CN108169567A - 一种断路器的回路电阻测试仪 - Google Patents

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马练哲
杨柳青
黄浩
李准
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范丽君
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Abstract

本发明涉及一种断路器的回路电阻测试仪，包括电压采集模块、电流采集模块和CPU模块，电压采集模块和电流采集模块的信号采集端连接被测断路器，电压采集模块和电流采集模块的信号输出端连接CPU模块，CPU模块用于接收电流采集模块和电压采集模块采集的断路器回路电压和电流信号，并根据断路器合闸状态和分闸状态下的回路电阻值确定断路器实际回路电阻值，实现带接地线测量断路器回路电阻。本发明可实现带接地线测量断路器回路电阻，节约了拆除接地线所需的人力和时间，提高了工作效率，而且保证了现场试验安全，解决传统断路器回路电阻测试方法工作时间长、工作效率低、涉及人员多，而且现场工作存在安全隐患的问题。

Description

一种断路器的回路电阻测试仪
技术领域
本发明涉及一种断路器的回路电阻测试仪。
背景技术
断路器是电力系统重要的电气设备。断路器导电回路电阻主要取决于断路器的动静触头之间的接触电阻。在运行中，动、静触头的接触电阻往往会增大，使正常运行工作电流下发生过热，尤其是通过短路电流时，触头发热更严重，可能烧伤周围绝缘或造成触头烧熔粘结，从而影响断路器跳闸时间和开断能力，甚至使断路器产生拒动，所以，相关规程规定，断路器在安装后、定期(包括大小修)和开断短路电流一定次数后，都要进行回路电阻试验。回路电阻值是断路器安装、检修和质量验收的一项重要数据。
传统回路电阻测量仪是在拆除接地线的前提下进行的，测量接线图如图1所示。用传统方法测量回路电阻需要调度、中心站等多部门的配合拆除断路器两端的接地线，这一过程不仅步骤繁杂而且需要耗费大量时间；且拆除接地线会破坏现场安全措施，增加电气试验的安全隐患。现有国产回路电阻测试仪大部分为交流220V供电，体重大，仪器笨重；进口手持式测量仪也仅仅能在拆除接地线的情况下进行测量，且成本高。
传统断路器回路电阻测试方法不仅工作时间长、工作效率低、涉及人员多，而且拆除接地线破坏了现场安全措施，增加了现场工作的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种断路器的回路电阻测试仪，本发明可实现带接地线测量断路器回路电阻，节约了拆除接地线所需的人力和时间，提高了工作效率，而且保留了原有的安全措施，保证了现场试验安全，用以解决传统断路器回路电阻测试方法工作时间长、工作效率低、涉及人员多，而且由于拆除接地线破坏现场安全措施，使得现场工作的安全隐患增加的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种断路器的回路电阻测试仪，所述的回路电阻测试仪包括电压采集模块、电流采集模块和CPU模块，所述电压采集模块和电流采集模块的信号采集端连接被测断路器，所述电压采集模块和电流采集模块的信号输出端连接CPU模块的输入端口，所述CPU模块用于接收电流采集模块和电压采集模块采集的断路器回路电压和电流信号，分别确定断路器在合闸状态和分闸状态下的回路电阻值，并根据合闸状态和分闸状态下的回路电阻值确定断路器实际回路电阻值，实现带接地线测量断路器回路电阻。
本发明可实现带接地线准确测量回路电阻值，一方面省去了中心站、调度等部门协作拆除接地线的时间，从而节约了人力并大大提高了工作效率，另一方面带接地线测量，保留了现场的安全措施，提高了作业现场的安全性。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述的电流采集模块包括可调电阻和电流AD转换模块，所述可调电阻串接在被测回路中，所述可调电阻的两端连接电流AD转换模块的模拟输入端，所述电流AD转换模块的数字输出端连接CPU模块。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述电源模块通过对应的DC/DC转换器分别连接电流AD转换模块、电压AD转换模块以及CPU模块的电源端。通过DC/DC转换器实现直流电压的转换，更可靠地供电。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述的电压采集模块采用AD7705芯片。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述CPU模块的信号输出端连接有液晶显示屏，用于显示测试结果。液晶显示屏的显示屏幕较大，便于观察测试结果。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述的CPU模块采用单片机。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述的电源模块包括电池模块和恒流源模块，所述电池模块和恒流源模块串接在断路器的被测回路中。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述的电池模块采用多节锂电池串接。本发明采用电池模块供电，也为锂电池供电，可手持测量，轻巧便捷，明显减少搬动仪器的人力和时间，降低劳动强度。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，所述的CPU模块连接有操作键盘。
进一步地，根据本发明所述的电阻测试仪，断路器实际回路电阻值为：
R1＝Rs//R0，R2＝R0
其中，Rs为断路器实际回路电阻值，R0为接地线等效电阻，R1为断路器合闸状态下的电阻，R2为断路器分闸状态下的电阻。
本发明达到的有益效果：(1)本发明可实现带接地线准确测量回路电阻值，一方面省去了中心站、调度等部门协作拆除接地线的时间，从而节约了人力并大大提高了工作效率，另一方面带接地线测量，保留了现场的安全措施，提高了作业现场的安全性；(2)相比220V交流电供电，电池供电不仅使仪器为手持式，小巧便捷，明显减少搬动仪器的人力和时间，降低劳动强度，而且进一步增强了仪器使用的安全性；(3)成本较低，利与推广。
附图说明
图1是传统的拆除接地线的回路电阻测量接线原理图；
图2是本发明电阻测试仪的电路原理图；
图3是本发明带接地线的回路电阻测量接线原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明的回路电阻测试仪是一种手持式的回路电阻测试仪，如图2所示，本发明的电阻测试仪包括电池模块、恒流源模块、电压采集模块、电流采集模块和CPU模块。
其中，电池模块、恒流源模块串接在断路器的被测回路中，电压采集模块和电流采集模块的信号采集端连接被测断路器，所述电压采集模块和电流采集模块的信号输出端连接CPU模块的输入端口，所述CPU模块用于接收电流采集模块和电压采集模块采集的断路器回路电压和电流信号，分别确定断路器在合闸状态和分闸状态下的回路电阻值，并根据合闸状态和分闸状态下的回路电阻值确定断路器实际回路电阻值，实现带接地线测量断路器回路电阻，进而实现带接地线测量模式和拆除接地线测量模式的灵活切换。在保留传统不带接地线测量模式的基础上，增加带接地线测量的新模式，实现双模式测量，灵活应用于不同试验现场。
如图3，在带接地线情况下测量断路器回路电阻的方法为：首先，测量断路器合闸状态下电阻为R1＝Rs//R0，其中Rs为断路器实际回路电阻，R0为接地线等效电阻，测量断路器在分闸状态下电阻为R2＝R0,则根据电阻并联等效公式可得断路器实际回路电阻为：
只要在传统回路电阻测试仪直流压降法的计算模块中嵌入上述断路器实际回路电阻的计算公式，即可实现在不拆接地线的情况下准确计算断路器回路电阻。这样不仅节约了拆除接地线所需的人力和时间，提高了工作效率，而且保留了原有的安全措施，保证了现场试验安全。
本实施例中，CPU模块的信号输出端连接有液晶显示屏，用于将测试结果通过液晶显示屏显示，且CPU模块还连接有操作键盘，用于实现人机交互，本实施例的CPU模块采用单片机模块实现，优选采用Microchip的PIC18F452单片机，该PIC18F452单片机抗干扰性强，可靠性高。本实施例的电阻测试仪通过单片机模块可以实现以下功能：(1)带接地线情况下测量回路电阻，即在单片机模块中通过编程嵌入回路电阻换算公式，并设计“带接地线测量模式”和“拆除接地线测量模式”切换功能；(2)通过单片机控制本发明的电阻测试仪在2min内未使用的情况下，自动关机，以节省电量，保证单次充电使用次数最大化；(3)数据存储，本发明的电阻测试仪能够存储100组数据，便于数据查询等。
电流采集模块包括可调电阻R和电流AD转换模块，所述可调电阻串接在被测回路中，所述可调电阻的两端连接电流AD转换模块的模拟输入端，所述电流AD转换模块的数字输出端连接CPU模块。
《电力设备交接和预防性试验规程》(Q/SDJ1011-2004)规定采用直流法测量回路电阻时，流过断路器回路的电流不小于100A。如图3可知，在带接地线测量的情况下，接地线等效电阻和断路器回路电阻并联，接地电阻会有分流现象，因此为满足规程要求，恒流源的输出电流必须大于100A。本发明根据实际断路器回路电阻和接地线电阻的比值，优选地，设计恒流源输出恒定电流105A～120A，即使分流现象存在，也能保证流过断路器回路的电流不小于100A。
恒流源模块和电池模块的串接点通过对应的DC/DC转换器分别连接电流AD转换模块、电压采集模块以及CPU模块的电源端。
本发明结构简易、方便携带，接线简洁且易于现场试验操作。对比传统测量仪重达4-5kg、且需要220V电源供电等情况，新仪器仅0.5kg，可手持测量，轻巧便捷，明显减少搬动仪器的人力和时间，降低劳动强度。而且由于本发明可实现带接地线测量断路器或者GIS的回路电阻，节省了中心站、调度等部门协作拆除接地线等流程所需要的时间，大大减少了人力需求，缩短了工作时间，并保护了现场安全措施，提高工作的安全性。

