一種小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置及其運(yùn)行方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，其特征為該裝置包括了顯示器、主機(jī)、鍵盤及鼠標(biāo)、試驗(yàn)控制電路、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路、電壓電流變換電路，其中，主機(jī)分別與顯示器、鍵盤及鼠標(biāo)連接，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)；主機(jī)與試驗(yàn)控制電路相連，試驗(yàn)控制電路、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路、電壓電流變換電路依次相連，電壓電流變換電路與工控機(jī)主機(jī)相連。本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，能夠?qū)π⌒蛿嗦菲鞯碾妷?、電流?shí)時(shí)高速錄波(采樣速率高達(dá)4微秒)，錄波采集起點(diǎn)時(shí)刻由工控機(jī)控制、采集終點(diǎn)時(shí)刻有觸頭狀態(tài)控制。
【專利說明】一種小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置及其運(yùn)行方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于低壓電器領(lǐng)域內(nèi)的一種保護(hù)特性測(cè)試裝置，涉及可以完成保護(hù)特性測(cè) 試的小型斷路器試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 小型斷路器常用作家用電器的空氣開關(guān)，要求在過載、短路等故障發(fā)生時(shí)能及時(shí) 分?jǐn)嘤|頭、切斷電路，起到保護(hù)用電電器的作用。在現(xiàn)實(shí)生活中很難對(duì)小型斷路器的實(shí)時(shí)保 護(hù)特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)小型斷路器保護(hù)特性退化嚴(yán)重時(shí)，就可能發(fā)生過保護(hù)或欠保護(hù)故障，影 響到居民用電安全。雖然智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展及普及，特別是智能電表的普遍使用，為小型 斷路器保護(hù)特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了平臺(tái)。但小型斷路器是不頻繁動(dòng)作的保護(hù)電器，實(shí)際工 況下小型斷路器極少分?jǐn)?，在線獲得小型斷路器反時(shí)限分?jǐn)嗵匦员容^困難。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，出 廠試驗(yàn)僅僅獲得平均保護(hù)特性曲線和最高保護(hù)特性曲線，而且是根據(jù)子樣保護(hù)特性對(duì)總體 保護(hù)特性做出的估計(jì)。說明書中提供的保護(hù)特性曲線，不能準(zhǔn)確描述個(gè)體產(chǎn)品或使用很長(zhǎng) 時(shí)間已疲勞退化產(chǎn)品的保護(hù)特性。
[0003] 隨著計(jì)算機(jī)、電力電子、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集等新技術(shù)的發(fā)展，斷路器相關(guān)試驗(yàn)技術(shù) 取得了很大進(jìn)展。在與斷路器保護(hù)特性相關(guān)的測(cè)試試驗(yàn)裝置中，"斷路器瞬時(shí)保護(hù)特性檢測(cè) 電流發(fā)生裝置"（專利申請(qǐng)?zhí)朇N201220708626.4)主要涉及斷路器瞬時(shí)保護(hù)特性電流的檢 測(cè)，"真空斷路器真空度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)"（專利申請(qǐng)?zhí)朇N200820220646.0)主要涉及真空斷路器 真空度監(jiān)測(cè)，"斷路器觸頭電壽命監(jiān)測(cè)裝置"（專利申請(qǐng)?zhí)朇N01239795.4)主要涉及斷路器 觸頭電壽命監(jiān)測(cè)，"直流斷路器保護(hù)特性測(cè)試儀"（專利申請(qǐng)?zhí)朇N200920171269. 0)主要涉 及低壓恒流源電路保護(hù)特性的測(cè)試，以上專利或?qū)儆趯?duì)斷路器局部性能的研究，或?yàn)榈蛪?恒流源電路保護(hù)特性測(cè)試，均無法實(shí)現(xiàn)對(duì)小型斷路器在線保護(hù)特性的測(cè)試。
