CN103235245A - 塑壳断路器自动耐压试验台及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑壳断路器自动耐压试验台及控制方法。其特点是它包括试验台的框架、断路器自动合闸机构、控制电路的主电路、接触器控制电路、继电器控制电路、电机调节电路和采样电路，断路器自动合闸机构固连在断路器上方位置的框架上；主电路用八个接触器分别接通待测断路器的上下口搭建不同的测试电路，接触器控制电路用继电器对接触器进行控制，继电器控制电路用三极管放大电流二极管作续流二极管；采样电路为不失真半波整流电路，使用肖特基二极管D0并联反接。由于控制核心采用的是单片机；合闸机构固定在试验台框架上；采样电路为不失真半波采样电路，从而整个试验台的体积缩小了，电路简单需要的电器元件少；所以大幅降低了试验台的成本。

Description

塑壳断路器自动耐压试验台及控制方法

技术领域

本发明属于一种塑壳断路器检测试验装置，特别是涉及一种塑壳断路器自动耐压试验台及控制方法。

背景技术

目前的试验台控制核心是工控机配合板卡，成本较高；而且合闸机构是由气缸推动的，工作时将合闸机构部分推到断路器上方位置，空闲时断路器气缸将合闸机构部分推离断路器上方位置，必须有气缸导轨等一系列器件，试验台占的面积和体积也比较大；采样电路为全波整流电路需要的元器件多。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种试验台及其控制部分占的体积比较小，成本较低的塑壳断路器自动耐压试验台及控制方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，对于塑壳断路器自动耐压试验台所采取的技术方案是：它包括有所述试验台的框架、断路器自动合闸机构、控制电路的主电路、接触器控制电路、继电器控制电路、电机调节电路和采样电路；所述断路器自动合闸机构固连在放置被检测断路器上方位置的所述试验台框架上；所述的主电路是：220伏电源的两端接第九接触器（KM9）的常开触点的一端，所述第九接触器（KM9）常开触点的另一端连接调压器（T2）输入侧，所述调压器（T2）输出侧连接变压器（T1）原边，所述变压器（T1）3000V副边的3000L一端连接到互相并联的第一、二、三、四接触器（KM1，KM2，KM3，KM4）的常开触点的一端上，所述第一、二、三、四接触器（KM1，KM2，KM3，KM4）的常开触点的另一端分别接到待测断路器的上口N、C、B、A相，所述变压器（T1）3000V副边的3000N一端连接到互相并联的第五、六、七、八接触器（KM5，KM6，KM7，KM8）的常开触点上，所述第五、六、七、八接触器（KM5，KM6，KM7，KM8）的常开触点的另一端分别接到所述待测断路器的下口N、C、B、A相，所述变压器（T1）5V侧副边两端分别接到所述采样电路第一、二输入端（1、2）上，信号经过采样电路的不失真半波整流后送到单片机的AD采样口，用于调节电压；所述变压器（T1）3000V副边回路中接有电流互感器（CT），所述电流互感器（CT）的两端（C11、C12）接有采样电阻（R2），所述电流互感器（CT）的两端（C11、C12）分别接到所述采样电路第一、二输入端（1、2）上，信号经过采样电路的不失真半波整流后送到单片机的AD采样口；所述的接触器控制电路是：220电源L端连接第一、二、三、四、五、六、七、八、九继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9）常开触点一端，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9）常开触点另一端接所述第一、二、三、四、五、六、七、八及第九接触器（KM1，KM2，KM3，KM4、KM5，KM6，KM7，KM8、KM9）线圈一端，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九接触器（KM1，KM2，KM3，KM4、KM5，KM6，KM7，KM8、KM9）线圈另一端接220电源N端；所述的继电器控制电路是：24V直流电源连接第一、二、三、四、五、六、七、八、九及第十继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10）线圈的一端，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10）线圈的另一端连接第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的集电极，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的集电极又连接了第十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十二极管（D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20）的正极和第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十光耦（U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10）输出侧的集电极，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的发射极连接24V地，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的基极连接所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十光耦（U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10）输出侧的发射极，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十光耦（U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10）的输入侧正极接所述单片机的IO口，负极接5V地；所述的电机调节电路是：：12V电源连接所述第十继电器（KA10）的第一组常开触点的一端，所述第一组常开触点另一端同时连接了第一二极管（D1）的负极、电机（M）第一限位开关（S1）的一端、电容（C）的一端、所述第十继电器（KA10）第一组常闭触点的一端，所述第一二极管（D1）的正极同时连接了电机（M）的所述第一限位开关（S1）的另一端、所述电机（M）的一端，所述电机（M）的另一端同时连接了第二二极管（D2）的正极和所述电机（M）第二限位开关（S2）的一端，所述第二二极管（D2）的负极同时连接了电机（M）所述第二限位开关（S2）的另一端、所述电容（C）的另一端、所述第十继电器（KA10）第二组常开触点一端、所述第十继电器（KA10）第二组常闭触点一端，第十继电器（KA10）所述第二组常闭触点的另一端连接了12V电源，第十继电器（KA10）所述第二组常开触点的另一端同时连接了第十继电器（KA10）所述第一组常闭触点的另一端、场效应管（V1）漏极，所述场效应管（V1）源级接12V地，所述场效应管（V1）栅极同时连接了第一电阻（R1）一端、第十一光耦（U11）输出侧发射极，所述第一电阻（R1）另一端连接12V地，所述第十一光耦（U11）输出侧集电极连接12V电源，所述第十一光耦（U11）输入侧二极管正极连接所述单片机IO口，所述第十一光耦（U11）输入侧二极管负极连接5V地；所述的采样电路是：所述第一信号输入端（1）连接肖特基二极管（D0）正极和5V地，所述5V地连接滤波电容（C0）一端，所述第二信号输入端（2）连接第三电阻（R3）一端，所述第三电阻（R3）另一端同时连接所述肖特基二极管（D0）负极、所述滤波电容（C0）另一端和所述单片机采样口AD。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，对于塑壳断路器自动耐压试验台的控制方法所采取的技术方案是：若测试被检测断路器A、B相间耐压情况时其控制过程如下：

