CN106483458B - 数字式低压直流开关通断能力检验装置及检验方法 - Google Patents

Abstract

数字式低压直流开关通断能力检验装置，其特征在于：该装置包括试验电源、低压保护开关、控制开关、试品、电压互感器、临时整定线、整定接触器、陪试开关、负载电阻、负载电抗、电流互感器和控制及数据采集系统，其具有结构简单、操作方便、稳定性好、安全性强和智能化水平高等优点。

Description

数字式低压直流开关通断能力检验装置及检验方法

技术领域

发明属于低压直流开关试验技术领域，特别涉及一种数字式低压直流开关通断能力检验装置及检验技术。

背景技术

随新能源（风能、太阳能等）行业、轨道交通行业和通信行业的迅速发展，低压直流配电网络和低压直流开关受到越来越广泛的应用。低压直流开关包括低压直流断路器、低压直流隔离开关、低压直流接触器和低压直流隔离开关熔断器等，在配电网络及电气设备中起到通断和保护双重作用。凭借电磁理论、仿真技术、先进制造工艺等方面的不断进步，低压直流开关在分断速度、灭弧室效率、燃弧时间等方面得到大大的提高。但低压直流开关及相关产品的检验技术仍然人工处理数据阶段，检验装置依靠接触器、时间继电器、按钮开关等，整个试验检验过程复杂、结果可靠性差、自动化水平低。

发明内容

发明目的：发明提供一种数字式低压直流开关通断能力检验装置及检验方法，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：发明是通过以下技术方案实现的：

数字式低压直流开关通断能力检验装置，其特征在于：该装置包括试验电源、低压保护开关、控制开关、试品、电压互感器、临时整定线、整定接触器、陪试开关、负载电阻、负载电抗、电流互感器和控制及数据采集系统，其中试验电源的正极与低压保护开关的输入端相连接，低压保护开关的输出端与控制开关的输入端相连接，控制开关的输出端与试品的正极相连接，试品的负极与陪试开关的输入端相连接，陪试开关的输出端与负载电阻的一端相连接，负载电阻的另一端与负载电抗的一端相连接，负载电抗的另一端与试验电源(10的负极相连接，临时整定线与整定接触器串联组成的支路与试品相并联，电压互感器的输入和输出端分别于试品的输入、输出端以及及电源的正负端相并联，试验线路的导线经过电流互感器的环向测量端子，控制及数据采集系统分别与低保开关、控制开关、试品、负载电阻、负载电抗的控制信号接收端及电压互感器、电流互感器的信号输出端相连接。

控制及数据采集系统以数字信号处理器DSP为核心，包括DSP、信号处理单元、信号转换单元、显示单元、声光警示单元、通讯单元、工业计算机和打印机，其中信号处理单元的两路输入端A、B分别与电压互感器和电流互感器的信号输出端相连接，信号处理单元的输出端与DSP的信号输入端ADCINA0、ADCINA1相连接，信号转换单元的输入端与DSP的信号输出端GPIO0、GPIO1、GPIO2相连接，信号转换单元的输出端A、B、C分别与控制开关、低保开关和试品三者的控制信号输入端相连接，显示单元的输入端与DSP的信号输出端相连接，声光报警单元的输入端与DSP的信号输出端GPIO4、GPIO5相连接，通讯单元的输入端与DSP的通讯端口SCITXD、SCIRXD相连接，通讯单元的输出端与工业计算机的通讯端口相连接，打印机的信号输出端与工业计算机的信号输出端相连接，控制面板的信号输出端A、B、C与DSP的信号输入端GPIO3、GPIO4、GPIO3相连接。

电流互感器的环向测量端子通过弹性固定架临时固定在需要固定的位置，该固定架包括支撑盒、上V形支撑卡、下V形支撑卡和调整螺杆；在支撑盒的两端设置有限位滑道，限位滑道为沿支撑盒长度方向设置的条形滑道；

上V形支撑卡包括上卡臂和上随动臂，上卡臂和上随动臂通过扭簧连接形成V形结构；下V形支撑卡包括下卡臂和下随动臂，下卡臂和下随动臂通过另一个扭簧连接形成V形结构； 两个扭簧均套在移动滚筒上，移动滚筒的中心设置有滚动轴，滚动轴的两端伸进限位滑道内并在使用时沿限位滑道移动；

