CN104898049B - 一种电磁断路器调试检测设备系统 - Google Patents

Abstract

一种电磁断路器调试检测设备系统，它包括测试夹具，测试夹具连接有电源系统、负载系统；负载系统包括负载箱；负载箱连接有负载开关柜；测试夹具包括寿命测试夹具、延时动作测试夹具，高低温动作测试夹具；寿命测试夹具与寿命试验台连接构成寿命测试系统；延时动作测试夹具与时间测试仪连接构成延时动作校准系统；高低温动作测试夹具设置在高低温试验箱内构成高低温动作测试系统；电源系统内设置有中频电源、交流电源、直流电源；负载系统内设置有感性负载与阻性负载。该系统可以对多种电流、多种电源、多种延时的电磁断路器进行延时校准试验检测，寿命检测，高低温动作检测，且检测效率高，检测度精准，使用方便可靠。

Description

一种电磁断路器调试检测设备系统

技术领域

本发明属于电子测试技术领域，尤其涉及到一种电磁断路器调试检测设备系统。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。电磁断路器是为航天、航空、兵器、船舶、电子系统重点型号工程武器配套的专用产品。该系列产品采用国军标GJB1932《密封电磁断路器总规范》，等同美军标MIL-39019，能完全等同Airpax公司的APL系列产品。该产品分为不延时、短延时、长延时三种类型，适用于400Hz、50Hz交流及直流电源。我公司从2005年开始承接了总装下达的五种规格的KDL系列电磁断路器的研制任务，至2008年4月完成了该系列产品的设计定型鉴定。由于我厂在国内是独家开发该系列产品，产品的调试和检测技术和装置在国内也是空白，因此为了保证和提高电磁断路器的质量和生产效率，需尽快完善该系列产品的调试和检测技术。

通过专利检索，存在以下已知的现有技术方案：

专利1：

申请号：201310631057.7，申请日：2013.11.29，申请公布日：2014.02.26，本发明公开了一种小型断路器装配检测系统，所述系统包括通过传动带依次连接的装配台、自动喷码单元、自动铆合单元、通断检测单元、延时调节单元、瞬时检测单元、耐压检测单元、自动移印单元、包装装配台。本发明提供的小型断路器装配检测系统，与现有技术相比，采用了自动化生产检测方式，使得断路器生产的工作效率大幅度提高，满足了用户的需求，对断路器生产具备重大的意义。

专利2：

申请号：201180069900.6，申请日：2011.04.04，申请公布日：2014.02.19，提供了一种用于直流(DC)电路断路器(200)的断路器故障检测装置。所述断路器包括并联连接的断路元件(204)和非线性电阻，例如，电涌放电器(205)。所述断路器故障检测装置包括用于测量从断路元件(204)换向的电流的电流传感器(212，213，214，215)，以及断路器故障检测单元(211)。断路器故障检测单元(211)被配置用于比较所测量电流与期望值，以及当所测量电流偏离期望值时判定断路器(200)的内部换向过程没有按照期望进行。本发明运用如下认识：改进的断路器故障检测可通过监测断路器的内部换向过程实现。此外，提供了一种断路器故障检测的方法。

通过以上的检索发现，以上技术方案不能影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合不能破坏本发明的创造性。

发明内容

本发明目的为提供一种电磁断路器调试检测设备系统，该系统可以对多种电流、多种电源、多种延时的电磁断路器进行延时校准试验检测，寿命检测，高低温动作检测，且检测效率高，检测度精准，使用方便可靠。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种电磁断路器调试检测设备系统，它包括测试夹具，所述测试夹具连接有电源系统、负载系统（21）；所述负载系统（21）包括负载箱（11）；所述负载箱（11）连接有负载开关柜（5）；所述测试夹具包括寿命测试夹具、延时动作测试夹具（10），高低温动作测试夹具；所述寿命测试夹具与寿命试验台（7）连接构成寿命测试系统（23）；所述延时动作测试夹具（10）与时间测试仪（8）连接构成延时动作校准系统（22）；所述高低温动作测试夹具设置在高低温试验箱（6）内构成高低温动作测试系统（24）；所述电源系统内设置有中频电源、交流电源、直流电源；所述负载系统（11）内设置有感性负载与阻性负载。

进一步的，所述电源系统中额定电流大于200A。

进一步的，所述电源系统内设置有以下四种电源：400Hz、250V、100A三相中频电源（4）；400Hz、150V、200A单相中频电源（3）；50Hz、380V、100A及220V、200A交流电源（1）；65V、200A直流电源（2）。

进一步的，所述感性负载设置有六路，其中三路为：400Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8；另三路为50Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8；所述阻性负载设置有一路，其电流值为0-200A。

