CN104678220B - 绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法及装置，在工业电压下，通过设置标准负载值对电触头加电，通过MCU控制电触头接触频率、接触电阻的测量频率，通过四端子法测量电触头的接触电阻，通过放大滤波板去除噪声，得到接触电阻值，在MCU中调用故障检测算法，据此判断绝缘材料对电触头的电气性能影响。本发明通过在工业电压和标准负载下，通过电触头接触电阻的阻值变化来判断绝缘材料对电触头电气性能的影响，各影响因素均可标准化，以实现绝缘材料的选择。本发明基本按照实际工作环境来作为检测条件，负载标准化，检测结果可重复，可靠性强。

Description

绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法及装置

技术领域

本发明涉及一种绝缘材料的测试领域，尤其涉及一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法及装置。

背景技术

电力行业快速发展，给其他行业带来了众多便利，但是电气火灾事故的频发，也给企业生产、居民生活带来了很大损失和不便。电气线路和用电设备，在经过长时间的过负荷运行或者存在不良的电气连接等情况，导致绝缘层出现老化、破损和接触不良等问题，就可能引发电气事故。绝缘材料的可靠性是电气设备安全稳定运行的重要基础，因此，进行绝缘材料对电接触性能影响的测试评估是有重要意义的。

绝缘材料在高热环境下会部分挥发，沉积在电接触设备表面，给电路造成的负担，对电接触表面接触电阻产生影响。目前，对绝缘材料的检测主要关注的是绝缘材料本身的损耗、老化等问题(中国专利申请号：201210510916.2)，并没有一种标准的方式方法来检测绝缘材料在电接触装置中对电接触性能造成的影响。

发明内容

为解决现有绝缘材料对电接触性能影响检测方法的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法及装置，实现对绝缘材料对电接触性能影响的检测。

为实现上述目的，本发明将采用如下技术方案：

本发明提供一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法，所述方法是按照普通工业用电电压，在标准负载下，设定试验电流大小，并通过四端子法测量绝缘材料在不同条件下的电接触触头表面接触电阻值，以实现对绝缘材料对电接触性能影响的检测。

所述方法包括以下步骤：

①设置密闭测试箱的恒温环境，设定标准负载的类型和大小，放置好绝缘材料，设置拨码开关编号与绝缘材料的对应；

②设置绝缘材料的检测环境温度阶梯，分别在不同的恒定温度下，检测绝缘材料；

③在MCU控制器内设置好表面接触电阻的测量频率，当动静触头接触次数到达要求时，MCU控制器中发送一个信号给主电路的交流接触器和接触电阻测量电路，交流接触器接受到信号后，切断主电路电源，而接触电阻测量电路收到信号时开始测量接触电阻；

④通过接触电阻测量电路测量触头材料的接触电阻，经过放大滤波后，将得到的信号传送至MCU控制器的A/D转换模块转换为数字量；

⑤MCU控制器调用故障检测算法进行判断，当接触电阻值连续5次大于设置值时，认定绝缘材料失效，记录下绝缘材料种类、试验时间、接触电阻值、试验条件；更换绝缘材料，改变拨码开关值，重新开始试验，循环往复，直至所有绝缘材料完成试验。

本发明还提供一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，所述装置包括：主电路、用于电触头接触或分离的动作设备、用于动作设备的控制部件、用于测量接触电阻的接触电阻检测电路和用于整个装置控制的MCU控制器，其中：所述MCU控制器发出信号给所述用于动作设备的控制部件，控制所述动作设备的运动时间、速度和方向，所述MCU控制器按照设定好的检测接触电阻的频率，发送信号至主电路的交流接触器，切断主电路电源，同时开启所述接触电阻检测电路进行接触电阻检测，并将检测信号返回至MCU控制器保存。

优选的，所述用于电触头接触或分离的动作设备，包括：伺服电机、凸轮、弹簧杆、用于安装动静触头的动静触头支架，所述MCU控制器控制伺服电机工作，凸轮在伺服电机的带动下拉动弹簧杆，使动触头以一速度运动，同时动、静触头分离，产生电弧。

优选的，所述用于动作设备的控制部件，可以采用伺服电机控制器。

优选地，所述的绝缘材料、电触头材料以及动静触头支架均位于密闭测试箱中，密闭测试箱保证了绝缘材料的测试环境是恒温的。

所述的测试腔内放置有温度控制器，以保证绝缘材料检测是在恒温下进行的电气性能检测。

所述的MCU控制器，在间隔N次电接触材料接触后测试一次接触电阻。MCU控制器产生一路控制信号给伺服电机控制器，用于控制电机运动时间、速度和方向，同时对电触头接触次数计数，当到达N次时，发送信号至交流接触器，切断主电路电源，该信号同时发送至接触电阻检测电路，开启接触电阻检测。