[0004] 為了對(duì)個(gè)體小型斷路器的在線保護(hù)特性進(jìn)行測(cè)試，對(duì)小型斷路器保護(hù)可靠性的實(shí) 時(shí)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，需要一種能夠在線測(cè)試小型斷路器保護(hù)特性的試驗(yàn)系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 所要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種可以完成對(duì)小型斷路器保護(hù)可靠性的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行 評(píng)估的試驗(yàn)裝置，該裝置通過控制固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)電流選擇，通過傳感器與采集板卡相 連，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高速錄波，能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)，能監(jiān)測(cè)小型斷路器過載接通狀態(tài)、 過載及短路分?jǐn)噙^程的電壓、電流波形，自動(dòng)完成小型斷路器的過載及短路保護(hù)動(dòng)作的測(cè) 試；能通過后處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)、獲得瞬斷時(shí)間和分?jǐn)嘌舆t時(shí)間并處理故障電流瞬態(tài)波完成對(duì) 小型斷路器保護(hù)動(dòng)作特性實(shí)時(shí)狀態(tài)的評(píng)估；能實(shí)現(xiàn)多次分?jǐn)鄷r(shí)間特性數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄和保 存，能顯示、輸出并打印實(shí)測(cè)保護(hù)特性圖。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] -種小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，其特征為該裝置包括了顯示器、主機(jī)、鍵盤 及鼠標(biāo)、試驗(yàn)控制電路、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路、電壓電流變換電路，其中，主機(jī)分別與顯示器、 鍵盤及鼠標(biāo)連接，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)；主機(jī)與試驗(yàn)控制電路相連，試驗(yàn)控制電路、試驗(yàn)電流產(chǎn) 生電路、電壓電流變換電路依次相連，電壓電流變換電路與工控機(jī)主機(jī)相連。
[0009] 所述的試驗(yàn)控制電路的組成包括固態(tài)繼電器、直流電源1和控制板卡，其連接方 式是：直流電源1與控制板卡、固態(tài)繼電器控制端依次相連構(gòu)成回路，控制板卡通過卡槽與 工控機(jī)相連；固態(tài)繼電器數(shù)量為12 - 20個(gè)，相互并聯(lián)。
[0010] 所述的試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的組成包括交流電源和負(fù)載電阻，其連接方式是：同規(guī) 格負(fù)載電阻并聯(lián)后，連接在交流電源兩端；同時(shí)每個(gè)并聯(lián)的負(fù)載電阻分支，與固態(tài)繼電器輸 出側(cè)相串連。
[0011] 所述的電壓電流變換電路的組成包括電壓傳感器、電流傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡、直 流電源2和直流電源3,其連接方式為：電流傳感器的感測(cè)輸入端、小型斷路器、試驗(yàn)電流產(chǎn) 生電路中的交流電壓源依次連接，電壓傳感器的感測(cè)輸入端與小型斷路器并聯(lián)，直流電源2 與電壓傳感器控制輸入端連成一回路，直流電源3與電流傳感器控制輸入端連成一回路， 電壓傳感器、電流傳感器的信號(hào)輸出端分別與數(shù)據(jù)采集板卡的輸入端相連；電流傳感器與 試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路4中的固態(tài)繼電器輸出側(cè)相連。
[0012] 所述的固態(tài)繼電器為12 - 20個(gè)12V直流電源控制固態(tài)繼電器G3MB-202P，固態(tài)繼 電器之間并聯(lián)；直流電源1采用12V直流電源；控制板卡采用PCI-1750。
[0013] 所述的電阻的數(shù)量為12 - 20個(gè)，220 Ω /650W電阻，交流電源采用220V、50Hz交流 電源。
[0014] 所述的電流傳感器采用傳感器CHB-25NP，電壓傳感器采用傳感器WBV111S07,直 流電源2采用12V直流電源，直流電源3采用15V直流電源，數(shù)據(jù)采集板卡采用PCI-1742U。