上随动臂与下随动臂通过活动轴活动连接，活动轴连接带有螺纹的拉动杆，拉动杆沿与限位滑道垂直的方向穿过支撑盒并通过螺纹与支撑盒螺纹配合；

在上卡臂的上端设置有用于在垂直方向压住传感器的垂直固定压片；

在上卡臂上端设置有竖向限位孔，在竖向限位孔上端设置有与竖向限位孔同轴且连通的竖向限位套，垂直固定压片上连接有立杆，该立杆穿过竖向限位孔及竖向限位套并能在竖向限位孔及竖向限位套内上下移动，在竖向限位孔的上端设置有能上下移动的顶帽，顶帽的下端连接拉紧弹簧的上端，拉紧弹簧的伸进竖向限位套内并与竖向限位的侧壁连接，，拉紧弹簧套在垂直固定压片的立杆的上端。

利用上述的数字式低压直流开关通断能力检验装置所实施的低压直流开关通断能力检验方法，其特征在于：利用DSP接收控制面板发送的动作指令，指令为接通、分断、通断三种之一，发送控制信号给信号转换单元，信号转换单元将DSP的信号转换后发送给低保开关、控制开关及试品，发送顺序或者是低保开关2、试品4和控制开关3，系统上电，在通入预定时间电流后DSP发送关断指令给低保开关、控制开关、试品发送顺序或者是低保开关、试品和控制开关，试验结束；同时电压互感器、电流互感器采集试验电压、电流信号，并发送给信号处理单元进行信号转换后发送给DSP的信号输入端ADCINA0、ADCINA1，DSP对数据进行运算处理后通过通讯单元发送给工业计算机进行试验图形显示和打印；显示单元显示装置的电压、电流信号，声光报警单元检测DSP的输出信号，在装置故障时进行声光报警。

优点效果：发明提供一种数字式低压直流开关通断能力检验装置及检验方法，其利用DSP处理器强大的控制和数据处理能力，实现对低压直流开关实验过程的集中控制和数据自动化管理。该专利结合GB/T 14048.1 2012“低压开关设备与控制设备”中的检验要求，能够完成接通、分断和电寿命等相关通断能力试验检验，具有结构简单、操作方便、稳定性好、安全性强和智能化水平高等优点。

附图说明：

图1是数字式低压直流开关通断能力检验装置结构简图；

图2是控制及数据采集系统结构简图；

图3为弹性固定架的结构示意图；

图4为图3中A部位的放大图。

1 试验电源；2 低压保护开关；3 控制开关；4 试品；5 电压互感器；6临时整定线；7 整定接触器；8 陪试开关；9 负载电阻；10 负载电抗；11 电流互感器；12 控制及数据采集系统；13 DSP；14 信号处理单元；15 信号转换单元；16 显示单元；17 声光警示单元；18通讯单元；19 工业计算机；20 打印机；21 控制面板。

具体实施方式：

如图1所示，发明提供一种数字式低压直流开关通断能力检验装置及检验方法，数字式低压直流开关通断能力检验装置结构图如附图1所示，主要包括试验电源1、低压保护开关2、控制开关3、试品4、陪试开关8、电压互感器5、电流互感器11、负载电阻9、负载电抗10、临时整定线6、整定接触器7、控制及数据采集系统12组成，其中试验电源1的正极与低压保护开关2的输入端相连接，低压保护开关2的输出端与控制开关3的输入端相连接，控制开关3的输出端与试品4的正极相连接，试品4的负极与陪试开关8的输入端相连接，陪试开关8的输出端与负载电阻9一端相连接，负载电阻9的另一端与负载电抗10一端相连接，负载电抗10的另一端与试验电源1的负极相连接，临时整定线6与整定接触器7串联组成的支路与试品4相并联，电压互感器5的输入和输出端分别于试品4的输入、输出端及电源1的正负端相并联，试验线路的导线经过电流互感器11的环向测量端子，控制及数据采集系统12分别于低保开关2、控制开关3、试品4、负载电阻9、负载电抗10的控制信号接收端及电压互感器5、电流互感器11的信号输出端相连接。

控制及数据采集系统如附图2所示，系统以数字信号处理器DSP为核心，主要包括DSP13、信号处理单元14、信号转换单元15、显示单元16、声光警示单元17、通讯单元18、工业计算机19和打印机20组成，其中信号处理单元14的两路输入端A、B与电压互感器5、电流互感器11的信号输出端相连接，信号处理单元14的输出端与DSP13的信号输入端ADCINA0、ADCINA1相连接，信号转换单元15的输入端与DSP13的信号输出端GPIO0、GPIO1、GPIO2相连接，信号转换单元15输出端A、B、C与控制开关3、低保开关2、试品4三者的控制信号输入端相连接，显示单元16的输入端与DSP13的信号输出端相连接，声光报警单元的17输入端与DSP13的信号输出端GPIO4、GPIO5相连接，通讯单元18的输入端与DSP13的通讯端口SCITXD、SCIRXD相连接，通讯单元18的输出端与工业计算机19的通讯端口相连接，打印机20的信号输出端与工业计算机19的信号输出端相连接，控制面板21的信号输出端A、B、C与DSP3的信号输入端GPIO3、GPIO4、GPIO3相连接。

