。
(2) 本發(fā)明的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置有兩套電源，采用雙電源后，可以縮短不 同試驗(yàn)電流間的轉(zhuǎn)換時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。同時(shí)，還可以進(jìn)行3.0倍額 定電流的可返回特性試驗(yàn)。
(3) 本發(fā)明的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置能夠設(shè)置和修改試驗(yàn)參數(shù)，這些試驗(yàn)參數(shù) 包括1.05倍、1.3倍、3.0倍、0.9倍額定電流、快速等效試驗(yàn)電流及其相應(yīng)試驗(yàn)電流下的試 驗(yàn)時(shí)間。
(4) 本發(fā)明中的試驗(yàn)電流是由計(jì)算機(jī)控制的，當(dāng)試驗(yàn)樣品回路的電阻發(fā)生變化及電源 電壓波動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)電流保持恒定；
(5) 本發(fā)明的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置對(duì)過(guò)載試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)記錄，當(dāng)塑殼 斷路器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄試驗(yàn)時(shí)間，避免了人工記錄試驗(yàn)時(shí)間帶來(lái)的 記錄不準(zhǔn)確等人為因素，便于人們?cè)谠囼?yàn)后的故障分析，達(dá)到提高塑殼斷路器可靠性的目 的；
(6) 完整的數(shù)據(jù)保護(hù)功能，意外斷電后數(shù)據(jù)不丟失，電源恢復(fù)后不破壞已采集的數(shù)據(jù)， 試驗(yàn)數(shù)據(jù)永久性保存在計(jì)算機(jī)，并能方便的轉(zhuǎn)移到外存儲(chǔ)裝置中，還可以在其它計(jì)算機(jī)上 方便地查看和打印輸出試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
(7) 可對(duì)Ml-lOO、 M1-225型號(hào)塑殼斷路器進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)樣品由氣動(dòng)夾具固定，方便 可靠連接；并提供了輸出電流接頭，可以對(duì)其它型號(hào)額定電流在400A及以下的產(chǎn)品進(jìn)行試 驗(yàn)。
(8) 能進(jìn)行單臺(tái)試驗(yàn)樣品試驗(yàn)，也能對(duì)所有試驗(yàn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)
6進(jìn)行操作提示，可以減少誤操作，并能隨時(shí)終止試驗(yàn)。操作簡(jiǎn)便、人機(jī)界面好。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的大電流調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的試驗(yàn)運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序框圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明，但它不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。 如圖1所示，本發(fā)明塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置包括計(jì)算機(jī)控制柜和試驗(yàn)柜，計(jì) 算機(jī)控制柜包括工控機(jī)l 、試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路2、控制電路3、試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電 路4，試驗(yàn)柜包括大電流調(diào)節(jié)電路5、電流檔位調(diào)節(jié)電路6、平衡回路切換電路7，其連接 方式是工控機(jī)分別與試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路2、控制電路3、試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路4 相連，控制電路3與大電流調(diào)節(jié)電路5、電流檔位調(diào)節(jié)電路6、平衡回路切換電路7相連， 試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路2與大電流調(diào)節(jié)電路5、電流檔位調(diào)節(jié)電路6相連。
如圖2所示為本發(fā)明的大電流調(diào)節(jié)電路5，試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路包括電動(dòng)調(diào)壓器、大電流
變壓器、電流互感器、電壓互感器，其連接方式是電動(dòng)調(diào)壓器的輸入為電源電壓，并與
計(jì)算機(jī)"升""降"控制線連接，電動(dòng)調(diào)壓器的輸出與大電流變壓器的一次側(cè)輸入、電壓互
感器相連，大電流變壓器的二次側(cè)輸出和塑殼斷路器、電流互感器串聯(lián)連接，電流互感器、
電壓互感器與試驗(yàn)電壓與電流檢測(cè)電路2連接，計(jì)算機(jī)將檢測(cè)到的電流值與設(shè)定的電流值
進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)到的電流值比設(shè)定的電流值小時(shí)，計(jì)算機(jī)控制電動(dòng)調(diào)壓器使電壓上升，