[0015] 所述的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置的運(yùn)行方法，包括以下步驟：
[0016] (1)保護(hù)特性測(cè)試初始化，啟動(dòng)工控機(jī)，初始化，進(jìn)入人機(jī)交互界面，完成后轉(zhuǎn)試驗(yàn) 參數(shù)設(shè)置；
[0017] (2)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，試驗(yàn)分別對(duì)下面參數(shù)進(jìn)行設(shè)定：
[0018] A.設(shè)置試驗(yàn)電流等級(jí)及測(cè)試次數(shù)
[0019] 在人機(jī)交互界面上輸入電流等級(jí)，據(jù)此確定固態(tài)繼電器的通斷控制，試驗(yàn)電流等 級(jí)預(yù)設(shè)定值。其中，同一電流等級(jí)的試驗(yàn)具有不確定性，試驗(yàn)次數(shù)設(shè)定為5次減少誤差。
[0020] B.設(shè)置分?jǐn)酄顟B(tài)門限值，在試驗(yàn)開始后工控機(jī)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)超過設(shè)定的時(shí)間 門限值時(shí)工控機(jī)向控制板卡發(fā)出命令，使試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的電流置零，試驗(yàn)停止。接通狀 態(tài)觸頭間接觸壓降上限值采用觸頭額定回路電源電壓的10% ;斷開狀態(tài)觸頭間電壓下限值 采用觸頭回路額定電源電壓的90%。
[0021] C.設(shè)置不分?jǐn)嘣囼?yàn)停止時(shí)間門限值，在試驗(yàn)開始后工控機(jī)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)超過 設(shè)定的時(shí)間門限值時(shí)工控機(jī)向控制板卡發(fā)出命令，使試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的電流置零，試驗(yàn) 停止。
[0022] 其中，對(duì)于不同試驗(yàn)電流等級(jí)，均提供一個(gè)不分?jǐn)嘣囼?yàn)停止時(shí)間門限值的默認(rèn)值。
[0023] (3)閉合小型斷路器，使電路處于閉合狀態(tài)。
[0024] (4)檢查負(fù)載支路的連接是否正常，傳感器是否就位并工作良好，采集板卡是否就 位并工作良好。
[0025] (5)運(yùn)行保護(hù)特性測(cè)試裝置，工控機(jī)將向控制板卡、傳感器和采集板卡發(fā)出設(shè)定好 的命令，根據(jù)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)電流設(shè)定值，對(duì)控制板卡發(fā)出命令，控制固態(tài)繼電器輸入側(cè)兩端的 電壓，進(jìn)而決定接通固態(tài)繼電器的個(gè)數(shù)，同時(shí)傳感器和采集板卡開始工作，傳感器將采集到 的實(shí)際電流電壓值轉(zhuǎn)換為采集板卡可接受的值。
[0026] (6)后處理采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的電流電壓信號(hào)進(jìn)行處理，通過對(duì)數(shù)據(jù)處理判 斷分?jǐn)囝愋停~定不斷、過載恢復(fù)冷態(tài)斷或短路瞬斷，得到相應(yīng)的電氣保護(hù)特性數(shù)據(jù)，并進(jìn) 行保存。
[0027] (7)結(jié)束試驗(yàn)，每次保護(hù)特性測(cè)試試驗(yàn)任務(wù)完成后，判斷未完成的測(cè)試任務(wù)次數(shù)， 當(dāng)為0時(shí)，控制板卡發(fā)出命令分?jǐn)喙虘B(tài)繼電器輸入側(cè)電壓，使固態(tài)繼電器輸出側(cè)斷開，結(jié)束 試驗(yàn)。
[0028] 本發(fā)明的有益效果為：
[0029] (1)本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，能夠?qū)π⌒蛿嗦菲鞯碾妷?、電流?shí) 時(shí)高速錄波（采樣速率高達(dá)4微秒），錄波采集起點(diǎn)時(shí)刻由工控機(jī)控制、采集終點(diǎn)時(shí)刻有觸 頭狀態(tài)控制。
[0030] (2)本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，試驗(yàn)電流由工控機(jī)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電 器，控制多路負(fù)載的接入或切除，能獲得涵蓋過載和短路保護(hù)的保護(hù)特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0031] (3)本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，能過對(duì)實(shí)時(shí)采集的電壓、電流波形 進(jìn)行自動(dòng)處理，獲得更加精準(zhǔn)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和故障電流有效值數(shù)據(jù)。