电流互感器11的环向测量端子通过弹性固定架临时固定在需要固定的位置，该固定架包括支撑盒111、上V形支撑卡、下V形支撑卡和调整螺杆888；在支撑盒111的两端设置有限位滑道666，限位滑道666为沿支撑盒111长度方向设置的条形滑道；

上V形支撑卡包括上卡臂333和上随动臂333-1，上卡臂333和上随动臂333-1通过扭簧连接形成V形结构；下V形支撑卡包括下卡臂222和下随动臂222-1，下卡臂222和下随动臂222-1通过另一个扭簧444连接形成V形结构； 两个扭簧均套在移动滚筒上，移动滚筒的中心设置有滚动轴555，滚动轴555的两端伸进限位滑道666内并在使用时沿限位滑道666移动；

上随动臂333-1与下随动臂222-1通过活动轴777活动连接，活动轴777连接带有螺纹999的拉动杆888，拉动杆888沿与限位滑道666垂直的方向穿过支撑盒111并通过螺纹999与支撑盒111螺纹配合；

在上卡臂333的上端设置有用于在垂直方向压住传感器的垂直固定压片000；

在上卡臂333上端设置有竖向限位孔001，在竖向限位孔001上端设置有与竖向限位孔001同轴且连通的竖向限位套002，垂直固定压片000上连接有立杆，该立杆穿过竖向限位孔001及竖向限位套002并能在竖向限位孔001及竖向限位套002内上下移动，在竖向限位孔001的上端设置有能上下移动的顶帽004，顶帽004的下端连接拉紧弹簧003的上端，拉紧弹簧003的伸进竖向限位套002内并与竖向限位套002的侧壁连接，拉紧弹簧003套在垂直固定压片000的立杆的上端。

固定架使用时，将拉动杆888向内旋拧（也就是图中的右上方向），使得上卡臂333与下卡臂222之间向外张开，然后将上卡臂333与下卡臂222分别置于被固定位置的上表面和下表面，将待固定物置于垂直固定压片000底部，然后反向旋拧动杆888，使得上卡臂333与下卡臂222之间向内收拢并逐渐夹紧被固定物，使得待固定的装置与被固定的位置紧密接触完成操作，卸下或更换传感器时重复旋拧拉动杆888的动作即可。

而在夹紧时，垂直固定压片000的立杆穿过竖向限位套002并顶起顶帽004，进而拉伸拉紧弹簧003，这样一来，被夹紧物就始终保持一种弹性的压紧，使得压紧更加的稳固，使得被夹紧物与被固定位置之间的接触为柔性连接，避免硬性连接带来的对被夹紧物的损坏及当被固定位置不平时所带来的夹紧配合不可调整的问题。

低压直流开关通断能力检验过程描述：DSP3接收控制面板21发送的动作指令（接通、分断、通断三种之一）发送控制信号给信号转换单元15，信号转换单元15将DSP的信号转换后发送给低保开关2、控制开关3、试品4（发送顺序或者是低保开关2、试品4、控制开关3），系统上电，在通入预定时间电流后DSP3发送关断指令给低保开关2、控制开关3、试品4（发送顺序或者是低保开关2、试品4、控制开关3），试验结束。同时电压互感器5、电流互感器11采集试验电压、电流信号，并发送给信号处理单元14进行信号转换后发送给DSP13的信号输入端ADCINA0、ADCINA1，DSP3对数据进行运算处理后通过通讯单元18发送给工业计算机19进行试验图形显示和打印。显示单元16显示装置的电压、电流信号，声光报警单元17检测DSP的输出信号，在装置故障时进行声光报警。

Claims (1)

1.数字式低压直流开关通断能力检验装置，其特征在于：该装置包括试验电源(1)、低压保护开关(2)、控制开关(3)、试品(4)、电压互感器(5)、临时整定线（6）、整定接触器（7）、陪试开关（8）、负载电阻（9）、负载电抗(10)、电流互感器（11）和控制及数据采集系统（12），其中试验电源（1）的正极与低压保护开关（2）的输入端相连接，低压保护开关（2）的输出端与控制开关（3）的输入端相连接，控制开关（3）的输出端与试品（4）的正极相连接，试品（4）的负极与陪试开关（8）的输入端相连接，陪试开关（8）的输出端与负载电阻（9）的一端相连接，负载电阻（9）的另一端与负载电抗（10）的一端相连接，负载电抗（10）的另一端与试验电源(1)的负极相连接，临时整定线（6）与整定接触器（7）串联组成的支路与试品（4）相并联，电压互感器（5）的输入和输出端分别与试品（4）的输入、输出端以及试验电源（1）的正负端相并联，试验线路的导线经过电流互感器（11）的环向测量端子，控制及数据采集系统（12）分别与低压保护开关（2）、控制开关（3）、试品（4）、负载电阻（9）、负载电抗（10）的控制信号接收端及电压互感器(5)、电流互感器(11)的信号输出端相连接；

