本發(fā)明涉及一種用于測試電氣開關(guān)設(shè)備的斷路器的測試系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

有多種類型的測試裝置可對在高、中、低電壓范圍內(nèi)工作的不同類型的開關(guān)進行測試。此類開關(guān)的一例為斷路器。

斷路器為針對大電流設(shè)計的特種開關(guān)。在發(fā)電工程裝置，例如發(fā)電廠或電量轉(zhuǎn)移裝置等發(fā)電裝置中，斷路器不僅用于工作電流的切換，而且用于在故障情況下對過載電流或短路電流進行切換。斷路器不僅可用于接通所述電流，也可用于斷開所述電流。斷路器通常包括開關(guān)觸頭，以及對該開關(guān)觸頭進行機械式驅(qū)動的控制驅(qū)動器。該控制驅(qū)動器例如可包括彈簧驅(qū)動器或空氣壓力驅(qū)動器，這些驅(qū)動器存儲機械能，以用于所述開關(guān)觸頭的快速切換。所述彈簧驅(qū)動器或空氣壓力驅(qū)動器例如可由電驅(qū)動器預(yù)載或“充電”。用于開關(guān)觸頭切換的存儲機械能的釋放可由所謂的電動跳閘線圈實現(xiàn)。電氣設(shè)備中通常設(shè)有分站電池，該電池提供48V至220V的直流電壓(DC電壓)，以向所述跳閘線圈供應(yīng)電能。如此，僅需一個無電位繼電器觸頭便可實現(xiàn)開路和閉路。在操作期間，開路或閉路指令通常來自保護繼電器或控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，“斷路器”一詞也可理解為負(fù)載開關(guān)、隔離器或接地開關(guān)。

斷路器為電氣開關(guān)設(shè)備的中心部件，因而必須定期維護和測試，以確保其能夠無故障運行。

在正常操作期間，斷路器的部件通常連接至相應(yīng)開關(guān)設(shè)備的分站電池，該電池為斷路器提供所需的電能，從而保證斷路器可實現(xiàn)其設(shè)計功能。在斷路器測試時，該斷路器必須至少在測試期間獲得短暫供能，以便一方面對彈簧或壓縮氣體等內(nèi)置電能存儲系統(tǒng)進行充電或再充電，另一方面釋放所存儲的電能以有效啟動所述斷路器。在某些情況下，尤其是隔離器情況下，即使不存在電能存儲系統(tǒng)也能實現(xiàn)上述目的。在此情況下，必須接通開關(guān)進行外部供能。

傳統(tǒng)上還可使用測試系統(tǒng)，其可從電源電壓自身中生成所需的供電電壓。其優(yōu)點在于電壓可變，從而可在高于或低于分站電池電源電壓的情況下實施測試。所謂的欠壓測試可尤其對斷路器即使在電池電量不足的情況下是否仍可工作進行良好評價。

另一種可行方法在于在測試期間直接使用分站電池為待測斷路器供電。在此情況下，欠壓條件下無法對斷路器行為進行測試，但是可在分站電池和斷路器之間連入電阻器。如此，該電阻器上發(fā)生部分壓降，從而在斷路器上生成欠壓。在此情況下，供電電壓因依賴于電流流動而可能發(fā)生強烈波動，這可能對測量質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于測試斷路器的測試系統(tǒng)和方法，通過該測試系統(tǒng)和方法，可避免上述問題。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的由一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于測試電氣開關(guān)設(shè)備的斷路器的測試系統(tǒng)，一種根據(jù)權(quán)利要求10的測試裝置以及一種根據(jù)權(quán)利要求11的測試方法實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求定義了本發(fā)明的其他實施方式。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種測試系統(tǒng)，用于測試一電氣開關(guān)設(shè)備的一斷路器，該測試系統(tǒng)包括一測試裝置，其中，使所述斷路器啟動的電能基于所述電氣開關(guān)設(shè)備的一分站電池而生成，該分站電池優(yōu)選在所述斷路器正常工作期間用作該斷路器的電壓源，并且由所述測試裝置的一電壓調(diào)節(jié)器穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明，“斷路器”一詞也可理解為負(fù)載開關(guān)、隔離器或接地開關(guān)。

