CN105203950A - 剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置及其应用。该装置包括空气压缩机，其特征在于：所述空气压缩机的出气孔连接三通的进气孔，三通的出气孔分别连接电磁阀Ⅰ的进气孔和电磁阀Ⅱ的进气孔，电磁阀Ⅰ的出气孔与长方形气缸的进气孔连接，电磁阀Ⅱ的出气孔与圆形气缸的进气孔连接；电磁阀Ⅰ的电磁线圈与可编程序控制器的常开触点Ⅰ串联连接，电磁阀Ⅱ的电磁线圈与可编程序控制器的常开触点Ⅱ串联连接；长方形气缸与固定夹具Ⅰ机械连接，圆形气缸与固定夹具Ⅱ机械连接。本发明可以代替试验人员完成剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作循环，可以满足操作循环的时间精度和循环计数要求，实现自动计时计数功能。

Description

剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置及其应用

（一）技术领域

本发明涉及剩余电流动作断路器的试验装置，特别涉及一种剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置及其应用。

（二）背景技术

剩余电流动作断路器的电气寿命试验需要进行操作循环，每个操作循环包括一次闭合操作以及接着的一次断开操作。通过手动闭合剩余电流动作断路器的手柄以实现闭合操作，接着通过按动剩余电流动作断路器的试验按钮以实现断开操作。操作循环次数根据剩余电流规格，需要进行500次或者750次；根据额定电流规格操作频率要求每分钟四次操作循环或者每分钟两次操作循环；剩余电流动作断路器接通时间1.5s~2s。在上述操作循环要求下，由试验人员依靠经验手动操作完成，一方面工作量大效率低，时间精度难以保证；另一方面在通电情况下存在安全隐患，危及试验人员的人身安全。针对上述问题，需要设计一种试验操作装置，可以实现自动完成剩余电流动作断路器手柄闭合、试验按钮断开的操作循环，既可以满足操作循环的时间精度和循环计数要求，又可以替代试验人员来完成上述操作循环保证试验人员的人身安全，这是解决此技术问题的一种办法。

CN102565693A提供了一种机械及电气寿命试验系统，能同时完成多达20种不同试验参数、120个不同试品的机械及电气寿命的试验室测量，运行稳定、控制精确、能够实现实时分析判断；CN102495365A提出了一种磁控开关电气寿命的检测装置，能够模拟多种测试环境，从而检测出磁控开关在不同模拟环境下的电气寿命，具有测试准确的优点；CN204348650U提出了一种剩余电流动作断路器的试验按钮装置，结构简单，成本低，可靠性高；CN104251973A提出了一种断路器剩余电流动作特性检测机构，可用于断路器剩余电流动作特性在线自动检测；CN202693756U提出了一种开关类电器产品的寿命试验机械手装置。包括减速输出系统、平动可调传递系统、试验系统所组成；CN201654189U提出一种电器产品(低压断路器)的试验检测装置，具体为一种低压断路器试品夹持器，提高了试品安装拆卸操作的便捷性和安全性，同时保证了试品安装拆卸过程中安装位置在左右方向上的一致性；CN103926529A提出了一种剩余电流动作断路器的试验装置，通过按压试验按钮接通剩余电流断路器内部的试验回路，以实现对剩余电流动作断路器的保护功能进行验证，从而达到保障用户的使用安全；CN1808665提出了一种小型剩余电流动作断路器的操作机构，实现手柄在进行闭合操作时，手柄处于任何位置如果故障脱扣器动作后均能使机构断开实现动静触头回复到断开状态的初始位置，有效的提高了剩余电流断路器的可靠性和使用的安全性；CN104297682A提出了一种断路器电气寿命试验保护装置及其运行方式，针对性地对断路器电气寿命试验过程进行实时监测和保护，克服了现有技术存在缺少对于断路器电气寿命试验过程的监测和保护，以及缺少试验过程出现故障时采取保护措施的不足。

