CN106950491A - 便携式断路器动特性测试仪 - Google Patents

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赵书瑾
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor

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Abstract

本发明便携式断路器动特性测试仪包括单片机系统，以及连接所述单片机系统的三相电流调理采样电路，机械振动调理采样电路和操作回路电流调理及采样电路，上述电路的采样信号经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统读取并处理。本发明能够使得开关在线工作的条件下，测量高压开关二次控制回路的工作特性，分析线圈、铁芯、辅助触点状况；测量高压开关一次主回路电流波形，分析灭弧室的灭弧性能；测量高压开关机械结构波形，分析高压开关机械特性。

Description

便携式断路器动特性测试仪
技术领域
本发明涉及开关设备检测领域，尤其涉及一种便携式断路器动特性测试仪。
背景技术
断路器动特性测试仪是依据最新的《高压交流断路器》GB1984-2003为设计蓝本开发的，它将现代光电隔离技术、大规模可编程逻辑电路技术与高压设备测量技术进行有机结合，以人机对话的方式操作，具有智能化、功能全、数据准确可靠、抗干扰能力强、操作简便、体积小、重量轻、外观美等特点。适用于各种型号的真空、SF6、油高压断路器、负荷开关、GIS接地刀闸开关、接触器、继电器、空气开关等。
现有的断路器动特性测试仪一般使用220V交流电源供电，体积大。正常情况下都是停电检修方式，不能测量断路器在运行时合闸和分闸的动作特性。断路器的灭弧性能是开关最重要的性能之一，常规仪器无法测量断路器的灭弧性能。另外，断路器在投运状态下是长时间不动作的，以目前的手段是无法测量开关首次动作的机械特性的。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种便携式断路器动特性测试仪，包括单片机系统，以及连接所述单片机系统的三相电流调理采样电路，机械振动调理采样电路和操作回路电流调理及采样电路，上述电路的采样信号经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统读取并处理；
其中，所述三相电流调理采样电路连接断路器的主断口以测量断路器主断口的电流波形；所述机械振动调理采样电路连接断路器的开关操作机构以采样断路器的机械振动信号；所述操作回路电流调理及采样电路连接所述断路器的合/分闸控制回路以测量合/分闸控制回路的电流波形。
可选的，所述断路器的主断口通过电流互感器连接所述开关操作机构；所述的便携式断路器动特性测试仪还包括电流传感器，所述三相电流调理采样电路通过所述电流传感器连接所述电流互感器的二次回路并采样其电流。
可选的，所述的便携式断路器动特性测试仪还包括固定于所述开关操作机构上的振动传感器，所述机械振动调理采样电路连接所述振动传感器以采集振动信号。
可选的，所述操作回路电流调理及采样电路采用非接触式的交直流电流钳连接所述断路器的合/分闸控制回路。
可选的，所述的便携式断路器动特性测试仪还包括连接所述单片机系统的LCD显示器、键盘、存储单元、通信模块，以及电池及充放电电路。
本发明便携式断路器动特性测试仪包括单片机系统，以及连接所述单片机系统的三相电流调理采样电路，机械振动调理采样电路和操作回路电流调理及采样电路，上述电路的采样信号经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统读取并处理。本发明能够使得开关在线工作的条件下，测量高压开关二次控制回路的工作特性，分析线圈、铁芯、辅助触点状况；测量高压开关一次主回路电流波形，分析灭弧室的灭弧性能；测量高压开关机械结构波形，分析高压开关机械特性。
通过测量主回路三相分断电流波形，可以估算开关的实际灭弧电流及灭弧时间，为计算开关的电气寿命提供参考数据。振动波形反映高压开关的机械特性，通过分析机械振动波形，可以分析高压开关动触头的刚动时间、刚分(刚合)时间、动作终止时间。通过测量合分闸控制回路的电流波形，可以判断出以下可能存在的隐患，合分闸线圈匝间短路、辅助触点接触不良、铁芯卡滞、二次操作电源波动等故障。
附图说明
图1为本发明一实施例所述便携式断路器动特性测试仪的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明主要的目的是提供一种便于携带的断路器动特性带电测试仪器。
本发明仪器使用交直流电流钳监测断路器本地汇控柜合分闸控制回路的电流变化实现同步采样，即电流触发。