當(dāng)檢測(cè)到的電流值比設(shè)定的電流值大時(shí)，計(jì)算機(jī)控制電動(dòng)調(diào)壓器使電壓下降，直到檢測(cè)到
的電流值與設(shè)定的電流值相等，當(dāng)電源電壓波動(dòng)或試驗(yàn)樣品回路電阻變化，使試驗(yàn)電流與
設(shè)定值不同時(shí)，計(jì)算機(jī)也會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓使驗(yàn)電流與設(shè)定值相等，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電流的穩(wěn)流。 如圖3所示為本發(fā)明的控制電路3和平衡回路切換電路4，控制電路3包括固態(tài)繼電器、
接觸器Jl一接觸器J19，接觸器Jl一接觸器J19的觸頭與平衡電阻組成平衡回路切換電路，
其連接方式是計(jì)算機(jī)與固態(tài)繼電器、接觸器Jl一接觸器J19的線圈依次相連，接觸器Jl-J3
中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J4并聯(lián)，并與第一試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，接觸器J5-J7
中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J8并聯(lián)，并與第二試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，接觸器J9-J11
中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J12并聯(lián)，并與第三試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，第一試驗(yàn)樣品
還與大電流調(diào)節(jié)電路(5)中的大電流變壓器相連，第三試驗(yàn)樣品還與電流擋位調(diào)節(jié)電路(6)
相連，再與大電流調(diào)節(jié)電路(5)中的大電流變壓器相連。圖中Jl-J19為19臺(tái)接觸器，計(jì)算機(jī)
通過(guò)總線接口的輸入輸出口控制固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)接觸器，由此實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)
接觸器J1-J19的控制，第一試驗(yàn)樣品閉合對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，在Jl-J4中選擇合適的接觸器閉合，
試驗(yàn)樣品動(dòng)作或切除后用平衡回路代替試驗(yàn)樣品構(gòu)成試驗(yàn)回路。同理接觸器J5-J8控制第二試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)，接觸器J9-J12控制第三試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)。
如圖4所示為本發(fā)明的試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路，試驗(yàn)樣品的觸頭與電磁繼電器的線圈、 直流電源相連，電磁繼電器的觸頭與光電隔離器相連，光電隔離器再與計(jì)算機(jī)相連。試驗(yàn) 樣品觸頭閉合電磁繼電器通電，光電隔離器導(dǎo)通，計(jì)算機(jī)接收到低電平信號(hào)，試驗(yàn)樣品觸 頭斷開，光電隔離器不導(dǎo)通，計(jì)算機(jī)接收到高電平信號(hào)。計(jì)算機(jī)將代表試驗(yàn)樣品觸頭狀態(tài) 的數(shù)字信號(hào)讀入，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)塑殼斷路器觸頭狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，來(lái)判斷塑殼斷路器是否動(dòng)作。
本發(fā)明的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置是在計(jì)算機(jī)控制下完成塑殼斷路器過(guò)載可靠 性試驗(yàn)的，程序框圖如圖5所示，其試驗(yàn)運(yùn)行程序是
(1) 計(jì)算機(jī)上電后運(yùn)行塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)程序；
(2) 判斷是否有試驗(yàn)菜單項(xiàng)選擇操作(鼠標(biāo)點(diǎn)擊或鍵盤輸入)，無(wú)試驗(yàn)菜單項(xiàng)選擇操作
時(shí)重復(fù)第2步，有試驗(yàn)菜單項(xiàng)選擇操作時(shí)轉(zhuǎn)第3步；
(3) 判斷是否為試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置功能菜單，若不是轉(zhuǎn)第4步，若是則進(jìn)行以下處理 通過(guò)鼠標(biāo)及鍵盤進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，工控機(jī)自動(dòng)進(jìn)行保存設(shè)置的運(yùn)行參數(shù)。運(yùn)行參數(shù)包括
試品額定電流值、1.05倍額定電流下的不動(dòng)作時(shí)間，1.3倍額定電流下的動(dòng)作時(shí)間，3.0倍額 定電流下的不動(dòng)作時(shí)間，0.9倍額定電流下的不動(dòng)作時(shí)間，快速試驗(yàn)電流，試驗(yàn)樣品型號(hào)， 允許故障次數(shù)，試驗(yàn)次數(shù)等參數(shù)。設(shè)置運(yùn)行參數(shù)后，保存并顯示運(yùn)行參數(shù)，然后轉(zhuǎn)第2步。