所述的接触电阻检测电路的输出信号连接放大滤波电路信号输入端，放大滤波电路的输出端连接于MCU控制器。

所述的MCU控制器中设有拨码开关，当更换绝缘材料时，改变拨码开关值，一种绝缘材料对应一个拨码开关值。

所述的MCU控制器内存储下每次测量的接触电阻，可得到同一种绝缘材料在不同温度下，接触电阻随时间的变化，也可得到不同绝缘材料在相同温度下，接触电阻随时间的变化。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明填补了原先技术在这方面的不足，在相同的标准负载下，对每种绝缘材料下的触头材料的接触电阻的检测，通过对接触电阻随时间的变化特征，判断该绝缘材料是否适合在中低压电器开关中使用。该检测装置的检测条件标准化，检测结果可重复，可靠性强。

附图说明

图1是本发明一实施例的装备简图；

图中：1是绝缘材料，2是动触头，3是静触头，4是固定支架，5是电源，6是负载，7是弹簧杆，8是凸轮传动装置，9是伺服电机，10是接触电阻测量电路，11是MCU控制器，12是测试箱，13是装备箱。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作进一步的说明，以下的说明仅为理解本发明技术方案之用，不用于限定本发明的范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，包括：

主电路；

用于控制动触头2运动的伺服电机系统，包括伺服电机9、凸轮8、弹簧杆7；

用于动作设备的控制部件，为伺服电机控制器；

用于测量接触电阻的接触电阻测量电路10；

用于整个装置控制的MCU控制器11；

所述MCU控制器11发出信号给所述伺服电机控制器，控制所述伺服电机9的运动时间、速度和方向，所述MCU控制器11按照设定好的检测接触电阻的频率，发送信号至主电路的交流接触器，切断主电路电源，同时开启所述接触电阻检测电路10进行接触电阻检测，并将检测信号返回至MCU控制器11保存。

本实施例中，所述MCU控制器11控制所述伺服电机9工作，所述伺服电机9连接所述凸轮8，所述凸轮8连接所述弹簧杆7，所述凸轮8在所述伺服电机9的带动下拉动所述弹簧杆7，使动触头2以一速度运动，同时动、静触头分离，产生电弧。

本实施例中，所述装置设有用于恒温控制的测试箱12；其中被测试的绝缘材料、电触头材料以及动、静触头的支架均位于密闭测试箱中，密闭测试箱保证了绝缘材料的测试环境是恒温的。

本实施例中，所述的接触电阻测量电路10用于接触电阻测量，从动、静触头2、3分别引出一根导线接入接触电阻测量电路输入端中，对测量出的信号做处理后接到MCU控制器11的输入端。动、静触头在本实施例中是被检测对象，检测动静触头间的接触电阻用。

本实施例中，所述的接触电阻检测电路的输出信号连接放大滤波电路信号输入端，放大滤波电路的输出端连接于MCU控制器。

本实施例中，所述的MCU控制器11内有伺服电机和接触电阻测量电路10的控制信号，分别从MCU控制器11输出至伺服电机驱动器和接触电阻测量电路10。

本实施例中，所述的MCU控制器11上有拨码开关，当更换一种绝缘材料时需要改变拨码开关值，每种材料对应一个拨码开关值。

本实施例中，所述的MCU控制器11内置有动、静触头2、3基于不同绝缘材料的接触电阻的变化的选择算法。

参照图1，测试时，将绝缘材料放置在密闭测试箱中，动、静触头支架分别固定住触头材料，在MCU控制器11中设定伺服电机运动速度、时间，带动凸轮转动，拉动弹簧杆，带动动触头运动，当动静触头接触次数到达要求时，接触电阻测量电路开始工作。

进一步的，在MCU控制器11中设置接触电阻测试的间隔次数、每种绝缘材料对应的拨码开关序号，记录每次测量的接触电阻值，当接触电阻大于1毫欧时，记数值加1，当记数值大于5时，自动停止试验，记录试验信息(主电路电压电流值、绝缘材料种类、时间、动静触头接触次数，动静触头接触压力)。

实施例2

本实施例提供一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试方法，所述方法具体包括以下步骤：

①制定密闭测试箱，以保证测试的恒温环境。

②在密闭测试箱中，设置标准负载的类型和大小(负载类型可以是纯阻性、阻性+感性、阻性+感性+容性等，负载大小可根据电触头功率和电压计算)，放置好绝缘材料，设置拨码开关编号与绝缘材料的对应；

③设置绝缘材料的检测环境温度阶梯，分别在不同的恒定温度下(比如从100℃开始以10℃幅度逐渐增加)，检测绝缘材料。

④在MCU控制器内设置好表面接触电阻的测量频率，当动静触头接触次数到达要求时，MCU控制器中发出一个信号给主电路和接触电阻测量电路，主电路收到信号时，切断主电路电源，而接触电阻测量电路收到信号时开始测量接触电阻；