本发明便携式断路器动特性测试仪的结构如图1所示，主要由以下部分组成，单片机系统4，以及连接所述单片机系统4的三相电流调理采样电路1，机械振动调理采样电路2和操作回路电流调理及采样电路3。上述三相电流调理采样电路1，机械振动调理采样电路2和操作回路电流调理及采样电路3的采样信号经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统4读取并处理。
优选方案中，便携式断路器动特性测试仪还包括连接所述单片机7系统4的LCD显示器7、键盘8、存储单元9、通信模块10和电池及充放电电路11。其中单片机系统4与其他电路模块相连，组成一个完成的系统。单片机系统4负责整机的控制及数据运算，是整机的核心部分。
继续参见图1，三相电流调理采样电路1连接断路器的主断口以测量断路器主断口的电流波形。优选的，所述断路器的主断口通过电流互感器(CT)连接所述开关操作机构；所述的便携式断路器动特性测试仪还包括电流传感器5，所述三相电流调理采样电路1通过所述电流传感器5连接所述电流互感器(CT)的二次回路并采样其电流。
在本实施例中，电流传感器5的数量为3个，为交流钳式电流传感器，其采样现场CT二次回路的电流后，电流信号通过电缆送入仪器，3路电流信号经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统4读取并处理。
机械振动调理采样电路2连接断路器的开关操作机构以采样断路器的机械振动信号，例如可以使用强力磁铁或双面胶固定于开关操作机构的外框上。所述的便携式断路器动特性测试仪还包括固定于所述开关操作机构上的振动传感器6，所述机械振动调理采样电路2连接所述振动传感器6以采集振动信号。振动信号通过电缆送入仪器，经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统4读取并处理。
所述操作回路电流调理及采样电路3连接所述断路器的合/分闸控制回路以测量合/分闸控制回路的电流波形。操作回路电流调理及采样电路3采用非接触式的交直流电流钳连接所述断路器的合/分闸控制回路，通过电缆和主机相连。电流波形信号送入操作回路电流调理及采样电路3，经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统4读取并处理，单片机读取AD转换结果，计算后在LCD显示器7上显示。
LCD显示器7和键盘8用于人机交互。
通讯模块10用于仪器和电脑之间的数据交换，存储在仪器上的数据，可通过USB电缆和电脑连接，用上位机软件读取并显示，亦可保存在电脑上或打印。
本发明便携式断路器动特性测试仪是开关在线工作的条件下，测量高压开关二次控制回路的工作特性，分析线圈、铁芯、辅助触点状况；测量高压开关一次主回路电流波形，分析灭弧室的灭弧性能；测量高压开关机械结构波形，分析高压开关机械特性。
本发明体积小，重量轻，通过带电测试的方式，提供了一种新型的测量方式。通过测量主回路三相分断电流波形，可以估算开关的实际灭弧电流及灭弧时间，为计算开关的电气寿命提供参考数据。振动波形反映高压开关的机械特性，通过分析机械振动波形，可以分析高压开关动触头的刚动时间、刚分(刚合)时间、动作终止时间。通过测量合分闸控制回路的电流波形，可以判断出以下可能存在的隐患：合分闸线圈匝间短路、辅助触点接触不良、铁芯卡滞、二次操作电源波动等故障。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种便携式断路器动特性测试仪，其特征在于，包括单片机系统，以及连接所述单片机系统的三相电流调理采样电路，机械振动调理采样电路和操作回路电流调理及采样电路，上述电路的采样信号经放大、滤波和A/D转换后由所述单片机系统读取并处理；
其中，所述三相电流调理采样电路连接断路器的主断口以测量断路器主断口的电流波形；所述机械振动调理采样电路连接断路器的开关操作机构以采样断路器的机械振动信号；所述操作回路电流调理及采样电路连接所述断路器的合/分闸控制回路以测量合/分闸控制回路的电流波形。
2.如权利要求1所述的便携式断路器动特性测试仪，其特征在于，所述断路器的主断口通过电流互感器连接所述开关操作机构；所述的便携式断路器动特性测试仪还包括电流传感器，所述三相电流调理采样电路通过所述电流传感器连接所述电流互感器的二次回路并采样其电流。
3.如权利要求1所述的便携式断路器动特性测试仪，其特征在于，还包括固定于所述开关操作机构上的振动传感器，所述机械振动调理采样电路连接所述振动传感器以采集振动信号。
4.如权利要求1所述的便携式断路器动特性测试仪，其特征在于，所述操作回路电流调理及采样电路采用非接触式的交直流电流钳连接所述断路器的合/分闸控制回路。
5.如权利要求1所述的便携式断路器动特性测试仪，其特征在于，还包括连接所述单片机系统的LCD显示器、键盘、存储单元、通信模块，以及电池及充放电电路。
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