(4) 判斷是否為試驗(yàn)文件處理菜單，若不是就轉(zhuǎn)第5步，若是則進(jìn)行以下處理 文件處理包括了數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)、調(diào)入、檢測(cè)數(shù)據(jù)的即時(shí)顯示與打印等。能自動(dòng)保存
試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并能讀取以前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)能將試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)顯示器上或通過(guò)打 印機(jī)進(jìn)行輸出打印。數(shù)據(jù)處理完成后，轉(zhuǎn)第2步。
(5) 判斷是否為調(diào)試運(yùn)行菜單，若不是轉(zhuǎn)第6步，若是則進(jìn)行以下處理 調(diào)試運(yùn)行包括試驗(yàn)電壓電流檢測(cè)、穩(wěn)流測(cè)試、試品分合、電源升降和線性校正等功能
模塊。分別進(jìn)行電源電壓和回路電流的檢測(cè)、預(yù)定電流的調(diào)節(jié)和穩(wěn)定、試品分合閘的控制、 輔助電源升降測(cè)試及所采集數(shù)據(jù)的線性校正。這些模塊完成正式試驗(yàn)前的準(zhǔn)備和測(cè)試工作， 用來(lái)檢測(cè)線路連接、試品安裝情況以及板卡的數(shù)據(jù)采集精度和控制的準(zhǔn)確性。調(diào)試模塊運(yùn)行 完成后，轉(zhuǎn)第2步。
(6) 判斷是否為過(guò)載可靠性循環(huán)試驗(yàn)運(yùn)行菜單，若不是轉(zhuǎn)第7步，若是則進(jìn)行以下處理 整個(gè)可靠性試驗(yàn)進(jìn)行由試驗(yàn)運(yùn)行模塊控制，負(fù)責(zé)控制整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中的試驗(yàn)裝置的試
驗(yàn)過(guò)程以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。該模塊能完成穩(wěn)定試驗(yàn)電流、監(jiān)測(cè)動(dòng)作時(shí)間、監(jiān)測(cè)故障模式。 該函數(shù)模塊通過(guò)控制電路3對(duì)大電流調(diào)節(jié)電路5、電流擋位調(diào)節(jié)電路6和平衡回路切 換電路7的接通與分?jǐn)噙M(jìn)行控制；在操作過(guò)程中通過(guò)電壓電流檢測(cè)電路2檢測(cè)調(diào)壓器輸出 電壓及試品所在試驗(yàn)主回路中的電流等參數(shù)，通過(guò)主機(jī)中相關(guān)的判斷程序，對(duì)所采集到的參 數(shù)信號(hào)進(jìn)行處理，再通過(guò)控制電路3對(duì)試驗(yàn)主回路電流進(jìn)行精確調(diào)節(jié)與控制，調(diào)節(jié)到試驗(yàn) 規(guī)定的電流值后，對(duì)試品進(jìn)行試驗(yàn)，判定試品的脫扣情況并記錄試驗(yàn)結(jié)果。 一個(gè)試品發(fā)生 故障時(shí)，通過(guò)平衡回路切換電路對(duì)故障試品進(jìn)行屏蔽，繼續(xù)其它試品的試驗(yàn)。試驗(yàn)運(yùn)行完成 后，轉(zhuǎn)第2步。
8(7)判斷是否為試驗(yàn)退出菜單，若不是就轉(zhuǎn)第2步，若是則退出塑殼斷路器過(guò)載可靠性 試驗(yàn)。
如圖6所示給出了本發(fā)明的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)的具體電路。 圖6中的試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路4中，試驗(yàn)樣品動(dòng)作，電磁繼電器通電，繼電器常開 觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，常開常閉分別輸入到計(jì)算機(jī)的信號(hào)為高電平和低電平。計(jì)算機(jī) 將代表試驗(yàn)樣品觸頭狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)讀入，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)塑殼斷路器觸頭狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，來(lái)判斷 塑殼斷路器是否動(dòng)作。
圖6中的電流擋位調(diào)節(jié)電路6包括5個(gè)調(diào)節(jié)擋位，依次為1500/5、 500/5、 150/5、 50/5、 15/5。根據(jù)試驗(yàn)時(shí)回路中試驗(yàn)電流的大小，交流接觸器J13-J17的觸點(diǎn)J13-J17用來(lái)控制相 應(yīng)電流擋位的選擇。
圖6中計(jì)算機(jī)對(duì)試驗(yàn)樣品試驗(yàn)的控制是通過(guò)控制電路3和平衡回路切換電路7實(shí)現(xiàn)的， 計(jì)算機(jī)的輸出接電阻R19—R37，電阻R19—R37和固態(tài)繼電器SSR1—SSR19控制19臺(tái)交 流接觸器Jl一交流接觸器J19，交流接觸器的觸點(diǎn)J1-J12分別控制第一試驗(yàn)樣品、第二試驗(yàn) 樣品、第三試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)，第一試驗(yàn)樣品閉合對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，在J1-J4中選擇合適的接觸 器閉合，試驗(yàn)樣品動(dòng)作或切除后用平衡回路代替試驗(yàn)樣品構(gòu)成試驗(yàn)回路，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)第 一試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)控制，同樣，計(jì)算機(jī)通過(guò)接觸器J5-J8實(shí)現(xiàn)對(duì)第二試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)控制， 計(jì)算機(jī)通過(guò)接觸器J9-J12實(shí)現(xiàn)對(duì)第三試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)控制。
