CN104898053B - 一种大型低压断路器大电流试验的一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低压断路器检测试验技术，旨在提供一种大型低压断路器大电流试验的一体化装置。该装置包括变压器、检测电源、垂直压接机构、辅助压接机构、水平定位机构、回路母排、人机界面与中央控制器；水平定位机构、辅助压接机构和垂直压接机构布置于安装板上；人机界面经中央控制器分别接至电气开关设备。本发明通过一体化的装置结构，使得大电流试验中的电流回路长度变短，减小了变压器二次侧大电流回路的阻抗，从而降低了大电流试验的设备功耗。设备体积较小，压接过程方便快速，设备寿命更长，易于在工厂的自动化生产线中进行推广，同时也便于在场地有限的检测机构等单位推广。可连续对三相断路器的多极进行连续检测，具有更高自动化水平。

Description

一种大型低压断路器大电流试验的一体化装置

技术领域

本发明涉及低压断路器延时特性试验，瞬时短路试验等大电流检测试验技术，具体涉及一种应用于低压断路器大电流检测的一体化试验装置。

背景技术

低压断路器产品检测试验包括延时过载试验、短路试验、定时限脱扣试验和温升特性等检测试验项目，这些试验项目过程中都需要对被测试的断路器施加大电流，因此这些试验都属于断路器的大电流试验。在这些试验中，定时限脱扣试验是每个低压断路器产品生产和检验的必需环节，且这类试验中每个产品的检测时间又比较长，因此这类试验需要耗费相当高的电能。大型低压断路器定时限脱扣试验的设备需要体积庞大、重量较重的试验变压器和电源，这个问题会对设备中大电流母排的设计造成一定困难，大电流母排的长度过长，也会提升试验的功耗水平。按照传统方案设计的大型低压断路器大电流试验设备体积庞大不利于设备的应用和推广，设备功耗问题也非常突出，降低了企业的生产效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有设备存在的不足，提供一种大型低压断路器大电流试验的一体化装置。该装置降低大型断路器的试验功耗，减小设备体积和重量，提高设备自动化水平和生产效益。

为解决技术问题，本发明的解决方案如下：

提供一种大型低压断路器大电流试验的一体化装置，包括变压器和使用三相电源的检测电源；该装置还包括垂直压接机构、辅助压接机构，水平定位机构、回路母排、人机界面与中央控制器；水平定位机构、辅助压接机构和垂直压接机构依次布置于安装板上，其中：

垂直压接机构包括导柱、导套、升降平台、主汽缸及与其配套的电磁阀，导柱至少有两根，导套套设于导柱上，导套上端和主气缸的运动部件均接至升降平台的底部，导柱底部和主气缸的固定部件固定在安装板上以实现支撑作用；

辅助压接机构包括两个压紧汽缸及与其配套的电磁阀；压紧汽缸固定在升降平台同侧边缘且保持水平间距，各自的运动部件朝下且接有一个压紧铜块，压紧铜块用于向下压接被测断路器的接线母排；

水平定位机构包括水平滑台、滑块、导轨、水平运动控制器；水平滑台通过滑块固定在导轨上，导轨及水平运动控制器固定于安装板上；水平滑台底部与水平运动控制器的运动部件连接；

变压器固定于升降平台上，其二次侧的两个出线母排各接至一路回路母排；回路母排由连接铜块、叠片式母排和压紧铜块组成，每个出线母排均通过连接铜块接至叠片式母排的一端，叠片式母排的另一端则与压紧铜块相接；变压器一次侧的接线端子通过输出线与检测电源相接；变压器二次侧的出线母排与连接铜块连接处装有电流互感器，电流互感器二次侧接至检测电源的反馈信号输入端；