进一步的，所述负载系统（11）中选取电流值100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A作为负载电流。

进一步的，所述寿命测试系统（23）中的负载电路采用星形连接。

进一步的，所述寿命测试系统（23）测试断路器时，断路器的接通断开速度小于每分钟六次，接通断开时间比小于1：5。

进一步的，所述延时动作校准系统（22）中设置有信号取样电路；所述信号取样电路对中频电源与交流电源取样时，先通过电流互感器将主线路中的电压感应出来，再通过整流滤波成直流信号；所述信号取样电路对直流电源取样时，通过分压电路将直流信号取出。

进一步的，所述延时动作校准系统（22）中负载电路采用串联连接。

进一步的，所述高低温动作测试系统（24）中，最低测试温度不高于－40℃，最高测试温度不低于85℃。

本发明的有益效果：

1、本发明能实现各类电磁断路器的中频负荷测试、中频寿命试验、交流负荷测试、交流寿命试验、直流负荷测试、直流寿命试验、高低温动作校准，功能齐全，测试精准，使用可靠。

2、本发明覆盖三类电源、测试电流达200A，可以对多种电流、多种电源、多种延时的产品进行延时校准试验检测，方便可靠。

附图说明

图1为本发明的整体框架示意图。

图2为本发明的结构布局示意图。

图3为本发明的整体电路布局示意图。

图4为本发明中寿命测试系统的电路连接示意图一。

图5为本发明中寿命测试系统的电路连接示意图二。

图6为本发明中延时动作校准系统及高低温动作测试系统电路连接示意图。

图中所示数字标注表示为：1、交流电源，2、直流电源，3、单相中频电源，4、三相中频电源，5、负载开关柜，6、高低温动作试验装置，7、寿命试验装置，8、时间测试仪，9、测试开关，10、测试夹具，11、负载箱，12、400HZ交流负载箱，13、抽风机，14、测试实验室，15、负载实验室，16、断路器单刀调试测试，17、直流断路器寿命测试，18、交流三刀断路器寿命测试，19、断路器单刀调试及直流寿命负载，20、交流三刀断路器寿命测试负载，21、负载系统，22、延时动作校准系统，23、寿命测试系统，24、高低温动作测试系统。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-6所示，本发明的结构关系为：一种电磁断路器调试检测设备系统，它包括测试夹具，所述测试夹具连接有电源系统、负载系统（21）；所述负载系统（21）包括负载箱（11）；所述负载箱（11）连接有负载开关柜（5）；所述测试夹具包括寿命测试夹具、延时动作测试夹具（10），高低温动作测试夹具；所述寿命测试夹具与寿命试验台（7）连接构成寿命测试系统（23）；所述延时动作测试夹具（10）与时间测试仪（8）连接构成延时动作校准系统（22）；所述高低温动作测试夹具设置在高低温试验箱（6）内构成高低温动作测试系统（24）；所述电源系统内设置有中频电源、交流电源、直流电源；所述负载系统（11）内设置有感性负载与阻性负载。

优选的，所述电源系统中额定电流大于200A。

优选的，所述电源系统内设置有以下四种电源：400Hz、250V、100A三相中频电源（4）；400Hz、150V、200A单相中频电源（3）；50Hz、380V、100A及220V、200A交流电源（1）；65V、200A直流电源（2）。

优选的，所述感性负载设置有六路，其中三路为：400Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8；另三路为50Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8；所述阻性负载设置有一路，其电流值为0-200A。

优选的，所述负载系统（11）中选取电流值100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A作为负载电流。

优选的，所述寿命测试系统（23）中的负载电路采用星形连接；所述寿命测试系统（23）测试断路器时，断路器的接通断开速度小于每分钟六次，接通断开时间比小于1：5。

优选的，所述延时动作校准系统（22）中设置有信号取样电路；所述信号取样电路对中频电源与交流电源取样时，先通过电流互感器将主线路中的电压感应出来，再通过整流滤波成直流信号；所述信号取样电路对直流电源取样时，通过分压电路将直流信号取出。

优选的，所述延时动作校准系统（22）中负载电路采用串联连接。

优选的，所述高低温动作测试系统（24）中，最低测试温度不高于－40℃，最高测试温度不低于85℃。

电磁断路器的调试检测需要专业化的设备系统，在综合考虑到大型电磁断路器和小型电磁断路器的电源系统和电流规格兼容性的基础上，建立了电磁断路器的专用调试和检测设备系统，图2为电磁断路器检测设备系统布局图。该试验室由电源系统、校准检测台、时间测试仪、寿命试验台、高低温试验箱、负载控制柜、各种感性及阻性负载组成。