圖6中的大電流調(diào)節(jié)電路5中，本設(shè)計(jì)有兩套電源，電阻RIO、 Rll、 R12、 R13、光 電耦合器TLP521-1、 TLP521-2、 TLP521-3、 TLP521-4組成電機(jī)Ml、 M2的升降控制電路， 其控制端為計(jì)算機(jī)的四個(gè)輸出口控制，以M1為例，當(dāng)兩個(gè)口同為高電平或低電平時(shí)，電機(jī) Ml不轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)口為高電平時(shí)，另一個(gè)口為低電平時(shí)，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)調(diào)壓器BY1 升壓，試驗(yàn)樣品回路中電流增大，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)口為低電平時(shí)，另一個(gè)口為高電平時(shí)，電機(jī)M1 反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)調(diào)壓器BY1降壓，試驗(yàn)樣品回路中電流減小。調(diào)壓器BY1輸出接大電流變壓器 BL1，大電流變壓器BL1的輸出接電流擋位調(diào)節(jié)電路6，并與平衡回路切換電路7中接觸器 觸頭及試驗(yàn)樣品組成電流回路。計(jì)算機(jī)通過(guò)大電流調(diào)節(jié)電路5實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)電流的調(diào)節(jié)和控 制。
圖6中的電壓電流檢測(cè)電路2中，電流擋位調(diào)節(jié)電路6中電流互感器的二次側(cè)接電阻 R16轉(zhuǎn)換為電壓，該電壓經(jīng)由電阻R17、 R18、運(yùn)算放大器U1組成的放大電路放大，并輸 入給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入給計(jì)算機(jī)。調(diào)壓器BY1、 BY2的輸出端經(jīng)電阻進(jìn)入電壓互感器的輸入端進(jìn)行電壓采集，該電壓經(jīng)由電阻、運(yùn)算放大 器組成的放大電路放大，并輸入給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后 輸入給計(jì)算機(jī)。
應(yīng)用實(shí)施例，以額定電流為100A的塑殼斷路器為例進(jìn)行過(guò)載可靠性試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)方法
為
首先對(duì)試品通以105A的試驗(yàn)電流，然后監(jiān)測(cè)試品的觸點(diǎn)，在7200s內(nèi)塑殼斷路器的觸 點(diǎn)狀態(tài)不發(fā)生改變，試品為正常，否則試品為故障。然后通130A的試驗(yàn)電流，塑殼斷路器的觸點(diǎn)狀態(tài)在7200s內(nèi)發(fā)生改變，試品為正常，否則試品為故障。
具體操作過(guò)程如下
首先，根據(jù)試驗(yàn)電流自動(dòng)選擇電源。105A的試驗(yàn)電流選擇電源l來(lái)調(diào)節(jié)，130A的試驗(yàn) 電流選擇電源2來(lái)調(diào)節(jié)。先進(jìn)行130A試驗(yàn)電流的平衡回路測(cè)試，確定所需要的平衡回路和 電流互感器回路。調(diào)用調(diào)流函數(shù)調(diào)節(jié)130A電流。用同樣的方法進(jìn)行105A電流的調(diào)節(jié)及平 衡回路的確定。
調(diào)流方法如下根據(jù)設(shè)定電流與額定電流之間的關(guān)系確定欲調(diào)的百分比電流，若不成 功，改變調(diào)流百分比；若成功，穩(wěn)定3秒鐘。斷開電源，測(cè)當(dāng)前電壓，當(dāng)前電壓除以調(diào)流百 分比就是應(yīng)調(diào)電壓值，調(diào)節(jié)此電壓值即可獲得設(shè)定的試驗(yàn)電流值。例如，首先確定調(diào)流百分 比為20%，閉合電源，調(diào)節(jié)0.20"05A的電流，檢測(cè)此時(shí)調(diào)壓器輸出的電壓值U!，斷開電 源。然后控制調(diào)壓器升壓至U2/0.2，此時(shí)回路中的電流即為105A。試驗(yàn)電流130A的調(diào)節(jié)方 法也相類似。
試驗(yàn)電流的穩(wěn)定按照上述方法調(diào)節(jié)好的電流與實(shí)際需要的試驗(yàn)電流存在一定的偏差， 因此需要穩(wěn)流。實(shí)時(shí)檢測(cè)回路中的電流并與需要的試驗(yàn)電流值相比較，控制調(diào)壓器升降壓， 將兩者之間的偏差控制在誤差允許范圍之內(nèi)，即試驗(yàn)電流的穩(wěn)定過(guò)程。