(1）．搜索被检测断路器举升后，断路器手柄是否伸入合闸机构内的位置点--原点，是即执行步骤2；

（2）．试验台托板气缸和探针气缸伸出，完成举升动作，执行步骤3；

（3）．合闸（若测试进出线位置间耐压的情况时分闸），执行步骤4；

（4）.接通电路，第九接触器（KM9）通电，采样电压，如实际电压比试验电压小，第十继电器（KA10）通电，单片机IO口驱动光耦，使场效应管（V1）导通，电机（M）正向转动，调压器（T2）输出电压增加，变压器（T1）原边电压增加；如实际电压大，所述第十继电器（KA10）断电，单片机IO口驱动光耦，使场效应管（V1）导通，电机（M）反向转动，调压器（T2）输出电压减小，变压器（T1）原边电压减小，执行步骤5；

（5）.判断电压是否到位，即是否实际电压与试验电压相差±1%以内，如不到位重复步骤4，如到位执行步骤6；

（6）.第四、第七接触器（KM4、KM7）通电，开始计时；

（7）.采样泄漏电流；

（8）.判断泄漏电流是否超出合格范围，如超出合格范围，记录当前计时时间和“不合格”结果，执行步骤10；如未超出合格范围，执行步骤9；

（9）.判断是否到时，即当前计时时间等于试验时间，如到时，记录当前计时时间和“合格”结果，执行步骤10；如不到时，重复步骤7；

（10）．断电，断开第九接触器（KM9）、第四接触器KM4、第七接触器KM7；

（11）．上位机显示结果。

本发明具有的优点和积极效果是：由于控制核心采用的是单片机；将合闸机构固定在试验台的框架上；采样电路为不失真半波采样电路，从而整个试验台的体积大大缩小了，电路简单，需要的电器元件少；所以大幅降低了试验台的成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；；

图2是本发明合闸机构示意图；

图3是本发明主电路原理图；

图4是本发明采样电路原理图；

图5是本发明控制步骤流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1、2所示，断路器自动合闸机构K固定连接在放置被检测断路器上方位置的试验台框架L上，即合闸机构K的支撑架b上有圆孔b1，螺丝穿过圆孔b1将整个合闸机构K固定在试验台框架L上，机构支撑架b共四个，其他三个与机构支撑架b相同。