上述现有技术虽然从剩余电流动作断路器的机械及电气寿命试验的检测机构、试验系统、试验装置、操作机构、保护装置等方面展开研究，但是缺少对剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置展开研究，可以实现自动完成剩余电流动作断路器手柄闭合、试验按钮断开的操作循环，既可以满足操作循环的时间精度和循环计数要求，又可以替代试验人员来完成上述操作循环保证试验人员的人身安全。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种针对性强、自动计时计数、有效保证人身安全的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置及其应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置，包括空气压缩机，其特征在于：所述空气压缩机的出气孔连接三通的进气孔，三通的出气孔分别连接电磁阀Ⅰ的进气孔和电磁阀Ⅱ的进气孔，电磁阀Ⅰ的出气孔与长方形气缸的进气孔连接，电磁阀Ⅰ的排气孔与长方形气缸的出气孔连接，电磁阀Ⅱ的出气孔与圆形气缸的进气孔连接，电磁阀Ⅱ的排气孔与圆形气缸的出气孔连接；电磁阀Ⅰ的电磁线圈与可编程序控制器的常开触点Ⅰ串联连接，电磁阀Ⅱ的电磁线圈与可编程序控制器的常开触点Ⅱ串联连接；长方形气缸与固定夹具Ⅰ机械连接，圆形气缸与固定夹具Ⅱ机械连接。

本发明针对性的对剩余电流动作断路器的电气寿命试验进行操作循环，克服了现有技术缺少对剩余电流动作断路器的电气寿命试验进行操作循环的装置。

本发明的更优方案为：

所述空气压缩机、三通、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、长方形气缸和圆形气缸之间的连接均通过PVC管实现。

所述电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ与可编程序控制器的连接均通过导线实现。

所述长方形气缸的规格，根据剩余电流动作断路器操作手柄的操作力大小进行选择，满足长方形气缸的活塞杆竖直向上运动，推动剩余电流动作断路器的操作手柄闭合，长方形气缸的活塞杆做竖直向上伸出和竖直向下缩回往返运动。

所述圆形气缸的规格，选择活塞杆圆形横截面积与剩余电流动作断路器的试验按钮面积接近，满足圆形气缸的活塞杆水平伸出运动，推动剩余电流动作断路器的试验按钮闭合，圆形气缸的活塞杆做水平伸出和水平缩回往返运动。

所述固定夹具Ⅰ用于将长方形形气缸竖直固定，调节固定夹具Ⅰ的位置，满足长方形气缸活塞杆竖直向上伸出时可以闭合剩余电流动作断路器的操作手柄。固定夹具Ⅰ的具体形状由试验人员根据剩余电流动作断路器手柄的形状设计制作。

所述固定夹具Ⅱ用于将圆形气缸水平固定，调节固定夹具Ⅱ的位置，满足圆形气缸活塞杆水平伸出时可以按下剩余电流动作断路器的试验按钮，固定夹具Ⅱ的具体形状由试验人员根据剩余电流动作断路器试验按钮的形状设计制作。

本发明所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置的应用，其特征在于：空气压缩机提供压缩气体进入三通，压缩气体从三通出气孔出来同时进入电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ，电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ的工作状态由可编程序控制器控制，可变程序控制器选择工作模式循环进行，工作模式分为工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ和工作模式Ⅲ；工作模式Ⅰ为电磁阀Ⅰ通电，电磁阀Ⅱ断电；工作模式Ⅱ为电磁阀Ⅰ断电，电磁阀Ⅱ通电；工作模式Ⅲ为电磁阀Ⅰ断电，电磁阀Ⅱ断电。

所述工作模式Ⅰ为电磁阀Ⅰ通电，电磁阀Ⅱ断电，此时长方形气缸的活塞杆竖直向上伸出推动剩余电流动作断路器的手柄闭合，长方形气缸的活塞杆保持伸出状态时间为TⅠ，然后缩回初始状态，圆形气缸的活塞杆保持缩回状态，远离剩余电流动作断路器的试验按钮。