開始進(jìn)行試驗(yàn)首先進(jìn)行105A電流試驗(yàn)。利用控制電路和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)對(duì)試品進(jìn)行合 閘控制，閉合電源l。試驗(yàn)過(guò)程中要檢測(cè)試品動(dòng)作情況，動(dòng)作了的試品將不再檢測(cè)，記錄為 "早動(dòng)作"；若試品全部動(dòng)作，停止本試驗(yàn)過(guò)程的試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間到，若試品沒(méi)有動(dòng)作，則 記錄為"正常"，然后打開0.9Ie電源，判斷試品失效情況，記錄失效試品。若所有試品故障 次數(shù)已到，退出試驗(yàn)，否則繼續(xù)試驗(yàn)。閉合電源2，進(jìn)行130A電流試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中要檢 測(cè)試品動(dòng)作情況，動(dòng)作了的試品將不再檢測(cè)，記錄為"正常"；若試品全部動(dòng)作，停止本試 驗(yàn)過(guò)程的試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間到，若試品沒(méi)有動(dòng)作，則進(jìn)行延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間的檢測(cè)，延長(zhǎng)時(shí)間為 7200 3*0.1，檢測(cè)試品在延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作情況，若試品動(dòng)作，記錄為"慢動(dòng)作"，否則 記錄為"拒動(dòng)作"。打開電源2，判斷試品失效情況，記錄失效試品。若所有試品故障次數(shù) 已到，退出試驗(yàn)，否則繼續(xù)試驗(yàn)。
至此， 一個(gè)過(guò)程試驗(yàn)完畢，可以進(jìn)行下一個(gè)過(guò)程或下一循環(huán)的試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1、一種塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，它由計(jì)算機(jī)控制柜和試驗(yàn)柜組成，其特征在于計(jì)算機(jī)控制柜包括工控機(jī)(1)、試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路(2)、控制電路(3)、試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路(4)；試驗(yàn)柜包括大電流調(diào)節(jié)電路(5)、電流檔位調(diào)節(jié)電路(6)、平衡回路切換電路(7)，其連接方式是工控機(jī)分別與試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路(2)、控制電路(3)相連，控制電路(3)與大電流調(diào)節(jié)電路(5)、電流檔位調(diào)節(jié)電路(6)、平衡回路切換電路(7)相連，試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路(2)與大電流調(diào)節(jié)電路(5)、電流檔位調(diào)節(jié)電路(6)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn) 電壓和電流檢測(cè)電路(2)包括電壓互感器、電流互感器、電壓放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，其連接 方式是互感器、電壓放大器和A/D轉(zhuǎn)換器依次相連，A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)連接，兩個(gè)試驗(yàn) 電源分別與兩個(gè)電壓互感器連接，回路電流與電流互感器連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的控制 電路(3)包括固態(tài)繼電器、接觸器Jl一接觸器J19，其連接方式是計(jì)算機(jī)與固態(tài)繼電器、 接觸器J1一接觸器J19的線圈依次相連，接觸器J1-J3中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與 J4并聯(lián)，并與第一試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，接觸器J5-J7中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J8 并聯(lián)，并與第二試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，接觸器J9-J11中的觸頭分別與平衡電阻串聯(lián)之后與J12 并聯(lián)，并與第三試驗(yàn)樣品并聯(lián)連接，第一試驗(yàn)樣品還與大電流調(diào)節(jié)電路(5)中的大電流變壓 器相連，第三試驗(yàn)樣品還與電流擋位調(diào)節(jié)電路(6)相連，再與大電流調(diào)節(jié)電路(5)中的大電 流變壓器相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn) 樣品狀態(tài)檢測(cè)電路(4)包括試驗(yàn)樣品主觸頭和輔助觸頭的檢測(cè)；試驗(yàn)樣品的觸頭與電磁繼電 器的線圈、直流電源相連，電磁繼電器的觸頭與光電隔離器相連，光電隔離器再與計(jì)算機(jī) 連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的大電流調(diào)節(jié)電路(5)包括電動(dòng)調(diào)壓器、大電流變壓器、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換器，其連接方式 是電動(dòng)調(diào)壓器的輸入為電源電壓，并與計(jì)算機(jī)"升""降"控制線連接，電動(dòng)調(diào)壓器的輸 出與大電流變壓器的一次側(cè)連接，大電流變壓器的二次側(cè)輸出和塑殼斷路器試驗(yàn)樣品、電 流互感器串聯(lián)連接，電流互感器與試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路(2)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的電流 擋位調(diào)節(jié)電路(6)包括五個(gè)調(diào)節(jié)擋位，依次為1500/5、 500/5、 150/5、 50/5和15/5，根 據(jù)調(diào)試試驗(yàn)要求，選擇相應(yīng)的電流擋位。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的平衡 回路切換電路(7)包括3個(gè)電阻平衡回路和1個(gè)短接平衡回路。