试验室的电路采用总线布局方式，校准检测采用串联连接，寿命试验负载采用星形连接。在三相电路中的负载有星形和三角形两种连接方式，其星形连接为：将负载的三相绕组的末端X、Y、Z连成一节点，而始端A、B、C分别用导线引出接到电源，这种接线方式叫负载的星形连接方式，或称为Y连接。

串联连接为：将电路元件（负载）逐个顺次首尾相连接叫串联，串联电路中通过各负载的电流均相等。

试验室总体线路布局见图3所示，其中16为断路器单刀调试测试，17为直流断路器寿命测试，18为交流三刀断路器寿命测试，19为断路器单刀调试及直流寿命负载，20为交流三刀断路器寿命测试负载。

电源系统

在进行电源系统建设时，重点考虑以下几个方面：

1）由于我厂开发的KDL系列电磁断路器和KDL01系列小型密封电磁断路器覆盖三类电源，即400Hz中频、50Hz交流及直流；

2）电磁断路器产品按极数可分为一极、二极和三极，但在产品的调试过程中都必须按单极调试，所以对于三类电源而言必须要有单相电源；

3）在三极产品的电寿命中，根据试验要求必须三极同时接负载，所以对于50Hz交流和400Hz中频又必须要有三相电源；

4）我厂研制开发的电磁断路器最大额定电流为100A，在产品的延时脱扣动作校准试验中，要用到200%试验电流，故电源系统的额定电流不能小于200A。

综合以上四个方面的因素，我厂的电源系统包括以下四种电源：400Hz、250V、100A三相中频电源；400Hz、150V、200A单相中频电源；50Hz、380V、100A及220V、200A交流电源和65V、200A直流电源。

负载系统

在进行负载系统建设时，考虑以下几个方面：

1）对应于不同的电源类型应配置相应的负载，交流配置感性负载，直流配置阻性负载；

2）产品在延时脱扣动作校准试验中，只能单极加负载，而三极产品在寿命试验过程中又必须三极同时加负载，所以必须对400Hz和50Hz交流电源配置三路负载；

3）电磁断路器电流规格多，有1A、2.5A、5A、10A、20A、30A、40A、50A、60A、70A、80A、90A、100A等，且每一种电流规格的产品在延时脱扣动作校准中又必须用到其额定电流的100%、125%、150%和200%等，要求负载能组合调配出不同规格的电流；

4）直流负载为阻性负载，交流负载为感性负载，功率因素为0.75-0.8。

综合以上四个方面的因素，我厂的负载系统包含以下七路负载：400Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8感性负载三路；50Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8感性负载三路； 0-200A阻性负载一路。为了满足不同电流规格的产品延时脱扣动作校准试验要求，在每一路负载中我们选取典型电流值如100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A负载，通过对这些负载的排列组合从而满足不同电流规格产品的校准试验要求。

寿命测试系统

寿命测试系统能按照国军标要求对KDL系列电磁断路器和KDL01系列小型密封电磁断路器进行机械及电寿命试验。在设计寿命测试系统时，重点考虑以下几个方面：

1）由于KDL系列和KDL01系列电磁断路器的外形区别很大，安装方式不同，所以采用两套寿命试验装置完成机械及电寿命试验；

2）一次动作循环是指断路器闭合和断开各一次，在断路器寿命试验过程中，一次动作循环速度不超过每分钟六次，且接通和断开时间比应小于1：5；

延时动作校准系统

电磁断路器在延时动作校准检测过程中，延时时间是断路器的一个重要考核指标。在进行延时动作校准系统建设时，考虑以下几个方面的因素：

1）要能对400Hz、50Hz交流和直流等三类电源的产品进行时间测试；

2）要能对长延时、短延时和不延时的产品进行时间测试。

为了满足以上两点要求，在设计信号取样电路时对400Hz、50Hz交流和 直流线路分别进行取样。对于400Hz电路，通过电流互感器将主线路中的电压感应出来，再通过整流滤波成直流信号来控制毫秒计的接通和断开；对于50Hz交流电路，取样的原理与400Hz一致；对于直流电路，主要通过分压电路将直流信号取出，来控制毫秒计的接通和断开，从而完成时间测试。对于毫秒计的选择，由于不延时产品的延时时间最大仅为0.04秒，故毫秒计的分辨率应为0.001秒。

高低温动作试验装置

电磁断路器的高低温动作试验规定，断路器应在-40±2℃的温度下放置两小时后，在此温度下进行产品的校准试验，然后在85±2℃的温度下放置2小时后，在次温度下进行校准试验。这就要求高低温箱的温度范围必须覆盖－40℃到85℃，此外，由于产品要在箱内进行校准试验，测试夹具和测试线路要能够进入箱内。