[0032] (4)本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，能實(shí)時(shí)顯示測(cè)試試驗(yàn)的電壓電流 波形，并能自動(dòng)刷新保護(hù)特性。
[0033] (5)本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，有較好的人機(jī)交互界面，操作便 捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1 -顯示器；2 -主機(jī)；3-鍵盤及鼠標(biāo)；4-試驗(yàn) 控制電路；5-試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路；6-電壓電流變換電路。
[0035] 圖2是本發(fā)明的試驗(yàn)控制電路。
[0036] 圖3是本發(fā)明電流產(chǎn)生電路。
[0037] 圖4是本發(fā)明的電壓電流變換電路。
[0038] 圖5是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)試驗(yàn)運(yùn)行流程圖。
[0039] 圖6是本發(fā)明的具體電路連接圖。
[0040]

【具體實(shí)施方式】（結(jié)合附圖具體說明） 實(shí)施例：
[0041] 如圖1所示，本小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，包括了顯示器1、主機(jī)2、鍵盤及 鼠標(biāo)3、試驗(yàn)控制電路4、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路5、電壓電流變換電路6,其中，主機(jī)2分別與顯 示器1、鍵盤及鼠標(biāo)3連接，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)；該裝置連接是工控機(jī)主機(jī)2與試驗(yàn)控制電路4 相連，試驗(yàn)控制電路4、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路5、電壓電流變換電路6依次相連，電壓電流變換 電路6與工控機(jī)主機(jī)2相連。
[0042] 小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置硬件構(gòu)成中的工控機(jī)顯示器1、主機(jī)2、鍵盤及鼠 標(biāo)3為公知的。
[0043] 如圖2所示，本發(fā)明的試驗(yàn)控制電路4,主要由固態(tài)繼電器、直流電源1、控制板卡 組成，其連接方式是：直流電源1與控制板卡、固態(tài)繼電器控制端依次相連構(gòu)成回路，控制 板卡通過卡槽與工控機(jī)相連。通過計(jì)算機(jī)上輸入控制命令控制板卡通斷，從而控制第一直 流電流源與固態(tài)繼電器輸入端的連接。當(dāng)計(jì)算機(jī)輸入導(dǎo)通命令，固態(tài)繼電器輸入端有電壓 信號(hào)時(shí)，其輸出側(cè)導(dǎo)通。否則其輸出側(cè)不導(dǎo)通。
[0044] 其中，固態(tài)繼電器數(shù)量為12 - 20個(gè)，本實(shí)施例采用12 - 20個(gè)12V直流電源控制 固態(tài)繼電器G3MB-202P，固態(tài)繼電器之間并聯(lián)；直流電源1采用12V直流電源；控制板卡采 用 PCI-1750。
[0045] 如圖3所示，本發(fā)明的試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路5,其組成包括交流電源和負(fù)載電阻，其 連接方式是：多個(gè)同規(guī)格負(fù)載電阻并聯(lián)后，連接在交流電源兩端。同時(shí)每個(gè)并聯(lián)的負(fù)載電 阻分支，與固態(tài)繼電器輸出側(cè)相串連。當(dāng)固態(tài)繼電器接受來自工控機(jī)的指令，控制單路的導(dǎo) 通，此支路連接到電路中，否的話，該支路等效為斷路不導(dǎo)通。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)干路電流大小的 控制。
[0046] 其中，電阻的數(shù)量為12 - 20個(gè)，本實(shí)施例采用12 - 20個(gè)220 Ω/65(Μ電阻，電阻 之間并聯(lián)，交流電源采用220V、50Hz交流電源。