此設(shè)置方式的優(yōu)點在于，由于已設(shè)在所述斷路器位置上的所述分站電池可用作電壓源，因此在該斷路器測試時，無需再為該斷路器提供其他用于生成測試電壓或供電電壓的電壓源。通過所述測試裝置的電壓調(diào)節(jié)器，所述分站電池可能發(fā)生的電壓波動得到控制，從而可為設(shè)置于所述測試裝置出口處的該負(fù)載開關(guān)提供保持恒定且盡可能不受負(fù)載電流影響的供電電壓?；蛘?，還可使用其他電壓源替代所述電氣開關(guān)設(shè)備的分站電池，在任何情況下，該電壓源均處于所述斷路器的測試位置。

此外，所述測試裝置可包括例如為跳閘觸頭形式的開關(guān)元件，該開關(guān)元件在所述斷路器處于閉合狀態(tài)時，可選以供電電壓啟動該斷路器的跳閘線圈。

盡管已與為所述斷路器的跳閘線圈供電的分站電池相連接，但是所述測試裝置可包括與常規(guī)電源的連接，通過該連接可例如為控制邏輯或測量電子器件供電。然而，可選地，與所述分站電池的連接可為所述測試裝置的唯一電源。

在所述斷路器測試期間，所述測試裝置的測量單元優(yōu)選從所述斷路器接收測量信號并對其進行評估，從而可對所述斷路器的跳閘行為或其對所施加供電電壓的響應(yīng)進行評價。

所述待測斷路器可包括例如為與所述跳閘線圈相連接的主觸頭形式的開關(guān)元件。當(dāng)所述跳閘線圈由上述供電電壓啟動時，則所述開關(guān)元件可根據(jù)供電電壓大小實現(xiàn)跳閘。

所述分站電池提供的輸入電壓可具有不可變的標(biāo)稱電壓，該電壓具有恒定值。因此，在本發(fā)明一些實施方式中，優(yōu)選通過變更輸入電壓值的方式利用不同跳閘電壓在所述斷路器上實現(xiàn)不同測試場景。為實現(xiàn)此目的，使用電壓調(diào)節(jié)器的不同實施方式較為有利。

在一例示實施方式中，可通過線性電壓調(diào)節(jié)器實現(xiàn)所述電壓調(diào)節(jié)。本實施方式適用于所述供電電壓低于所述輸入電壓的情況。此設(shè)置方式的優(yōu)點在于，可對欠壓和所述斷路器的相關(guān)行為進行測試。

在另一優(yōu)選例示實施方式中，可使用開關(guān)式電壓調(diào)節(jié)器，其中，可通過合適的電力電子器件產(chǎn)生較低供電電壓，從而實現(xiàn)電力損耗的最小化。如此，根據(jù)所述輸入電壓和供電電壓之間的電壓差，輸入電流也可小于所述測試裝置籍以啟動所述斷路器的電流。

此外，所述電壓調(diào)節(jié)器也可為降壓轉(zhuǎn)換器。該降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電流高于其中間輸入電流，而且所述輸出電壓低于所述輸入電壓。如此，當(dāng)在所述測試裝置中使用降壓轉(zhuǎn)換器時，該實施方式可應(yīng)用于所述測試裝置的供電電壓小于或等于所述輸入電壓的情形。

在另一例示實施方式中，所述電壓調(diào)節(jié)器也可為升壓轉(zhuǎn)換器。在此情形中，該升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓大于所述輸入電壓。如此，當(dāng)使用升壓轉(zhuǎn)換器時，所述測試裝置的供電電壓大于或等于所述分站電池提供的輸入電壓。使用升壓轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點在于，還能對所述斷路器電壓進行測試，該電壓高于所述外部電壓源或分站電池的電壓。

此外，還可選擇將升壓轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器組合的方式實現(xiàn)所述電壓調(diào)節(jié)器。此設(shè)置方式的優(yōu)點在于，可實現(xiàn)所述測試設(shè)備輸出電壓范圍的自由選擇，并可實現(xiàn)欠壓和過壓兩種測試。所謂的欠壓測試可尤其對所述斷路器即使在電池電量不足的情況下是否仍可正常工作進行有效評價。

