專利名稱：高壓開關(guān)參數(shù)測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓開關(guān)參數(shù)測試儀。
一般來說，高壓開關(guān)的生產(chǎn)廠家供電、發(fā)電部門每生產(chǎn)、安裝或檢修一臺高壓開關(guān)都必須對其開關(guān)的性能、參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格測試。
目前一般采用的高壓開關(guān)測速裝置，通過一個設(shè)置在開關(guān)動觸頭作動行程中某一預(yù)定位置的通孔。獲得光電脈沖信號。利用電磁振蕩器繪制出一條高壓開關(guān)動觸頭運(yùn)動的曲線，再用精度為0.02mm的卡尺量出有關(guān)數(shù)據(jù)后經(jīng)過計算才能獲得高壓開關(guān)的有關(guān)性能參數(shù)。這種測速裝置采取定光通量。移動定位標(biāo)量和調(diào)整光通量的方式，對于測試精度影響極大。頻率振蕩器的振蕩頻率是恒定的(100周/秒)。共振幅只能在某一個很限小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，此例說，當(dāng)測量DRSR-220開關(guān)的分閘速度時，由于分閘速度高，曲線將被拉得很平，因此很難準(zhǔn)確的測量剛分時間，最大速度，剛分，剛合速度瞬時速度，最大速度時間及斷口的不同期，在測量上存在著幾個重大問題即它不能求測出高壓開關(guān)的瞬時速度，剛分(合)時間，斷口的不同期，不能測量開關(guān)長行程，不能一機(jī)多用，不能測高速開關(guān)，儀器整套昂貴，體積大，重量大，操作人員多、復(fù)雜。另外，對于電壓高，切斷電流大分(合)閘速度高的高壓開關(guān)不能使用。例如SW7-110KV開關(guān)剛分速度10m/s，最大分閘速度為15m/s。法國DRSR-220KV開關(guān)，剛分速度18m/s，最大分閘速度19m/s。如果仍然使用電磁振蕩器測量，是滿足不了高壓開關(guān)測速的要求，并測量高壓開關(guān)的瞬時速度。剛分(合)時間、斷口的不同期，最大速度、時間，就無能為力了。
本發(fā)明的目的是提供一種測量高壓開關(guān)的瞬時速度，剛分(合)時間，斷口不同期，最大速度，最大速度時間及高壓開關(guān)動觸頭運(yùn)動全過程的運(yùn)動曲線，各種參數(shù)的高壓開關(guān)參數(shù)測試儀，該測試儀還可在測量的同時，直接顯示并記錄下列數(shù)據(jù)及特性曲線。
1.斷口的剛分(合)時間。
2.任意兩個斷口的不同期。
3.斷口不同期的大小比較。
4.觸頭運(yùn)動動作時間。
5.斷口的剛分(合)速度(瞬時速度)。
6.最大剛分(合)瞬時速度。
7.動觸頭速度達(dá)到最大的時間。
8.開關(guān)動觸頭分(合)全運(yùn)動的速度位移曲線。
9.分(合)過程中，動觸頭位置和相應(yīng)時間的點(diǎn)陣曲線。
10.動觸頭運(yùn)動過程中任一時間的位置。
11.動觸頭運(yùn)動過程中，任一位置處的時間。
12.動觸頭運(yùn)動過程中任一時間處的瞬時速度。
13.觸頭運(yùn)動過程中任一位置的速度。
14.動觸頭運(yùn)動到剛分(合)點(diǎn)時所走的距離。
15.分(合)點(diǎn)的總行程。
以及其他有關(guān)的觸頭的其它信息。甚至獲取觸頭運(yùn)動過程中任意位置時的瞬時速度V(s)和相應(yīng)時間T(s)以及任意時刻動觸頭位移S(t)是觀察微小速度時間變化，研究開關(guān)機(jī)械特性的一種必要手段。
本發(fā)明的高壓開關(guān)參數(shù)測試儀主要由光電轉(zhuǎn)換裝置，信號處理電路，啟動定時電路及微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。


圖1圖2是本發(fā)明的二種最佳實施電路圖。
圖3圖4是本發(fā)明瞧韉慕峁箍蟯己褪荽硐低車目蟯肌 1.光電轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)特征在于以10+0.02-0.05mm為單位的等距孔光柵尺，在光柵尺的一側(cè)有兩只紅外線發(fā)光管1.2.相并聯(lián)，在光柵尺的另一側(cè)有兩只硅光管5.6相并聯(lián)。光柵尺在高壓開關(guān)動觸頭上固定，隨開關(guān)動觸頭運(yùn)動。
2.信號處理電路的結(jié)構(gòu)特征在于在兩只硅光管的集電極上都分別串聯(lián)了兩個阻容濾波電路3.4.到第一級晶體管7.8集電極前置放大電路的基極上。第一級晶體管7.8為串聯(lián)集電極放大電路。第一級晶體管7.8的集電極與第二級晶體管的基極相串聯(lián)組成第二級晶體管7.8.9.10集電極前置放大電路，第一和第二級晶體管放大電路為并聯(lián)電路，從第二級晶體管集電極9.10串一只雙驅(qū)動器11.為吸收增大脈沖信號電路，然后再串聯(lián)一只與非門12和串聯(lián)一只脈沖信號指示13為信號輸出電路，與非門12與光電耦合器14串聯(lián)給與非門15輸出為脈沖信號高壓隔離整形電路就在給與非15的輸出端串聯(lián)到微型計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的計數(shù)器16中。