如图3所示，主电路是：220伏电源的两端接接触器KM9的常开触点的一端，接触器KM9常开触点的另一端连接调压器T2输入侧，调压器T2输出侧连接变压器T1原边，变压器T13000V副边的3000L一端连接到互相并联的接触器KM1，KM2，KM3，KM4的常开触点的一端上，接触器KM1，KM2，KM3，KM4的常开触点的另一端分别接到待测断路器的上口N、C、B、A相，变压器T13000V副边的3000N一端连接到互相并联的接触器KM5，KM6，KM7，KM8的常开触点上，接触器KM5，KM6，KM7，KM8的常开触点的另一端分别接到待测断路器的下口N、C、B、A相，变压器T15V侧副边两端分别接到采样电路输入端1、2上，信号经过采样电路的不失真半波整流后送到单片机的AD采样口，用于调节电压；变压器T13000V副边回路中接有电流互感器CT，电流互感器CT的两端C11、C12接有采样电阻R2，电流互感器CT的两端C11、C12分别接到采样电路输入端1、2上，信号经过采样电路的不失真半波整流后送到单片机的AD采样口；

接触器控制电路是：220电源L端连接继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9常开触点一端，继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9常开触点另一端接接触器KM1，KM2，KM3，KM4、KM5，KM6，KM7，KM8、KM9线圈一端，接触器KM1，KM2，KM3，KM4、KM5，KM6，KM7，KM8、KM9线圈另一端接220电源N端；

继电器控制电路是：24V直流电源连接继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10线圈的一端，继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10线圈的另一端连接三极管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的集电极，三极管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的集电极又连接了二极管D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20的正极和光耦U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10输出侧的集电极，三极管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的发射极连接24V地，三极管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的基极连接光耦U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10输出侧的发射极，光耦U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10的输入侧正极接单片机的IO口，负极接5V地；

电机调节电路是：12V电源连接继电器KA10的第一组常开触点的一端，第一组常开触点另一端同时连接了二极管D1的负极、电机M第一限位开关S1的一端、电容C的一端、继电器KA10第一组常闭触点的一端，二极管D1的正极同时连接了电机M的限位开关S1的另一端、电机M的一端，电机M的另一端同时连接了二极管D2的正极和电机M限位开关S2的一端，二极管D2的负极同时连接了电机M限位开关S2的另一端、电容C的另一端、继电器KA10第二组常开触点一端、继电器KA10第二组常闭触点一端，继电器KA10第二组常闭触点的另一端连接了12V电源，继电器KA10第二组常开触点的另一端同时连接了继电器KA10第一组常闭触点的另一端、场效应管V1漏极，场效应管V1源级接12V地，场效应管V1栅极同时连接了电阻R1一端、光耦U11输出侧发射极，电阻R1另一端连接12V地，光耦U11输出侧集电极连接12V电源，光耦U11输入侧二极管正极连接单片机IO口，光耦U11输入侧二极管负极连接5V地；

如图4所示，采样电路是：信号输入端1连接肖特基二极管D0正极和5V地，5V地连接滤波电容C0一端，信号输入端2连接电阻R3一端，电阻R3另一端同时连接肖特基二极管D0负极、滤波电容C0另一端和单片机采样口AD。

本发明各个电路的原理如下：

主电路：KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8八个接触器的作用是分别接通待测断路器的上下口来搭建不同的测试电路，例如选择测试AB相间时，则接通接触器KM4和接触器KM7。变压器T1的5V侧副边两端分别接到采样电路输入端上即1、2端，作为电压的反馈信号送到单片机，用于调节电压。电流互感器CT的C11和C12两端采集泄漏电流信号送到单片机，用于判断结果。