所述工作模式Ⅱ为电磁阀Ⅰ断电，电磁阀Ⅱ通电，此时圆形气缸的活塞杆水平伸出推动剩余电流动作断路器的试验按钮，剩余电流动作断路器自动断开，圆形气缸的活塞杆保持伸出状态时间为TⅡ，长方形气缸的活塞杆由竖直向上伸出状态转换为竖直向下缩回状态。

所述工作模式Ⅲ为电磁阀Ⅰ断电，电磁阀Ⅱ断电，此时圆形气缸的活塞杆由伸出状态转换为缩回状态，长方形气缸的活塞保持缩回状态，剩余电流动作断路器保持断开状态，保持断开状态时间为TⅢ。

所述可编程序控制器包括常开触点Ⅰ和常开触点Ⅱ两组触点，常开触点Ⅰ和常开触点Ⅱ均可以提供220V交流电压，满足电磁阀Ⅰ的电磁线圈和电磁阀Ⅱ的电磁线圈工作电压；可编程序控制器可以设定工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ和工作模式Ⅲ，三种工作模式循环进行；可编程序控制器可以设定上述三种工作模式的循环次数N，可以累积记录并显示循环次数X，当达到X<N时工作模式循环进行，当X=N，停止工作模式循环，将工作模式保持在工作模式Ⅲ。

本发明可以代替试验人员完成剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作循环，可以满足操作循环的时间精度和循环计数要求，实现自动计时计数功能，试验过程中试验人员远离试验现场，可以保证试验人员的人身安全。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3是本使用新型的可编程序控制器工作循环模式；

图4是本使用新型的工作时序图；

图中,1空气压缩机，2三通，3电磁阀Ⅰ，4电磁阀Ⅱ，5长方形气缸，6圆形气缸，7固定夹具Ⅰ，8固定夹具Ⅱ，9可编程序控制器。

（五）具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括空气压缩机1，所述空气压缩机1的出气孔连接三通2的进气孔，三通2的出气孔分别连接电磁阀Ⅰ3的进气孔和电磁阀Ⅱ4的进气孔，电磁阀Ⅰ3的出气孔与长方形气缸5的进气孔连接，电磁阀Ⅱ4的出气孔与圆形气缸6的进气孔连接；电磁阀Ⅰ3的电磁线圈与可编程序控制器9的常开触点Ⅰ串联连接，电磁阀Ⅱ4的电磁线圈与可编程序控制器9的常开触点Ⅱ串联连接；长方形气缸5与固定夹具Ⅰ7机械连接，圆形气缸6与固定夹具Ⅱ8机械连接；所述电磁阀Ⅰ3的排气孔与长方形气缸5的出气孔连接，电磁阀Ⅱ4的排气孔与圆形气缸6的出气孔连接；所述空气压缩机1、三通2、电磁阀Ⅰ3、电磁阀Ⅱ4、长方形气缸5和圆形气缸6之间的连接均通过PVC管实现；所述电磁阀Ⅰ3和电磁阀Ⅱ4与可编程序控制器9的连接均通过导线实现。