3.啟動定時電路的特征在于高壓開關(guān)的繼電保護(hù)器20與啟動定時電路中的光電耦合器17相連接給與非門的輸出端直接和微型計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的定時器19相連接。
4.微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征在于利用微機(jī)中的計數(shù)定時器進(jìn)行做為計數(shù)器和定時器，根據(jù)它內(nèi)部的構(gòu)成，對監(jiān)控對象高壓開關(guān)的動觸頭，斷口的參數(shù)、脈沖進(jìn)行定時采樣，完成數(shù)據(jù)采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)做處理。圖3.圖4為本儀器的結(jié)構(gòu)框圖。
1.光電轉(zhuǎn)換裝置是固定在高壓開關(guān)斷口的頂部。圖1是光電轉(zhuǎn)換電路圖，用一根以10+0.02-0.05mm為單位的等孔距光柵尺，該尺與高壓開關(guān)的動觸頭相連在一起，在此的兩側(cè)有兩只紅外線發(fā)光管1.2.和兩只硅光管5.6.當(dāng)高壓開關(guān)動觸頭運(yùn)動帶動?xùn)懦咭苿右粋€孔距，光透過光柵尺照在硅光管上，這時就有一個脈沖產(chǎn)生進(jìn)入信號處理電路周而復(fù)始，紅外線發(fā)光線1.2是并聯(lián)在電路中的，硅光管5.6也是并聯(lián)在電路中的都分別在光柵尺的兩側(cè)。
2.信號處理電路圖1.在強(qiáng)電下操作有很強(qiáng)的外電場干擾，為了避免干擾，在處理電路中有濾波阻容電路3.4.它的連接在硅光管5.6.和晶體管集電極前級放電路7.8之間，阻容電路是從硅光管的集電極晶體管7.8的基極串聯(lián)連接的。為了加大脈沖信號在電路中采用了二級晶體管7.8.9.10.前置放大。7.8.晶體管的集電極與9.10.晶體管的基極相串聯(lián)。從晶體管9.10.的集電極放信號輸出、輸入到雙驅(qū)動器11和與非門12中，經(jīng)與門12輸出的脈沖信號送入光電耦合器14進(jìn)行隔離整形后經(jīng)與非門15送入定時/計數(shù)器CTC16進(jìn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。它們都是以串聯(lián)的方式進(jìn)行連接的，13是脈沖信號指示。
3.啟動定時電路圖2高壓開關(guān)繼電器的常開觸點(diǎn)20與光電耦合器17相串聯(lián)，當(dāng)啟動信號由高壓開關(guān)繼電器的常開觸點(diǎn)來時進(jìn)入光電耦合器17進(jìn)行對該信號加工隔離再送入與非門18整形，這是為了防止干擾信號進(jìn)入啟動定時器中，經(jīng)與非門18整形的信號輸入到定計器CTC19中，它們都是以串聯(lián)的形式進(jìn)行連接的。
4.微相數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)圖4，高壓開關(guān)參數(shù)測試儀是一種以TP801A型微機(jī)為主體微型計算機(jī)定時數(shù)據(jù)處理，根據(jù)微型機(jī)定時采樣的原理，對高壓開關(guān)或類似裝置的(分)合運(yùn)動過程的信息進(jìn)行加工處理。當(dāng)脈沖信號輸入到定時/計數(shù)器CTC16.19時，它對這個信號進(jìn)行分析，運(yùn)算等一系列的加工，然后送入到存貯器21進(jìn)行定位修改地址指針，再送入中央處理器CPU22進(jìn)行加工處理，最后利用操作盤送入輸出信號數(shù)據(jù)等一系列參數(shù)輸出部分(打印機(jī))24進(jìn)行參數(shù)打印。<微型計算機(jī)具備打印、顯示功能>。主要由軟件控制。
光電轉(zhuǎn)換裝置在高壓開關(guān)端口頂部固定，光柵尺與高壓開關(guān)動觸頭連接在一起，并隨之移動，光柵尺是以10
為單位的等距孔光柵尺，每移動一個孔格，光源被遮斷一次，這樣由紅外線發(fā)光管1.2和硅光管5.6完成光與電脈沖信號的轉(zhuǎn)換，電脈沖信號經(jīng)3.4.濾波后輸入到晶體管7.8.進(jìn)行集電極置前放大，電脈沖信號的輸入輸出指示燈13是指示脈沖的進(jìn)入，光電脈沖信號輸入時，信號指示13就發(fā)亮，否則不亮，然后，經(jīng)過雙驅(qū)動器來增大脈沖信號的電流量11，經(jīng)與非門12對脈沖信號進(jìn)行高低電平指示輸出，最后輸入到光電耦合器14進(jìn)行對脈沖信號隔離，排除干擾雜波信號，進(jìn)行處理整形，通過與非門接著輸入到計數(shù)器CTC16中進(jìn)行對脈沖的數(shù)據(jù)處理。圖1.