人机界面与中央控制器相接，中央控制器通过RS485通讯总线或IO口分别接至下述电气设备：检测电源、水平运动控制器、各电磁阀、工作指示灯、急停按钮或启动按键。

作为改进，所述人机界面是中控触摸屏，中央控制器内置于中控触摸屏中，并通过中控触摸屏的IO接口连接各电气设备。

作为改进，所述压紧铜块的水平间距与被测断路器同一相接线母排的中心距相等。

作为改进，所述水平滑台的表面设有与被测断路器底部形状匹配的定位槽，用于固定被测断路器。

作为改进，所述的水平运动控制器是步进电机及其驱动器，或者是定位气缸及其配套电磁阀。

作为改进，所述导柱的顶端设置导柱限位条。

作为改进，所述连接铜块和压紧铜块均呈L形。

作为改进，所述压紧汽缸通过角铁固定在升降平台的边缘。

作为改进，还包括由机架和面板组合而成的盒状的底座和保护盖；底座的侧面设风扇通风孔，底座内设检测电源和散热风扇；安装板位于底座上部，水平定位机构外露，辅助压接机构和垂直压接机构位于保护盖内，保护盖朝向水平定位机构的侧面设底部开口，该侧面上部安装人机界面、急停按钮和工作指示灯。

作为改进，所述电流互感器通过互感器安装支架安装于升降平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过一体化的装置结构，使得大电流试验中的电流回路长度变短，减小了变压器二次侧大电流回路的阻抗，从而降低了大电流试验的设备功耗。装置应用到低压断路器生产企业的定时限脱扣试验工序(也称为延时特性试验)中，能大大降低生产企业的能耗水平和提高其生产效益。

(2)本发明将重量最重的零部件(低压大电流变压器)的重量转化为用于压接低压断路器母排的压力，这样的设计一方面减小设备垂直方向压力机构(压紧汽缸)的出力，一定程度上也减小了设备功耗，另一方面避免了传统设备中采用螺丝拧紧的方式，提高了生产效率和设备可靠性。断路器产品试验的大电流通过变压器二次侧母排、连接铜块和叠片式母排，其中叠片式母排是具有一定弹性的，能够承受压接过程所带来的压力和测试过程中大电流所生产的振动。

(3)本发明所述的装置相比传统设备，设备体积较小，压接过程方便快速，设备寿命更长，易于在工厂的自动化生产线中进行推广，同时也便于在场地有限的检测机构等单位推广。

(4)本发明所述的装置中，垂直压接机构和水平定位机构的配合，可以连续对三相断路器的多极进行连续检测，具有更高的自动化水平。

附图说明

图1是本发明所述装置的整机等轴测视图；

图2是本发明所述装置的内部等轴测视图；

图3是本发明所述装置的内部前视图；

图4是本发明所述装置的内部后视图；

图5是本发明所述装置的内部俯视图；

图6是本发明所述装置的内部左视图；

图7是本发明所述装置的电气原理图。

附图标记：

变压器1、导柱2、导套3、升降平台4、主汽缸5、电磁阀组6、压紧汽缸7、水平滑台8、滑块9、导轨10、水平运动控制器11、出线母排12、连接铜块13、叠片式母排14、压紧铜块15、角铁16、接线端子17、被测断路器18、启动按键19、电流互感器20、导柱限位条21、互感器安装支架22、工作指示灯23、中控触摸屏24、急停按钮25、风扇通风孔26、机架27、面板28、检测电源29。

具体实施方式

为了更清楚地描述本发明专利的结构特点和功效，下面结合具体实施例附图对本发明专利进行详细的说明。实施案例是对本发明专利的技术方案的具体的说明，但并不是对本发明专利保护范围的限制。

本发明中的大型低压断路器大电流试验的一体化装置，包括使用三相电源的检测电源29、垂直压接机构、辅助压接机构，水平定位机构、回路母排、变压器1、人机界面与中央控制器；水平定位机构、辅助压接机构和垂直压接机构依次布置于安装板上，其中：