如图1所示，本发明的装置包括空气压缩机1、三通2、电磁阀Ⅰ3、电磁阀Ⅱ4、长方形气缸5、圆形气缸6、固定夹具Ⅰ7、固定夹具Ⅱ8、可编程序控制器9共计九部分。

具体说明本发明试验装置的工作原理：空气压缩机1提供压缩气体通过PVC管进入三通2；压缩气体从三通2的出气孔通过PVC管分别进入电磁阀Ⅰ3的进气孔和电磁阀Ⅱ4的进气孔；可编程序控制器9的常开触点Ⅰ和常开触点Ⅱ循环进行闭合、断开操作，分为工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ和工作模式Ⅲ三种工作模式，三种工作模式循环进行；当工作模式Ⅰ时常开触点Ⅰ保持闭合状态时间TⅠ，常开触点Ⅱ保持断开状态时间TⅠ，电磁阀Ⅰ3的电磁线圈通电时间TⅠ，电磁阀Ⅱ4的电磁线圈断电时间TⅠ；当工作模式Ⅱ时常开触点Ⅰ保持断开状态时间TⅡ，常开触点Ⅱ保持闭合状态时间TⅡ，电磁阀Ⅰ3的电磁线圈保持断电时间TⅡ，电磁阀Ⅱ4的电磁线圈保持通电时间TⅡ；当工作模式Ⅲ时常开触点Ⅰ保持断开状态时间TⅢ，常开触点Ⅱ保持断开状态时间TⅢ，电磁阀Ⅰ3的电磁线圈保持断电时间TⅢ，电磁阀Ⅱ4的电磁线圈保持断电时间TⅢ。

当电磁阀Ⅰ3的电磁线圈供电时，电磁阀Ⅰ3的出气孔打开，同时排气孔闭合，压缩气体进入长方形气缸5的进气孔，长方形气缸5的活塞杆做竖直向上伸出运动，长方形气缸5的活塞杆推动剩余电流动作断路器的操作手柄闭合；当电磁阀Ⅰ3的电磁线圈断电时，电磁阀Ⅰ3的出气孔闭合，同时排气孔打开，压缩气体从长方形气缸5的出气孔排除，长方形气缸5的活塞杆做竖直向下缩回运动，缩回至初始位置；调节固定夹具Ⅰ7与长方形气缸5的位置，使长方形气缸5的活塞杆竖直向上伸出运动可以推动剩余电流动作断路器的操作手柄闭合。

当电磁阀Ⅱ4的电磁线圈供电时，电磁阀Ⅱ4的出气孔打开，同时排气孔闭合，压缩气体进入圆形气缸6的进气孔，圆形气缸6的活塞杆做水平伸出运动，圆形气缸6的活塞杆推动剩余电流动作断路器的试验按钮闭合，使剩余电流动作断路器自动断开；当电磁阀Ⅱ4的电磁线圈断电时，电磁阀Ⅱ4的出气孔闭合，同时排气孔打开，压缩气体从圆形气缸6的出气孔排除，圆形气缸6的活塞杆做水平缩回运动，圆形气缸6的活塞杆远离剩余电流动作断路器的试验按钮，使试验按钮断开；调节固定夹具Ⅱ8与圆形气缸6的位置，满足圆形气缸6的活塞杆水平伸出运动可以使剩余电流动作断路器的试验按钮闭合。

上述剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置，所涉及的器件均通过市场购买获得，所有器件的构造是本领域技术人员熟知的

实施例1；

如图2所示，本实施例工作流程图：空气压缩机提供压缩气体可编程序控制器工作模式循环工作模式Ⅰ电磁阀Ⅰ通电、电磁阀Ⅱ断电长方形气缸的活塞杆竖直向上伸出、圆形气缸的活塞杆保持缩回状态长方形气缸的活塞杆推动剩余电流动作断路器的手柄闭合剩余电流动作断路器闭合；工作模式Ⅱ电磁阀Ⅰ断电、电磁阀Ⅱ通电圆形气缸的活塞杆水平伸出、长方形气缸的活塞杆由伸出状态转换为缩回状态圆形气缸的活塞杆推动剩余电流动作断路器的试验按钮闭合剩余电流动作断路器断开；工作模式Ⅲ电磁阀Ⅰ断电、电磁阀Ⅱ断电圆形气缸的活塞杆由伸出状态转换为缩回状态、长方形气缸的活塞保持缩回状态剩余电流动作断路器保持断开状态。