啟動定時電路高壓開關(guān)的繼電保護(hù)器常開觸點(diǎn)(簡稱繼電器)20，與啟動定時電路的光電耦合器17相串聯(lián)，當(dāng)高壓開關(guān)的繼電器操作桿向下壓一下時，高壓開關(guān)內(nèi)的動觸頭就開始作分(合)閘運(yùn)動在這同時高壓開關(guān)繼電器的常開觸點(diǎn)的啟動信號脈沖輸入到儀器的啟動電路光電耦合器17中，經(jīng)過隔離再經(jīng)過與非門18直接送入到定時電路的總時器19中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在這個時候，儀器內(nèi)部開始計時，高壓開關(guān)的動觸頭和儀器的定時器同時運(yùn)動和計時。
時間測量法高壓開關(guān)的動觸頭是由初速Vo開始到Vt為結(jié)束。可在剛結(jié)束的瞬間，高壓開關(guān)的動觸頭與靜觸頭進(jìn)行相碰，可這時由于反沖作用動觸頭又向回移動一段距離最后慢慢地回到合的位置。高壓開關(guān)動觸頭的運(yùn)動全過程是一個拋物線型狀。它的軌跡是當(dāng)開關(guān)動觸頭剛運(yùn)動(指初速)時，有一個信號脈沖，圖2，這個脈沖信號通過光電耦合器17進(jìn)行信號隔離整形，輸入到定時器CTC19中，進(jìn)行時間的計算，就這樣開始定時計算所通過的脈沖信號數(shù)，計算高壓開關(guān)動觸頭運(yùn)動的全過程的總時間，瞬時等。
下面將舉例說明以SW6-220KV少油開關(guān)為例，測量合閘過程首先將開關(guān)的動觸頭打到分的指示位置，將高壓開關(guān)參數(shù)測試的光光電轉(zhuǎn)換裝置固定在高壓開關(guān)的端口頂部，光柵尺與動觸頭相連在一起通過光電轉(zhuǎn)換器可接線進(jìn)入儀器中，各斷口線也同時接入儀器的斷器桿座中，此后接通高壓開關(guān)繼電器與儀器啟動定時電路相串聯(lián)，經(jīng)核查接線無誤后打開儀器的電源開關(guān)，操高壓開關(guān)的繼電器進(jìn)行合操作。這一次性操作可以得到每相斷口的剛合時間。
每相斷口的不同期。
每相斷口的剛合速度(指瞬時速度)。
每相斷口的最大速度。
每相斷口的最大速度時間。
以及描述開關(guān)動觸頭運(yùn)動全過程的時間位移曲線和位移速度曲線。等24種參數(shù)，另外，從這兩條曲線上可以了解到開關(guān)的運(yùn)動情況，故障情況和反映動觸頭的特征狀況。
高壓開關(guān)參數(shù)測試，克服了上述目前現(xiàn)有的儀器的缺點(diǎn)，解決并且突破了現(xiàn)在的多種高壓開關(guān)測試儀器只能測量小區(qū)間行程的平均速度和局限性，解決了多年來未能解決的開關(guān)動觸頭運(yùn)動瞬時速度的測量問題，因此，它適應(yīng)于超高壓開關(guān)的研制開發(fā)，檢測和安裝調(diào)試，可靠性高，測試效率高，數(shù)據(jù)精度高，體積小，重量輕，操作簡單，顯示直觀，漢字輸出，參數(shù)打印，開關(guān)過程整個曲線繪制等，適用范圍廣的新型儀器，通過多次的現(xiàn)場實驗，測試，結(jié)果達(dá)到了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，在測量瞬時速度這方面達(dá)到了國際水平。
為了和各種速度參數(shù)定義相符，該儀器改進(jìn)了以往多種測試儀器利用小區(qū)內(nèi)求平均速度近似瞬時速度的方法，各速度參數(shù)均為實際瞬時值和標(biāo)準(zhǔn)值，還具有測試效率高數(shù)字顯示清楚直觀，同期鑒別，自動比較誤差等性能。
時間測量誤差不大于0.00001%速度測量誤差不大于0.1%適用范圍，只要光柵尺的運(yùn)動能反映觸頭運(yùn)動(不管開關(guān)的型號)即可。(實用測量真空開關(guān)時應(yīng)用1mm光柵等孔距尺)其它不論長短行程，速度高低均使用10+0.02-0.05mm的光柵等孔距尺(通用)。