[0047] 如圖4所示，本發(fā)明的電壓電流變換電路6,主要包括電壓傳感器、電流傳感器、數(shù) 據(jù)采集板卡、直流電源2和直流電源3,其連接方式為：電流傳感器的感測(cè)輸入端、小型斷路 器（即開關(guān)）、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路5中的交流電壓源依次連接，電壓傳感器的感測(cè)輸入端與 小型斷路器并聯(lián)，直流電源2與電壓傳感器控制輸入端連成一回路，直流電源3與電流傳感 器控制輸入端連成一回路，電壓傳感器、電流傳感器的信號(hào)輸出端分別與數(shù)據(jù)采集板卡的 輸入端相連；電流傳感器與試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路4中的固態(tài)繼電器輸出側(cè)相連。傳感器輸入 側(cè)測(cè)得實(shí)時(shí)電壓信號(hào)變換成計(jì)算機(jī)可接受的電信號(hào)。
[0048] 其中，電流傳感器采用傳感器CHB-25NP，電壓傳感器采用傳感器WBV111S07,直流 電源2采用12V直流電源，直流電源3采用15V直流電源，數(shù)據(jù)采集板卡采用PCI-1742U。
[0049] 本發(fā)明的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置的運(yùn)行方法，包括以下步驟（如圖5所 示）：
[0050] (1)保護(hù)特性測(cè)試初始化，啟動(dòng)工控機(jī)，初始化，進(jìn)入人機(jī)交互界面，完成后轉(zhuǎn)試驗(yàn) 參數(shù)設(shè)置。
[0051] (2)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，試驗(yàn)分別對(duì)下面參數(shù)進(jìn)行設(shè)定：
[0052] A.設(shè)置試驗(yàn)電流等級(jí)及測(cè)試次數(shù)
[0053] 在人機(jī)交互界面上輸入電流等級(jí)，據(jù)此確定固態(tài)繼電器的通斷控制，試驗(yàn)電流等 級(jí)預(yù)設(shè)定值。其中，同一電流等級(jí)的試驗(yàn)具有不確定性，試驗(yàn)次數(shù)設(shè)定為5次減少誤差。
[0054] B.設(shè)置分?jǐn)酄顟B(tài)門限值，在傳感器采集的數(shù)據(jù)觸發(fā)門限值時(shí)，工控機(jī)向控制板卡 發(fā)出命令，使試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的電流置零，試驗(yàn)停止。
[0055] 接通狀態(tài)觸頭間接觸壓降上限值采用觸頭額定回路電源電壓的10%。斷開狀態(tài)觸 頭間電壓下限值采用觸頭回路額定電源電壓的90%。
[0056] C.設(shè)置不分?jǐn)嘣囼?yàn)停止時(shí)間門限值，在試驗(yàn)開始后工控機(jī)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)超過 設(shè)定的時(shí)間門限值時(shí)工控機(jī)向控制板卡發(fā)出命令，使試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的電流置零，試驗(yàn) 停止。
[0057] 對(duì)于不同試驗(yàn)電流等級(jí)，均提供一個(gè)不分?jǐn)嘣囼?yàn)停止時(shí)間門限值的默認(rèn)值。
[0058] (3)閉合小型斷路器，使電路處于閉合狀態(tài)。
[0059] (4)檢查負(fù)載支路的連接是否正常，傳感器是否就位并工作良好，采集板卡是否就 位并工作良好。確定小型斷路器處于接通狀態(tài)，通過控制板卡依次控制試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路 的各個(gè)支路接通，每次只連接一個(gè)支路，如果上位機(jī)能輸出小型斷路器正常接通時(shí)的電流 電壓波形，說明裝置連接正常。
[0060] (5)運(yùn)行保護(hù)特性測(cè)試裝置，工控機(jī)將向控制板卡、傳感器和采集板卡發(fā)出設(shè)定好 的命令，根據(jù)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)電流設(shè)定值，對(duì)控制板卡發(fā)出命令，控制固態(tài)繼電器輸入側(cè)兩端的 電壓，進(jìn)而決定接通固態(tài)繼電器的個(gè)數(shù)，同時(shí)傳感器和采集板卡開始工作，傳感器將采集到 的實(shí)際電流電壓值轉(zhuǎn)換為采集板卡可接受的值。
[0061] (6)后處理采集到的數(shù)據(jù)，工控機(jī)對(duì)采集到的電流電壓信號(hào)進(jìn)行處理，通過對(duì)數(shù) 據(jù)處理判斷分?jǐn)囝愋?，額定不斷、過載恢復(fù)冷態(tài)斷或短路瞬斷，得到相應(yīng)的電氣保護(hù)特性數(shù) 據(jù)，并進(jìn)行保存。