在所述電壓調(diào)節(jié)器的所有上述實施方式情況下，在生成所述測試電壓，即用于相應(yīng)斷路器的供電電壓時，可有利地通過所述電壓調(diào)節(jié)器實現(xiàn)該電壓的穩(wěn)定化，以抵消和補償所述分站電池提供的輸入電壓中的波動。如此，可以更高的質(zhì)量和精度實現(xiàn)所述斷路器的測試。

根據(jù)本發(fā)明，還提供一種用于測試裝置，用于測試一電氣開關(guān)設(shè)備的一斷路器，該測試裝置設(shè)計為基于所述電氣開關(guān)設(shè)備的一分站電池的一電壓生成用于所述斷路器的一供電電壓，其中，該測試設(shè)備包括用于穩(wěn)定所述供電電壓的一電壓調(diào)節(jié)器。所述測試裝置可優(yōu)選按上文所述方式設(shè)計。

此外，本發(fā)明包括一種用于測試一電氣開關(guān)設(shè)備的一斷路器的方法，其中，所述電氣開關(guān)設(shè)備的一分站電池與一測試裝置相連接，以由該分站電池向所述測試裝置施加一輸入電壓。所述測試裝置與待測斷路器相連接，而且基于所述分站電池的電壓生成用于所述斷路器的一供電電壓，從而實現(xiàn)所述斷路器的測試，其中，通過所述測試裝置的一電壓調(diào)節(jié)器實現(xiàn)所述供電電壓的穩(wěn)定化。此外，還由所述測試裝置的一測量單元對所述供電電壓施加時所述斷路器的行為進行記錄和分析。

附圖說明

以下，參照附圖對本發(fā)明實施方式進行詳細(xì)描述：

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實施方式的測試系統(tǒng)。

圖2所示為利用本發(fā)明測試系統(tǒng)對斷路器進行測試的方法。

具體實施方式

圖1所示為測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)包括用于測試斷路器2的測試裝置1。斷路器2為電氣開關(guān)設(shè)備的部件，該電氣開關(guān)設(shè)備還包括分站電池3，該分站電池在正常工作期間為斷路器2提供工作電壓。為了實現(xiàn)斷路器2的測試目的，測試裝置1可暫時安裝于所述電氣開關(guān)設(shè)備中。

在一些例示實施方式中，所述分站電池一般提供48V至220V的直流電壓。在圖1中，該電壓被標(biāo)記為輸入電壓6。

為了實現(xiàn)斷路器2的測試，測試裝置1連接于分站電池3和斷路器2之間。其中，測試裝置1經(jīng)連接元件30和31連接于分站電池3，從而使得測試裝置1由輸入電壓6供電。在圖示實施方式情況下，測試裝置1包括電壓調(diào)節(jié)器11、跳閘觸頭12形式的開關(guān)以及測量單元4等。此外，在一種例示實施方式中，所述測試裝置可包括電阻器8，該電阻器為可變電阻器，而且/或者可連接為實現(xiàn)測試裝置1輸入電壓的相應(yīng)調(diào)節(jié)。輸入電壓6施加至電壓調(diào)節(jié)器11，其中，電阻器8可連于分站電池3和電壓調(diào)節(jié)器11之間。電壓調(diào)節(jié)器11經(jīng)連接元件34和35連接至斷路器2。其中，連接元件35包括跳閘觸頭12形式的開關(guān)，通過該開關(guān)，能夠以可選方式打開或閉合由連接元件34和35所定義的電路。測試裝置1的測量單元4經(jīng)連接元件32和33連接至斷路器2。

測試裝置1自分站電池3提供的輸入電壓6中生成用于測試斷路器2的供電電壓7。有利地，電壓調(diào)節(jié)器11設(shè)計為，其可穩(wěn)定斷路器2的供電電壓7，并抵消或者特意地增大或減小分站電池3所提供電壓6中可能發(fā)生的波動。其中，電壓調(diào)節(jié)器11可以不同方式實施。