測速度范圍寬0.001m/s-100m/s。
因外該儀器總重量不超過9kg，攜帶方便，操作簡單，用一人即可現(xiàn)場測試，抗干擾性能強(qiáng)，在50萬伏高壓下仍能正常工作。防震性能強(qiáng)，放在載重汽車上行駛500公里山路仍能繼續(xù)工作。連續(xù)工作時間≥8H。溫度適應(yīng)范圍-45℃～40℃。
權(quán)利要求
1.高壓開關(guān)參數(shù)測試儀包括光電轉(zhuǎn)換裝置，信號處淼緶罰舳ㄊ鋇緶芳拔⒒荽硐低場Ｆ涮卣髟謨冢浩涔獾繾蛔爸彌猩櫨械染囁墜庹こ擼詮庹こ叩囊徊嗌櫨蟹⒐夤 .2，另一側(cè)設(shè)有光敏元件5，6。信號處理電路設(shè)有雙驅(qū)動器11，光電耦合器14與非門15和計數(shù)器16。啟動定時電路連接在高壓開關(guān)繼電器的常開觸點(diǎn)之間，微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由定時器19計數(shù)器16中央處理器22所組成，它由軟件控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓開關(guān)參數(shù)測試儀其特征在于，信號處理電路由紅外線發(fā)光管1，2.并聯(lián)在電路中，硅電光敏管5，6二個并聯(lián)在電路中，它們都分別在光柵尺的兩側(cè)。二級晶體管前置放大7.8.9.10.。7.8.串聯(lián)，9.10串聯(lián)，7.8.和9.10并聯(lián)在每個硅光管的集電極與放大晶體管7.8.的基極之間分別有阻容濾波3.4.電路相串聯(lián)，在第二級晶體管放大電路的輸出端經(jīng)過雙驅(qū)動器11及與非門12與光電耦合器14相連。在與非門的輸出端有一個脈沖輸入輸出指示發(fā)光管13，如果有脈沖輸入，發(fā)光指示13發(fā)亮。否則不亮。光電耦合器輸出端接入微機(jī)數(shù)據(jù)處理計數(shù)器16中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓開關(guān)參數(shù)測試儀其特征在于，其光電轉(zhuǎn)換裝置中的光柵尺可與高壓開關(guān)的動觸頭相連接在一起，其孔距為10
mm發(fā)光管為紅外線發(fā)光管。光敏元件為硅電光敏三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1高壓開關(guān)參數(shù)測試儀的啟動定時電路其特征在于高壓開關(guān)繼電保護(hù)器的常開觸點(diǎn)20與啟動定時電路中的光電耦合器17相連，經(jīng)與非門的輸出端18輸入到微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的定時器19中。
全文摘要
本發(fā)明的高壓開關(guān)參數(shù)測試儀由光電轉(zhuǎn)換裝置、信號處理電路、啟動定時電路及微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，用于測量高壓開關(guān)的瞬時速度，剛分(合)時間、斷口不同期、最大速度、最大速度時間，以及高壓開關(guān)動觸頭運(yùn)動全過程的運(yùn)動曲線等參數(shù)，該測試儀還可在測量的同時直接顯示并記錄測試數(shù)據(jù)及特性曲線。
文檔編號G01R31/00GK1034812SQ8810041
公開日1989年8月16日 申請日期1988年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月3日
發(fā)明者賈相鶴, 崔癸英 申請人:賈相鶴