接触器控制电路：当继电器KA1通电时，KA1常开触点闭合，使接触器KM1通电，实现继电器KA1对接触器KM1的控制。其他接触器也是此工作原理。

继电器控制电路：三极管VT1作用是电流放大，二极管D11为续流二极管。其他继电器也是此工作原理。

电机调节电路：与现有技术相同。

采样电路：为不失真半波整流电路，使用肖特基二极管D0，二极管D0并联反接，正半波波形完全保留，负半波电平绝对值高于管压降的部分被过滤掉。由于肖特基二极管管压降很小，所以负半波波形保留的很少，不会损坏单片机。

如图5所示，本发明的控制工作步骤是：若测试被检测断路器A、B相间耐压情况时其控制过程如下：

(1）．搜索被检测断路器举升后，断路器手柄是否伸入合闸机构内的位置点--原点，是即执行步骤2；

（2）．试验台托板气缸和探针气缸伸出，完成举升动作，执行步骤3；

（3）．合闸（若测试进出线位置间耐压则情况时分闸），执行步骤4；

（4）.接通电路，第九接触器（KM9）通电，采样电压，如实际电压比试验电压小，第十继电器（KA10）通电，单片机IO口驱动光耦，使场效应管（V1）导通，电机（M）正向转动，调压器（T2）输出电压增加，变压器（T1）原边电压增加；如实际电压大，所述第十继电器（KA10）断电，单片机IO口驱动光耦，使场效应管（V1）导通，电机（M）反向转动，调压器（T2）输出电压减小，变压器（T1）原边电压减小，执行步骤5；

（5）.判断电压是否到位，即是否实际电压与试验电压相差±1%以内，如不到位重复步骤4，如到位执行步骤6；

（6）.第四、第七接触器（KM4、KM7）通电，开始计时；

（7）.采样泄漏电流；

（8）.判断泄漏电流是否超出合格范围，如超出合格范围，记录当前计时时间和“不合格”结果，执行步骤10；如未超出合格范围，执行步骤9；

（9）.判断是否到时，即当前计时时间等于试验时间，如到时，记录当前计时时间和“合格”结果，执行步骤10；如不到时，重复步骤7；

（10）．断电，断开第九接触器（KM9）、第四接触器KM4、第七接触器KM7；

（11）．上位机显示结果。

Claims (2)