[0062] (7)結(jié)束試驗(yàn)，每次保護(hù)特性測(cè)試試驗(yàn)任務(wù)完成后，判斷未完成的測(cè)試任務(wù)次數(shù)， 當(dāng)為0時(shí)，控制板卡發(fā)出命令分?jǐn)喙虘B(tài)繼電器輸入側(cè)電壓，使固態(tài)繼電器輸出側(cè)斷開，結(jié)束 試驗(yàn)。
[0063] 如圖6所示給出了本發(fā)明的小型斷路器的的具體電路。
[0064] 如圖6中所示工控機(jī)與控制板卡、多個(gè)固態(tài)繼電器的控制端相連，實(shí)現(xiàn)控制支電 路通斷的功能，固態(tài)繼電器之間是并行關(guān)系。當(dāng)工控機(jī)中輸入有電流信號(hào)后，通過控制板卡 導(dǎo)通加在固態(tài)繼電器兩端的直流電壓，從而控制固態(tài)繼電器的輸入控制端導(dǎo)通，使對(duì)應(yīng)的 負(fù)載電路支路導(dǎo)通，從而產(chǎn)生電流；當(dāng)工控機(jī)中輸入有電流信號(hào)后，通過控制板卡隔離加在 固態(tài)繼電器兩端的直流電壓，從而控制固態(tài)繼電器的輸入控制端不導(dǎo)通，使對(duì)應(yīng)的負(fù)載電 路支路斷開，不產(chǎn)生電流；干路中的電流大小由導(dǎo)通支路數(shù)決定。
[0065] 如圖6中所示傳感器通過板卡采集板卡與工控機(jī)相連，電流傳感器串聯(lián)在路中， 電壓傳感器并聯(lián)在所需采集的器件部分兩端，電流電壓傳感器將電路中實(shí)際的電流電壓信 號(hào)轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)板卡可識(shí)別的信號(hào)，再通過采集板卡將采集到的信號(hào)傳遞到工控機(jī)。計(jì)算 機(jī)通過對(duì)采集到的實(shí)時(shí)采集的電壓、電流波形信號(hào)處理得到涵蓋分?jǐn)嘌訒r(shí)時(shí)間及分?jǐn)嗳蓟?時(shí)間的保護(hù)特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。以4倍額定電流試驗(yàn)為例，選擇試品并在參數(shù)設(shè)置界面輸入試 品型號(hào)，選擇4倍額定電流試驗(yàn)，設(shè)定分?jǐn)嘌訒r(shí)時(shí)間及分?jǐn)嗳蓟r(shí)間。經(jīng)測(cè)試測(cè)得分?jǐn)嘌訒r(shí) 和燃弧期間數(shù)據(jù)，該裝置通過對(duì)采集到的信息處理，完成對(duì)試品狀態(tài)的評(píng)估，如表1所示。
[0066] 表 1
[0067]

【權(quán)利要求】
1. 一種小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，其特征為該裝置包括了顯示器、主機(jī)、鍵盤及 鼠標(biāo)、試驗(yàn)控制電路、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路、電壓電流變換電路，其中，主機(jī)分別與顯示器、鍵 盤及鼠標(biāo)連接，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)；主機(jī)與試驗(yàn)控制電路相連，試驗(yàn)控制電路、試驗(yàn)電流產(chǎn)生 電路、電壓電流變換電路依次相連，電壓電流變換電路與工控機(jī)主機(jī)相連； 所述的試驗(yàn)控制電路的組成包括固態(tài)繼電器、直流電源1和控制板卡，其連接方式是： 直流電源1與控制板卡、固態(tài)繼電器控制端依次相連構(gòu)成回路，控制板卡通過卡槽與工控 機(jī)相連；固態(tài)繼電器數(shù)量為12 - 20個(gè)，相互并聯(lián)； 所述的試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的組成包括交流電源和負(fù)載電阻，其連接方式是：同規(guī)格負(fù) 載電阻并聯(lián)后，連接在交流電源兩端；同時(shí)每個(gè)并聯(lián)的負(fù)載電阻分支，與固態(tài)繼電器輸出側(cè) 相串連； 所述的電壓電流變換電路的組成包括電壓傳感器、電流傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡、直流電 源2和直流電源3,其連接方式為：電流傳感器的感測(cè)輸入端、小型斷路器、試驗(yàn)電流產(chǎn)生電 路中的交流電壓源依次連接，電壓傳感器的感測(cè)輸入端與小型斷路器并聯(lián)，直流電源2與 電壓傳感器控制輸入端連成一回路，直流電源3與電流傳感器控制輸入端連成一回路，電 壓傳感器、電流傳感器的信號(hào)輸出端分別與數(shù)據(jù)采集板卡的輸入端相連；電流傳感器與試 驗(yàn)電流產(chǎn)生電路中的固態(tài)繼電器輸出側(cè)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，其特征為所述的固態(tài)繼電器 為12 - 20個(gè)12V直流電源控制固態(tài)繼電器G3MB-202P，固態(tài)繼電器之間并聯(lián)；直流電源1 采用12V直流電源；控制板卡采用PCI-1750。