8、 一種塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括的步驟1)通以1.05倍的額定電流，然后監(jiān)測(cè)試驗(yàn)樣品的觸點(diǎn)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)塑殼斷路器的A山Jr 、LU 士 丁 A4^ "t/r :^T7A4"V: 口丄tt^^^ ili細(xì)全口/ 叩-W A4 Jt 、UU + 士工6 W 山^小n"用iUAAnA;ei^r/5c'jii以又，t^3^T十口口/、jic:巾，d生:n:i^iiPtJ^fr口'j用;K/^、iA7i^i工yc疋tf'jy，j i口j m/>c:ztii<x 變，試驗(yàn)樣品為故障，可通過(guò)平衡回路切換電路上的接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏 蔽；2) 對(duì)試驗(yàn)樣品通1.3倍的額定電流，塑殼斷路器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變， 試驗(yàn)樣品為正常，否則試驗(yàn)樣品為故障，通過(guò)接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏蔽；將 試驗(yàn)樣品恢復(fù)至冷態(tài)；3) 通3.0倍額定電流，塑殼斷路器器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變，試驗(yàn)樣 品為正常，否則塑殼斷路器為故障，通過(guò)接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏蔽；4) 對(duì)試驗(yàn)樣品通0.9倍的額定電流，塑殼斷路器的觸點(diǎn)狀態(tài)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改 變，試驗(yàn)樣品為正常，否則試驗(yàn)樣品為故障，通過(guò)接觸器J1-J12對(duì)故障試驗(yàn)樣品進(jìn)行屏蔽；以上步驟l)、 2)或步驟l)、 2)、 3)、 4)構(gòu)成一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)，對(duì)塑殼斷路器反復(fù)進(jìn)行 試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)和試驗(yàn)故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及低壓電器領(lǐng)域內(nèi)可靠性試驗(yàn)裝置，特別是一種塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)裝置和實(shí)現(xiàn)方法。由計(jì)算機(jī)控制柜和試驗(yàn)柜組成；其中，計(jì)算機(jī)控制柜包括工控機(jī)、試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路、控制電路和試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路；試驗(yàn)柜包括大電流調(diào)節(jié)電路、電流檔位調(diào)節(jié)電路、平衡回路切換電路；工控機(jī)分別與試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路、控制電路和試驗(yàn)樣品狀態(tài)檢測(cè)電路相連；試驗(yàn)電壓和電流檢測(cè)電路分別與電流檔位調(diào)節(jié)電路和大電流調(diào)節(jié)電路相連；控制電路分別與電流檔位調(diào)節(jié)電路、大電流調(diào)節(jié)電路和平衡回路切換電路相連。本裝置能完成整個(gè)塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄和故障數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)屏蔽故障試驗(yàn)樣品，而不影響其它試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)，該試驗(yàn)裝置還能進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的輸出與打印。該裝置由計(jì)算機(jī)控制，操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，廣泛用于塑殼斷路器過(guò)載可靠性試驗(yàn)，具有重要的社會(huì)效益和應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01R31/327GK101464496SQ20091006768
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者姚冬梅, 岳大為, 奎 李, 堯 王, 王曉旭, 陸儉國(guó) 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)