垂直压接机构包括导柱2、导套3、升降平台4、主汽缸5及与其配套的电磁阀，导柱2有四根，四个导套3套设于导柱2上，同侧的导柱2的顶端之间设置导柱限位条21。导套3的上端和主气缸5的运动部件(活塞杆)均接至升降平台4的底部，导柱2底部和主气缸5的固定部件固定在安装板上以实现支撑作用，并且可以由主汽缸5的活塞杆推动上下运动；变压器1、升降平台4和回路母排连接在一起，当主汽缸5推动升降平台4时这几部分保持联动关系。

本实施例中的变压器1是低压大电流变压器，其一次侧额定电压为220V,二次侧额定功率为5kW。回路母排是大电流回路母排，其最大运行电流为2000A。

辅助压接机构包括两个压紧汽缸7及与其配套的电磁阀；压紧汽缸7以角铁16固定在升降平台4同侧边缘且保持水平间距，各自的运动部件(活塞杆)朝下且接有一个L形的压紧铜块15，压紧铜块15以其端部向下压接被测断路器18的接线母排；；压紧铜块15的水平间距与被测断路器18同一相接线母排的中心距相等。

水平定位机构包括水平滑台8、滑块9、导轨10、水平运动控制器11；水平滑台8通过四个滑块9固定在两个导轨10上，导轨10及水平运动控制器11固定于安装板上；水平运动控制器11可以是步进电机及其驱动器，也可以是定位气缸及其配套电磁阀。水平滑台8的表面设有与被测断路器18底部形状匹配的定位槽，用于固定被测断路器18。本实施例中水平运动控制器11由定位气缸及其配套电磁阀构成，水平滑台8底部通过卡扣与定位气缸的活塞杆连接，水平滑台8由定位气缸推动可以进行水平定位。根据被测断路器18的三相母排的不同位置尺寸，定位气缸设计有多级定位点。

变压器1固定于升降平台4上，其二次侧的两个出线母排12各接至一路回路母排；回路母排由L形的连接铜块13、叠片式母排14和压紧铜块组成，每个出线母排12均通过连接铜块13接至叠片式母排14的一端，叠片式母排14的另一端则与压紧铜块15相接；变压器1一次侧的接线端子17通过输出线与检测电源29相接；变压器二次侧的出线母排12与连接铜块13连接处装有电流互感器20，电流互感器20通过互感器安装支架22安装于升降平台4，电流互感器20二次侧接至检测电源29的反馈信号输入端；

人机界面与中央控制器相接，中央控制器通过RS485通讯总线或IO口分别接至下述电气设备：检测电源29、水平运动控制器11、各电磁阀(各电磁阀安装在一起，成为电磁阀组6)、工作指示灯23、急停按钮15或启动按键19。本实施例中，人机界面使用的是中控触摸屏24，中央控制器内置于中控触摸屏24中，并通过中控触摸屏24的IO接口连接各电气设备。

为保护设备和便于操作，本发明为装置设置了由铝合金材质的机架27与钢材质的面板28组合而成的盒状的底座和保护盖，底座内设检测电源29和散热风扇；安装板位于底座上部，水平定位机构外露，辅助压接机构和垂直压接机构位于保护盖内，保护盖朝向水平定位机构的侧面设底部开口，该侧面上部安装控触摸屏24、急停按钮15和工作指示灯23。启动按键19则直接安装在水平定位机构两侧的安装板上。

如图7所示，内置了中央控制器的中控触摸屏24可以通过RS485通讯总线对检测电源29发出设置参数、开机关机、读取数据等指令。中控触摸屏24的IO接口连接各个电磁阀、工作指示灯23、急停按钮25和启动按键19的电气部分。中控触摸屏24可以通过相应的电磁阀控制主汽缸5和两个压紧汽缸7的活塞杆上升和下降，控制水平运动控制器11驱动水平滑台运动到指定位置。试验人员的启动和急停按键操作的信号，也由中控触摸屏24进行检测和响应。