⑤接触电阻测量电路通过四端子法测量触头材料间的接触电阻，经过放大滤波后，将得到的信号传送至MCU控制器的A/D转换模块转换为数字量；

⑥MCU控制器调用故障检测算法进行判断，当接触电阻值连续5次大于设定值(比如1毫欧，在不同的触电材料该值可以有变化，具体值按经验数据得出)时，认定绝缘材料失效，记录下绝缘材料种类、环境温度、试验时间、接触电阻值、试验条件；更换绝缘材料，改变拨码开关值，重新开始试验，循环往复，直至所有绝缘材料完成试验。

本发明填补了原先技术在这方面的不足，在相同的标准负载下，对每种绝缘材料下的触头材料的接触电阻的监测，通过对接触电阻随时间的变化特征，判断该绝缘材料是否适合在中低压电器开关中使用。该检测装置的检测条件标准化，检测结果可重复，可靠性强。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法，特征在于，所述方法包括以下步骤：

①设置密闭测试箱的恒温环境，设定标准负载的类型和大小，放置好绝缘材料，设置拨码开关编号与绝缘材料的对应；

②设置绝缘材料的检测环境温度阶梯，分别在不同的恒定温度下，检测绝缘材料；

③在MCU控制器内设置好表面接触电阻的测量频率，当动静触头接触次数到达要求时，MCU控制器中发送一个信号给主电路的交流接触器和接触电阻测量电路，交流接触器接受到信号后，切断主电路电源，而接触电阻测量电路收到信号时开始测量接触电阻；

④通过接触电阻测量电路测量触头材料的接触电阻，经过放大滤波后，将得到的信号传送至MCU控制器的A/D转换模块转换为数字量；

⑤MCU控制器调用故障检测算法进行判断，当接触电阻值连续5次大于设置值时，认定绝缘材料失效，记录下绝缘材料种类、试验时间、接触电阻值和试验条件；更换绝缘材料，改变拨码开关值，重新开始试验，循环往复，直至所有绝缘材料完成试验。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法，其特征在于：所述负载类型是纯阻性、阻性+感性、或阻性+感性+容性，负载大小根据电触头功率和电压计算。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法，其特征在于：所述分别在不同的恒定温度下是指从100℃开始以10℃幅度逐渐增加。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘材料对电接触性能影响的可标准化的测试方法，其特征在于：所述当接触电阻值连续5次大于设置值时，其中设置值为1毫欧，在不同的触头材料该值有变化。

5.一种用于上述任一项权利要求所述方法的可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，其特征在于：所述装置包括：主电路、用于电触头接触或分离的动作设备、用于动作设备的控制部件、用于测量接触电阻的接触电阻测量电路和用于整个装置控制的MCU控制器，其中：所述MCU控制器发出信号给所述用于动作设备的控制部件，控制所述动作设备的运动时间、速度和方向，所述MCU控制器按照设定好的检测接触电阻的频率，发送信号至主电路的交流接触器，切断主电路电源，同时开启所述接触电阻测量电路进行接触电阻检测，并将检测信号返回至MCU控制器保存。

6.根据权利要求5所述的一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，其特征在于：所述用于电触头接触或分离的动作设备，包括：伺服电机、凸轮、弹簧杆、用于安装动静触头的动静触头支架，所述MCU控制器控制伺服电机工作，凸轮在伺服电机的带动下拉动弹簧杆，使动触头以一速度运动，同时动、静触头分离，产生电弧。

7.根据权利要求6所述的一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，其特征在于：所述用于动作设备的控制部件采用伺服电机控制器。

8.根据权利要求6所述的一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，其特征在于：所述的绝缘材料、触头材料以及动静触头支架均位于密闭测试箱中以保证绝缘材料的测试环境是恒温的；所述的密闭测试箱内放置有温度控制器以保证绝缘材料检测是在恒温下进行的电气性能检测。

9.根据权利要求5-8任一项所述的一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，其特征在于：所述的接触电阻测量电路的输出信号连接放大滤波电路信号输入端，放大滤波电路的输出端连接于MCU控制器。

10.根据权利要求5-8任一项所述的一种可标准化的绝缘材料对电接触性能影响的测试装置，其特征在于：所述的MCU控制器中设有拨码开关，当更换绝缘材料时，改变拨码开关值，一种绝缘材料对应一个拨码开关值；所述的MCU控制器内存储下每次测量的接触电阻，得到同一种绝缘材料在不同温度下接触电阻随时间的变化，和/或得到不同绝缘材料在相同温度下接触电阻随时间的变化。