1.一种塑壳断路器自动耐压试验台，它包括有所述试验台的框架、断路器自动合闸机构、控制电路的主电路、接触器控制电路、继电器控制电路、电机调节电路和采样电路，其特征是：所述断路器自动合闸机构固连在放置被检测断路器上方位置的所述试验台框架上、所述的主电路是：220伏电源的两端接第九接触器（KM9）的常开触点的一端，所述第九接触器（KM9）常开触点的另一端连接调压器（T2）输入侧，所述调压器（T2）输出侧连接变压器（T1）原边，所述变压器（T1）3000V副边的3000L一端连接到互相并联的第一、二、三、四接触器（KM1，KM2，KM3，KM4）的常开触点的一端上，所述第一、二、三、四接触器（KM1，KM2，KM3，KM4）的常开触点的另一端分别接到待测断路器的上口N、C、B、A相，所述变压器（T1）3000V副边的3000N一端连接到互相并联的第五、六、七、八接触器（KM5，KM6，KM7，KM8）的常开触点上，所述第五、六、七、八接触器（KM5，KM6，KM7，KM8）的常开触点的另一端分别接到所述待测断路器的下口N、C、B、A相，所述变压器（T1）5V侧副边两端分别接到所述采样电路第一、二输入端（1、2）上，信号经过采样电路的不失真半波整流后送到单片机的AD采样口，用于调节电压；所述变压器（T1）3000V副边回路中接有电流互感器（CT），所述电流互感器（CT）的两端（C11、C12）接有采样电阻（R2），所述电流互感器（CT）的两端（C11、C12）分别接到所述采样电路第一、二输入端（1、2）上，信号经过采样电路的不失真半波整流后送到单片机的AD采样口；所述的接触器控制电路是：220电源L端连接第一、二、三、四、五、六、七、八、九继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9）常开触点一端，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9）常开触点另一端接所述第一、二、三、四、五、六、七、八及第九接触器（KM1，KM2，KM3，KM4、KM5，KM6，KM7，KM8、KM9）线圈一端，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九接触器（KM1，KM2，KM3，KM4、KM5，KM6，KM7，KM8、KM9）线圈另一端接220电源N端；所述的继电器控制电路是：24V直流电源连接第一、二、三、四、五、六、七、八、九及第十继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10）线圈的一端，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8、KA9、KA10）线圈的另一端连接第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的集电极，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的集电极又连接了第十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十二极管（D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20）的正极和第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十光耦（U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10）输出侧的集电极，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的发射极连接24V地，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十三极管（VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10）的基极连接所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十光耦（U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10）输出侧的发射极，所述第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十光耦（U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10）的输入侧正极接所述单片机的IO口，负极接5V地；所述的电机调节电路是：：12V电源连接所述第十继电器（KA10）的第一组常开触点的一端，所述第一组常开触点另一端同时连接了第一二极管（D1）的负极、电机（M）第一限位开关（S1）的一端、电容（C）的一端、所述第十继电器（KA10）第一组常闭触点的一端，所述第一二极管（D1）的正极同时连接了电机（M）的所述第一限位开关（S1）的另一端、所述电机（M）的一端，所述电机（M）的另一端同时连接了第二二极管（D2）的正极和所述电机（M）第二限位开关（S2）的一端，所述第二二极管（D2）的负极同时连接了电机（M）所述第二限位开关（S2）的另一端、所述电容（C）的另一端、所述第十继电器（KA10）第二组常开触点一端、所述第十继电器（KA10）第二组常闭触点一端，第十继电器（KA10）所述第二组常闭触点的另一端连接了12V电源，第十继电器（KA10）所述第二组常开触点的另一端同时连接了第十继电器（KA10）所述第一组常闭触点的另一端、场效应管（V1）漏极，所述场效应管（V1）源级接12V地，所述场效应管（V1）栅极同时连接了第一电阻（R1）一端、第十一光耦（U11）输出侧发射极，所述第一电阻（R1）另一端连接12V地，所述第十一光耦（U11）输出侧集电极连接12V电源，所述第十一光耦（U11）输入侧二极管正极连接所述单片机IO口，所述第十一光耦（U11）输入侧二极管负极连接5V地；所述的采样电路是：所述第一信号输入端（1）连接肖特基二极管（D0）正极和5V地，所述5V地连接滤波电容（C0）一端，所述第二信号输入端（2）连接第三电阻（R3）一端，所述第三电阻（R3）另一端同时连接所述肖特基二极管（D0）负极、所述滤波电容（C0）另一端和所述单片机采样口AD。

2.根据权利要求1所述的塑壳断路器自动耐压试验台的控制方法，其特征在于：若测试被检测断路器A、B相间耐压情况时其控制过程如下：

(1）．搜索被检测断路器举升后，断路器手柄是否伸入合闸机构内的位置点--原点，是即执行步骤2；

（2）．试验台托板气缸和探针气缸伸出，完成举升动作，执行步骤3；

（3）．合闸（若测试进出线位置间耐压的情况时分闸），执行步骤4；

（4）.接通电路，第九接触器（KM9）通电，采样电压，如实际电压比试验电压小，第十继电器（KA10）通电，单片机IO口驱动光耦，使场效应管（V1）导通，电机（M）正向转动，调压器（T2）输出电压增加，变压器（T1）原边电压增加；如实际电压大，所述第十继电器（KA10）断电，单片机IO口驱动光耦，使场效应管（V1）导通，电机（M）反向转动，调压器（T2）输出电压减小，变压器（T1）原边电压减小，执行步骤5；

（5）.判断电压是否到位，即是否实际电压与试验电压相差±1%以内，如不到位重复步骤4，如到位执行步骤6；

（6）.第四、第七接触器（KM4、KM7）通电，开始计时；

（7）.采样泄漏电流；

（8）.判断泄漏电流是否超出合格范围，如超出合格范围，记录当前计时时间和“不合格”结果，执行步骤10；如未超出合格范围，执行步骤9；

（9）.判断是否到时，即当前计时时间等于试验时间，如到时，记录当前计时时间和“合格”结果，执行步骤10；如不到时，重复步骤7；

（10）．断电，断开第九接触器（KM9）、第四接触器KM4、第七接触器KM7；

（11）．上位机显示结果。

Images