具体的说明是：空气压缩机1提供压缩气体进入三通2，压缩气体从三通出气孔出来同时进入电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ；电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ的工作状态决定压缩气体的流动方向，电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ的工作状态由可编程序控制器控制；可编程序控制器选择工作模式循环，工作模式分为工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ和工作模式Ⅲ；当工作模式Ⅰ时，电磁阀Ⅰ通电，电磁阀Ⅱ断电，此时长方形气缸的活塞杆竖直向上伸出推动剩余电流动作断路器的手柄闭合，长方形气缸的活塞杆保持伸出状态时间为TⅠ，然后缩回初始状态，圆形气缸的活塞杆保持缩回状态，远离剩余电流动作断路器的试验按钮；当工作模式Ⅱ时，电磁阀Ⅰ断电，电磁阀Ⅱ通电，此时圆形气缸的活塞杆水平伸出推动剩余电流动作断路器的试验按钮，剩余电流动作断路器自动断开，圆形气缸的活塞杆保持伸出状态时间为TⅡ，长方形气缸的活塞杆由竖直向上伸出状态转换为竖直向下缩回状态；工作模式Ⅲ时，电磁阀Ⅰ断电，电磁阀Ⅱ断电，圆形气缸的活塞杆由伸出状态转换为缩回状态，长方形气缸的活塞保持缩回状态，剩余电流动作断路器保持断开状态，保持断开状态时间为TⅢ；可编程序控制器依次进行工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ和工作模式Ⅲ，三种工作模式循环进行。

实施例2：

如图3所示，本实施例可编程序控制器的工作循环模式：工作模式Ⅰ工作模式Ⅱ工作模式ⅢX<N是工作模式循环；X=N工作模式Ⅲ。

具体的说明是：可编程序控制器依次进行工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ、工作模式Ⅲ，上述三种工作模式依次进行，完成一次称为一个循环；可编程序控制器自动累积记录并显示循环次数X，当每一次工作模式循环进行完毕，可编程序控制器对已完成循环X与设定次数N进行比较，当X<N时重复上述工作模式循环，当X=N时可编程序控制器保持在工作模式Ⅲ，并且停止工作模式循环。

实施例3：

如图4所示，本实施例工作时序图为：坐标系中横轴代表时间，图a)纵轴代表电磁阀Ⅰ，图b)纵轴代表电磁阀Ⅱ，图c)纵坐标代表工作模式；0表示电磁阀断电状态，1表示电磁阀通电状态；TⅠ表示电磁阀Ⅰ通电时间和电磁阀Ⅱ断电时间，TⅡ表示电磁阀Ⅰ通电时间和电磁阀Ⅱ通电时间，TⅢ表示电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ同时断电时间；电磁阀Ⅰ通电时间和电磁阀Ⅱ断电时间对应工作模式Ⅰ，电磁阀Ⅰ通电时间和电磁阀Ⅱ通电时间对应工作模式Ⅱ，电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ同时断电时间对应工作模式Ⅲ；TⅠ、TⅡ和TⅢ的时间由可编程序控制器设定。

具体的说明是：首先电磁阀Ⅰ通电TⅠ时间，电磁阀Ⅱ断电TⅠ时间，长方形气缸的活塞杆竖直向上运动，推动剩余电流动作断路器的手柄闭合，剩余电流动作断路器保持闭合状态时间为TⅠ，圆形气缸的活塞杆保持缩回状态时间为TⅠ；然后电磁阀Ⅱ通电TⅡ时间，电磁阀Ⅰ断电TⅡ时间，长方形气缸的活塞杆竖直向下运动，远离剩余电流动作断路器的手柄，圆形气缸的活塞杆水平伸出，推动剩余电流动作断路器的试验按钮闭合，剩余电流动作断路器由闭合状态自动断开；最后电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ保持断电TⅢ时间，此时长方形气缸的活塞杆和圆形气缸的活塞杆保持缩回状态时间为TⅢ，同时剩余电流动作断路器保持断开状态时间为TⅢ；上述工作模式即工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ、工作模式Ⅲ依次进行；每次工作模式Ⅲ结束之后，比较X与N的数值，当X<N时重复上述工作模式循环，当X=N时可编程序控制器停止工作模式循环，并且保持在工作模式Ⅲ。