舉例而言，電壓調(diào)節(jié)器11可以為線性電壓調(diào)節(jié)器。該電壓調(diào)節(jié)器的特征在于，其僅提供小于輸入電壓6的供電電壓7。其中，分站電池3的輸入電壓6所產(chǎn)生的電流大于或等于測試裝置1籍以啟動斷路器2的電流。輸入電壓6和供電電壓7之間的電壓差與所述電流的乘積在測試裝置1中轉(zhuǎn)化為熱能。

在另一例示實施方式中，電壓調(diào)節(jié)器11可以為配備合適電力電子器件的開關(guān)式電壓調(diào)節(jié)器。在此情況下，供電電壓7同樣低于輸入電壓6，但是可保持更低的電能損耗。此外，根據(jù)輸入電壓6和供電電壓7之間的電壓差，分站電池3的輸入電壓6所產(chǎn)生的電流可小于測試裝置1籍以啟動斷路器2的電流。

此外，電壓調(diào)節(jié)器11還可為降壓轉(zhuǎn)換器。在此情況下，供電電壓7小于或等于輸入電壓6。在另一可能例示實施方式中，電壓調(diào)節(jié)器11也可以為升壓轉(zhuǎn)換器。在此情況下，供電電壓7大于或等于輸入電壓6。然而，還可選擇將升壓和降壓轉(zhuǎn)換器組合作為電壓調(diào)節(jié)器11，其中，供電電壓7可自由選擇。

通過適當(dāng)選擇電壓調(diào)節(jié)器11的類型，可使所述測試系統(tǒng)適用于相應(yīng)的當(dāng)前測試條件，其中，供電電壓7的大小尤其可相應(yīng)地以可變方式選擇。

圖1所示跳閘觸頭12用于可選地斷開或閉合由連接元件34和35所定義的電路，并經(jīng)連接元件34和35將電壓調(diào)節(jié)器11提供的供電電壓6施加至待測斷路器2的跳閘線圈21。當(dāng)跳閘觸頭12閉合時，供電電壓7施加至跳閘線圈21，并從而可使跳閘線圈21啟動。根據(jù)施加至跳閘線圈21的電壓7的大小，跳閘線圈21快速、或者以較慢速度、或者根本無法打開或閉合斷路器2的主觸頭22。

測試裝置1的測量單元4接收斷路器2的測量信號，通過該測量信號，測量單元4可對斷路器2的跳閘行為或其主觸頭22實施自動評價。

圖2為根據(jù)本發(fā)明斷路器測試方法示意圖。其中，在第一步驟S1中，將測試裝置連接至所述電氣開關(guān)設(shè)備的分站電池，從而將該分站電池的電壓作為輸入電壓施加至所述測試設(shè)備。

在下一步驟S2中，將所述測試裝置連接至待測斷路器，其中，所述測試裝置基于所述分站電池電壓產(chǎn)生用于測試所述斷路器的供電電壓。

在另一步驟S3中，閉合所述測試裝置的跳閘觸頭，從而將所述供電電壓施加至所述待測斷路器。在所述斷路器跳閘行為測試期間，在步驟S4中，利用所述測試裝置的電壓調(diào)節(jié)器穩(wěn)定所述供電電壓，從而可向所述斷路器提供無波動的恒定測試電壓。

根據(jù)所述供電電壓的相應(yīng)選擇值，待測試斷路器快速跳閘、以較慢速度跳閘或不跳閘。在一種有利實施方式中，可設(shè)計為將所述供電電壓選擇為低于設(shè)定閾值。在此情況下，所述斷路器在無故障運行的情況下不跳閘。在另一實施方式中，所述供電電壓可選擇為高于所述設(shè)定閾值，從而使得所述斷路器可在無故障操作的情況下跳閘。因此，在步驟S5中，所述測試裝置的測量單元對所述斷路器是否具有與相應(yīng)所選供電電壓相對應(yīng)的正確跳閘行為進行測試。

如果該跳閘行為正確，則在步驟S6中確定所述斷路器可正確跳閘。然而，如果所述跳閘行為不正確，則在步驟S7中確定所述斷路器發(fā)生故障。