控制系统

在电磁断路器整套试验装置中，要实现如下转换：

1）KDL系列电磁断路器的延时动作校准测试；

2）KDL01系列小型密封电磁断路器的延时动作校准测试；

3）KDL系列电磁断路器的寿命试验；

4）KDL01系列小型密封电磁断路器的寿命试验；

5）电磁断路器的高低温动作试验；

6）400Hz中频电源电磁断路器延时时间测试；

7）50Hz交流电源电磁断路器延时时间测试；

8）直流电源电磁断路器延时时间测试；

9）直流负载中典型负载100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A等的接通和断开的控制；

10）400Hz感性负载中典型负载100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A等的接通和断开的控制；

11）50Hz感性负载中典型负载100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A等的接通和断开的控制。

图4-5为电磁断路器寿命测试控制电路图，从图中可以看出，通过控制接触器的接通或断开，就可以对KDL系列电磁断路器和KDL01系列小型密封电磁断路器中的400Hz中频电源、50Hz交流电源和直流电源的各种电流规格的产品进行机械或电寿命试验。

图6为断路器的延时动作校准检测及高低温动作试验电路图，从图中可以看出，通过控制不同接触器的接通或断开，就可以对KDL系列电磁断路器和KDL01系列小型密封电磁断路器中的400Hz中频电源、50Hz交流电源和直流电源的各种电流规格的产品进行延时动作校准检测及高低温动作试验。

400Hz中频测试试验装置作业程序为：

1）首先合上中频电源总开关，启动中频电源，再合上一号二次电源总开关及中频开关；

2）接通秒表电源，将信号插头插入中频信号输出插孔内；

3）将待测产品装入测试台检测夹具；

4）启动负荷测试台上的电源开关和测试台的预测按钮开关，再启动负荷测试台左端的中频旋钮开关；

5）合上二号二次电源总开关，开启相应负载柜风扇及负载室抽风机；

6）开启中频柜的红色电源按钮开关，根据需要开启相应按钮开关进行电流组合；

7）启动测试台上的测量按钮开关，同时关闭预测按钮开关；

8）测试完成后，记下测试数据并关闭相应开关，试验结束。

应用实例

我厂历时5年，设计建造的两大系列军用电磁断路器调试检测试验室，为国内唯一的覆盖三类电源、测试电流达200A、延时校准（含高低温）、机械及电寿命测试的综合性专业检测试验室。

该试验室建成后，我厂在广州五所的现场监督下完成了总装下达的5项KDL系列电磁断路器的设计定型鉴定试验，多次为电磁断路器新品、型谱项目进行了产品调试和摸底试验。试验结果表明，该试验室能很好地满足电磁断路器的检测要求。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电磁断路器调试检测设备系统，它包括测试夹具，其特征在于，所述测试夹具连接有电源系统、负载系统（21）；所述负载系统（21）包括负载箱（11）；所述负载箱（11）连接有负载开关柜（5）；所述测试夹具包括寿命测试夹具、延时动作测试夹具（10），高低温动作测试夹具；所述寿命测试夹具与寿命试验台（7）连接构成寿命测试系统（23）；所述延时动作测试夹具（10）与时间测试仪（8）连接构成延时动作校准系统（22）；所述高低温动作测试夹具设置在高低温试验箱（6）内构成高低温动作测试系统（24）；所述电源系统内设置有中频电源、交流电源、直流电源；所述负载系统（11）内设置有感性负载与阻性负载；所述电源系统中额定电流大于200A；所述电源系统内设置有以下四种电源：400Hz、250V、100A三相中频电源（4）；400Hz、150V、200A单相中频电源（3）；50Hz、380V、100A及220V、200A交流电源（1）；65V、200A直流电源（2）；所述感性负载设置有六路，其中三路为：400Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8；另三路为50Hz、0-200A、功率因素0.75-0.8；所述阻性负载设置有一路，其电流值为0-200A；所述负载系统（11）中选取电流值100A、70A、40A、20A、10A、5A、2.5A、1.25A、1A、0.5A、0.25A作为负载电流。

2.根据权利要求1所述的一种电磁断路器调试检测设备系统，其特征在于，所述寿命测试系统（23）中的负载电路采用星形连接。

3.根据权利要求1所述的一种电磁断路器调试检测设备系统，其特征在于，所述延时动作校准系统（22）中设置有信号取样电路；所述信号取样电路中设置有电流互感器及整流滤波器及分压电路。

4.根据权利要求1所述的一种电磁断路器调试检测设备系统，其特征在于，所述延时动作校准系统（22）中负载电路采用串联连接。

5.根据权利要求1所述的一种电磁断路器调试检测设备系统，其特征在于，所述高低温试验箱（6）的调节温度范围为最低温度不高于-40℃，最高温度不低于85℃。