Claims (7)

1.一种剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置，包括空气压缩机（1），其特征在于：所述空气压缩机（1）的出气孔连接三通（2）的进气孔，三通（2）的出气孔分别连接电磁阀Ⅰ（3）的进气孔和电磁阀Ⅱ（4）的进气孔，电磁阀Ⅰ（3）的出气孔与长方形气缸（5）的进气孔连接，电磁阀Ⅰ（3）的排气孔与长方形气缸（5）的出气孔连接，电磁阀Ⅱ（4）的出气孔与圆形气缸（6）的进气孔连接，电磁阀Ⅱ（2）的排气孔与圆形气缸（6）的出气孔连接；电磁阀Ⅰ（3）的电磁线圈与可编程序控制器（9）的常开触点Ⅰ串联连接，电磁阀Ⅱ（4）的电磁线圈与可编程序控制器（9）的常开触点Ⅱ串联连接；长方形气缸（5）与固定夹具Ⅰ（7）机械连接，圆形气缸（6）与固定夹具Ⅱ（8）机械连接。

2.根据权利要求1所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置，其特征在于：所述空气压缩机（1）、三通（2）、电磁阀Ⅰ（3）、电磁阀Ⅱ（4）、长方形气缸（5）和圆形气缸（6）之间的连接均通过PVC管实现。

3.根据权利要求1所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置，其特征在于：所述电磁阀Ⅰ（3）和电磁阀Ⅱ（4）与可编程序控制器（9）的连接均通过导线实现。

4.根据权利要求1所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置的应用，其特征在于：空气压缩机（1）提供压缩气体进入三通（2），压缩气体从三通（2）出气孔出来同时进入电磁阀Ⅰ（3）和电磁阀Ⅱ（4），电磁阀Ⅰ（3）和电磁阀Ⅱ（4）的工作状态由可编程序控制器（9）控制，可变程序控制器（9）选择工作模式循环进行，工作模式分为工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ和工作模式Ⅲ；工作模式Ⅰ为电磁阀Ⅰ（3）通电，电磁阀Ⅱ（4）断电；工作模式Ⅱ为电磁阀Ⅰ（3）断电，电磁阀Ⅱ（4）通电；工作模式Ⅲ为电磁阀Ⅰ（3）断电，电磁阀Ⅱ（4）断电。

5.根据权利要求4所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置的应用，其特征在于：所述工作模式Ⅰ为电磁阀Ⅰ（3）通电，电磁阀Ⅱ（4）断电，此时长方形气缸（5）的活塞杆竖直向上伸出推动剩余电流动作断路器的手柄闭合，长方形气缸（5）的活塞杆保持伸出状态时间为TⅠ，然后缩回初始状态，圆形气缸（6）的活塞杆保持缩回状态，远离剩余电流动作断路器的试验按钮。

6.根据权利要求4所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置的应用，其特征在于：所述工作模式Ⅱ为电磁阀Ⅰ（3）断电，电磁阀Ⅱ（4）通电，此时圆形气缸（6）的活塞杆水平伸出推动剩余电流动作断路器的试验按钮，剩余电流动作断路器自动断开，圆形气缸（6）的活塞杆保持伸出状态时间为TⅡ，长方形气缸（5）的活塞杆由竖直向上伸出状态转换为竖直向下缩回状态。

7.根据权利要求4所述的剩余电流动作断路器的电气寿命试验操作装置的应用，其特征在于：所述工作模式Ⅲ为电磁阀Ⅰ（3）断电，电磁阀Ⅱ（4）断电，此时圆形气缸（6）的活塞杆由伸出状态转换为缩回状态，长方形气缸（5）的活塞保持缩回状态，剩余电流动作断路器保持断开状态，保持断开状态时间为TⅢ。