检测电源29采用三相三线制进线，需要配有一定的通风散热条件。电源放置在装置底部的底座内，底座的侧面设风扇通风孔26。(如图1所示)

详述本实施案例的工作过程如下：

操作人员将被测断路器18放置在水平滑台8上，同时双手按下两个启动按钮19，启动测试过程。首先，中央控制器驱动水平运动控制器11将水平滑台8定位到预先设定的位置，使得被测断路器18的某一相母排在水平方向的位置分别与两个压紧铜块15的下延端部对齐。在水平滑台8运动到位停止的情况下，中央控制器通过电磁阀控制主汽缸5的活塞杆下压，然后控制两个压紧汽缸7的活塞杆下压，使得两个压紧铜块的下延端部分别与一个断路器接线母排连接，完成压接过程。然后，中央控制器启动检测电源29开始检测试验，试验完成后控制主汽缸5和两个压紧汽缸7的活塞杆上升，主汽缸5运动到位并停止后，控制水平运动控制器11将水平滑台8推到起始位置，结束测试过程。

Claims (8)

1.一种大型低压断路器大电流试验的一体化装置，包括变压器和使用三相电源的检测电源，其特征在于，该装置还包括垂直压接机构、辅助压接机构、水平定位机构、回路母排、人机界面与中央控制器；水平定位机构、辅助压接机构和垂直压接机构依次布置于安装板上，其中：

垂直压接机构包括导柱、导套、升降平台、主汽缸及与其配套的电磁阀，导柱至少有两根，导套套设于导柱上，导套上端和主气缸的运动部件均接至升降平台的底部，导柱底部和主气缸的固定部件固定在安装板上以实现支撑作用；

辅助压接机构包括两个压紧汽缸及与其配套的电磁阀；压紧汽缸固定在升降平台同侧边缘且保持水平间距，各自的运动部件朝下且接有一个压紧铜块，压紧铜块用于向下压接被测断路器的接线母排；

水平定位机构包括水平滑台、滑块、导轨、水平运动控制器；水平滑台通过滑块固定在导轨上，导轨及水平运动控制器固定于安装板上；水平滑台底部与水平运动控制器的运动部件连接，水平滑台的表面设有与被测断路器底部形状匹配的定位槽，用于固定被测断路器；

变压器固定于升降平台上，其二次侧的两个出线母排各接至一路回路母排；回路母排由连接铜块、叠片式母排和压紧铜块组成，每个出线母排均通过连接铜块接至叠片式母排的一端，叠片式母排的另一端则与压紧铜块相接；变压器一次侧的接线端子通过输出线与检测电源相接；变压器二次侧的出线母排与连接铜块连接处装有电流互感器，电流互感器二次侧接至检测电源的反馈信号输入端；连接铜块和压紧铜块均呈L形；

人机界面与中央控制器相接，中央控制器通过RS485通讯总线或IO口分别接至下述电气设备：检测电源、水平运动控制器、各电磁阀、工作指示灯、急停按钮或启动按键。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述人机界面是中控触摸屏，中央控制器内置于中控触摸屏中，并通过中控触摸屏的IO接口连接各电气设备。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压紧铜块的水平间距与被测断路器同一相接线母排的中心距相等。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的水平运动控制器是步进电机及其驱动器，或者是定位气缸及其配套电磁阀。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导柱的顶端设置导柱限位条。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压紧汽缸通过角铁固定在升降平台的边缘。

7.根据权利要求1至6任意一项中所述的装置，其特征在于，还包括由机架和面板组合而成的盒状的底座和保护盖；底座的侧面设风扇通风孔，底座内设检测电源和散热风扇；安装板位于底座上部，水平定位机构外露，辅助压接机构和垂直压接机构位于保护盖内，保护盖朝向水平定位机构的侧面设底部开口，该侧面上部安装人机界面、急停按钮和工作指示灯。

8.根据权利要求1至6任意一项中所述的装置，其特征在于，所述电流互感器通过互感器安装支架安装于升降平台。