3. 如權(quán)利要求1所述的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，其特征為所述的電阻的數(shù)量 為12 - 20個(gè)，220 Ω /650W電阻，交流電源采用220V、50Hz交流電源。
4. 如權(quán)利要求1所述的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置，其特征為所述的電流傳感器 采用傳感器CHB-25NP，電壓傳感器采用傳感器WBV111S07,直流電源2采用12V直流電源， 直流電源3采用15V直流電源，數(shù)據(jù)采集板卡采用PCI-1742U。
5. 如權(quán)利要求1所述的小型斷路器的保護(hù)特性測(cè)試裝置的運(yùn)行方法，其特征為包括以 下步驟： (1) 保護(hù)特性測(cè)試初始化，啟動(dòng)工控機(jī)，初始化，進(jìn)入人機(jī)交互界面，完成后轉(zhuǎn)試驗(yàn)參數(shù) 設(shè)置； (2) 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，試驗(yàn)分別對(duì)下面參數(shù)進(jìn)行設(shè)定： A.設(shè)置試驗(yàn)電流等級(jí)及測(cè)試次數(shù) 在人機(jī)交互界面上輸入電流等級(jí)，據(jù)此確定固態(tài)繼電器的通斷控制，試驗(yàn)電流等級(jí)預(yù) 設(shè)定值；其中，同一電流等級(jí)的試驗(yàn)具有不確定性，試驗(yàn)次數(shù)設(shè)定為5次減少誤差；B.設(shè)置 接通、分?jǐn)酄顟B(tài)門限值，在試驗(yàn)開始后工控機(jī)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)超過設(shè)定的時(shí)間門限值時(shí)工 控機(jī)向控制板卡發(fā)出命令，使試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的電流置零，試驗(yàn)停止； 接通狀態(tài)觸頭間接觸壓降上限值采用觸頭額定回路電源電壓的10%，；斷開狀態(tài)觸頭 間電壓下限值采用觸頭回路額定電源電壓的90% ; C.設(shè)置不分?jǐn)嘣囼?yàn)停止時(shí)間門限值，在試驗(yàn)開始后工控機(jī)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)超過設(shè) 定的時(shí)間門限值時(shí)工控機(jī)向控制板卡發(fā)出命令，使試驗(yàn)電流產(chǎn)生電路的電流置零，試驗(yàn)停 止； 其中，對(duì)于不同試驗(yàn)電流等級(jí)，均提供一個(gè)不分?jǐn)嘣囼?yàn)停止時(shí)間門限值的默認(rèn)值； (3) 閉合小型斷路器，使電路處于閉合狀態(tài)； (4) 檢查負(fù)載支路是否接通、小型斷路器是否處于接通狀態(tài)、傳感器是否就位并工作良 好、采集板卡是否就位并工作良好； (5) 運(yùn)行保護(hù)特性測(cè)試裝置，工控機(jī)將向控制板卡、傳感器和采集板卡發(fā)出設(shè)定好的 命令，根據(jù)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)電流設(shè)定值，對(duì)控制板卡發(fā)出命令，控制固態(tài)繼電器輸入側(cè)兩端的電 壓，進(jìn)而決定接通固態(tài)繼電器的個(gè)數(shù)，同時(shí)傳感器和采集板卡開始工作，傳感器將采集到的 實(shí)際電流電壓值轉(zhuǎn)換為采集板卡可接受的值； (6) 后處理采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的電流電壓信號(hào)進(jìn)行處理，通過對(duì)數(shù)據(jù)處理判斷分 斷類型，額定不斷、過載恢復(fù)冷態(tài)斷或短路瞬斷，得到相應(yīng)的電氣保護(hù)特性數(shù)據(jù)，并進(jìn)行保 存； 結(jié)束試驗(yàn)，每次保護(hù)特性測(cè)試試驗(yàn)任務(wù)完成后，判斷未完成的測(cè)試任務(wù)次數(shù)，當(dāng)為0 時(shí)，控制板卡發(fā)出命令分?jǐn)喙虘B(tài)繼電器輸入側(cè)電壓，使固態(tài)繼電器輸出側(cè)斷開，結(jié)束試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01R31/327GK104251976SQ201410492379
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】姚芳, 李嘯, 李志剛, 黃凱, 李錚 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司