Claims (10)

1.一种断路器的回路电阻测试仪，其特征在于：所述的回路电阻测试仪包括电压采集模块、电流采集模块和CPU模块，所述电压采集模块和电流采集模块的信号采集端连接被测断路器，所述电压采集模块和电流采集模块的信号输出端连接CPU模块的输入端口，所述CPU模块用于接收电流采集模块和电压采集模块采集的断路器回路电压和电流信号，分别确定断路器在合闸状态和分闸状态下的回路电阻值，并根据合闸状态和分闸状态下的回路电阻值确定断路器实际回路电阻值，实现带接地线测量断路器回路电阻。
2.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，所述的电流采集模块包括可调电阻和电流AD转换模块，所述可调电阻串接在被测回路中，所述可调电阻的两端连接电流AD转换模块的模拟输入端，所述电流AD转换模块的数字输出端连接CPU模块。
3.根据权利要求2所述的电阻测试仪，其特征在于，所述电源模块通过对应的DC/DC转换器分别连接电流AD转换模块、电压AD转换模块以及CPU模块的电源端。
4.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，所述的电压采集模块采用AD7705芯片。
5.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，所述CPU模块的信号输出端连接有液晶显示屏，用于显示测试结果。
6.根据权利要求5所述的电阻测试仪，其特征在于，所述的CPU模块采用单片机。
7.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，所述回路电阻测试仪包括电源模块，所述的电源模块包括电池模块和恒流源模块，所述电池模块和恒流源模块串接在断路器的被测回路中。
8.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，所述电池组采用多节锂电池串接。
9.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，所述的CPU模块连接有操作键盘。
10.根据权利要求1所述的电阻测试仪，其特征在于，断路器实际回路电阻值为：
R1＝Rs//R0，R2＝R0
其中，Rs为断路器实际回路电阻值，R0为接地线等效电阻，R1为断路器合闸状态下的电阻，R2为断路器分闸状态下的电阻。
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