控制及数据采集系统以数字信号处理器DSP为核心，包括DSP（13）、信号处理单元（14）、信号转换单元（15）、显示单元（16）、声光警示单元（17）、通讯单元（18）、工业计算机（19）和打印机（20），其中信号处理单元（14）的两路输入端A、B分别与电压互感器（5）和电流互感器（11）的信号输出端相连接，信号处理单元（14）的输出端与DSP（13）的信号输入端ADCINA0、ADCINA1相连接，信号转换单元（15）的输入端与DSP（13）的信号输出端GPIO0、GPIO1、GPIO2相连接，信号转换单元（15）的输出端A、B、C分别与控制开关（3）、低压保护开关（2）和试品(4)三者的控制信号输入端相连接，显示单元（16）的输入端与DSP（13）的信号输出端相连接，声光警示单元（17）输入端与DSP（13）的信号输出端GPIO4、GPIO5相连接，通讯单元（18）的输入端与DSP（13）的通讯端口SCITXD、SCIRXD相连接，通讯单元（18）的输出端与工业计算机（19）的通讯端口相连接，打印机（20）的信号输出端与工业计算机（19）的信号输出端相连接，控制面板（21）的信号输出端A、B、C与DSP（13）的信号输入端GPIO3、GPIO4、GPIO3相连接；

电流互感器（11）的环向测量端子通过弹性固定架临时固定在需要固定的位置，该固定架包括支撑盒（111）、上V形支撑卡、下V形支撑卡和调整螺杆（888）；在支撑盒（111）的两端设置有限位滑道（666），限位滑道（666）为沿支撑盒（111）长度方向设置的条形滑道；

上V形支撑卡包括上卡臂（333）和上随动臂（333-1），上卡臂（333）和上随动臂（333-1）通过扭簧连接形成V形结构；下V形支撑卡包括下卡臂（222）和下随动臂（222-1），下卡臂（222）和下随动臂（222-1）通过另一个扭簧（444）连接形成V形结构； 两个扭簧均套在移动滚筒上，移动滚筒的中心设置有滚动轴（555），滚动轴（555）的两端伸进限位滑道（666）内并在使用时沿限位滑道（666）移动；

上随动臂（333-1）与下随动臂（222-1）通过活动轴（777）活动连接，活动轴（777）连接带有螺纹（999）的调整螺杆（888），调整螺杆（888）沿与限位滑道（666）垂直的方向穿过支撑盒（111）并通过螺纹（999）与支撑盒（111）螺纹配合；

在上卡臂（333）的上端设置有用于在垂直方向压住传感器的垂直固定压片（000）；

在上卡臂（333）上端设置有竖向限位孔（001），在竖向限位孔（001）上端设置有与竖向限位孔（001）同轴且连通的竖向限位套（002），垂直固定压片（000）上连接有立杆，该立杆穿过竖向限位孔（001）及竖向限位套（002）并能在竖向限位孔（001）及竖向限位套（002）内上下移动，在竖向限位孔（001）的上端设置有能上下移动的顶帽（004），顶帽（004）的下端连接拉紧弹簧（003）的上端，拉紧弹簧（003）的下端伸进竖向限位套（002）内并与竖向限位套（002）的侧壁连接，拉紧弹簧（003）套在垂直固定压片（000）的立杆的上端；

利用该装置所实施的低压直流开关通断能力检验方法是：利用DSP（13）接收控制面板（21）发送的动作指令，指令为接通、分断、通断三种之一，发送控制信号给信号转换单元（15），信号转换单元（15）将DSP的信号转换后发送给低压保护开关（2）、控制开关（3）及试品（4），发送顺序或者是低压保护开关（2）、试品（4）和控制开关（3），系统上电，在通入预定时间电流后DSP（13）发送关断指令给低压保护开关（2）、控制开关（3）、试品（4）,发送顺序或者是低压保护开关(2)、试品(4)和控制开关（3），试验结束；同时电压互感器（5）、电流互感器（11）采集试验电压、电流信号，并发送给信号处理单元（14）进行信号转换后发送给DSP（13）的信号输入端ADCINA0、ADCINA1，DSP（13）对数据进行运算处理后通过通讯单元(18)发送给工业计算机(19)进行试验图形显示和打印；显示单元（16）显示装置的电压、电流信号，声光警示单元（17）检测DSP的输出信号，在装置故障时进行声光报警。