CN113391198A - 磁保持继电器额定短路接通能力试验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了磁保持继电器额定短路接通能力试验装置及其试验方法,磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,通过磁保持继电器额定短路接通能力试验装置检测磁保持继电器额定短路接通能力,包括步骤S1:将磁保持继电器不接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过导体进行短接,通过选相合闸系统对预期的短路电流进行调整。本发明公开的磁保持继电器额定短路接通能力试验装置及其试验方法,其通过选相合闸系统、磁保持继电器测试系统和控制器等对磁保持继电器进行短路试验,采用小电流预先测量磁保持继电器试验响应时间Td测量,其具有安全性高、精度高和结构稳定等优点。
Description
技术领域
本发明属于低压电器短路试验技术领域,具体涉及一种磁保持继电器额定短路接通能力试验装置和一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法。
背景技术
磁保持继电器广泛应用于预付费电能表。最新国际标准IEC 62052-31Edition1.0 2015-09《Electricity metering equipment(AC)-General requirements,tests andtest conditions-Part 31:Product safety requirements and tests》,在表22的“Ratedshort-circuit making capactity(Ism)”(译为:额定短路接通能力Ism)中,电能表的试验要求,实质上是对其内置磁保持继电器的试验要求。标准规定,根据短路试验类别UC1、UC2、UC3、UC4不同,对应的Ism分别为1500A、2500A、3000A、4500A。标准在6.10.6.8条款规定了额定短路接通能力的具体试验方法。
由试验电气原理图图2可见,通过控制“开关T和整流二极管D”,来实现试验要求的“应接通并保持测试电流流过直到电流的第一个过零点,在过零点测试设备应断开电压源”。而事实上,控制开关T与整流二极管D配合时,由于控制开关T闭合时间离散性,无法准确满足试验要求(图2中,M为测量文件,P为保护网元件)。
因此,针对上述问题,予以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供磁保持继电器额定短路接通能力试验装置及其试验方法,其通过选相合闸系统、磁保持继电器测试系统和控制器等对磁保持继电器进行短路试验,其专为额定短路接通能力(Ism)设计,采用小电流预先测量磁保持继电器试验响应时间Td测量(备注:T d定义为:控制器发出驱动信号1至磁保持继电器触点闭合瞬间的时间),其具有安全性高、精度高和结构稳定等优点。
为达到以上目的,本发明提供一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,通过磁保持继电器额定短路接通能力试验装置检测磁保持继电器额定短路接通能力,包括以下步骤:
步骤S1:将磁保持继电器不接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过导体(电阻忽略不计)进行短接,通过选相合闸系统对预期的短路电流进行调整;
步骤S2:将磁保持继电器接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过磁保持继电器测试系统测试获得磁保持继电器的试验响应时间Td;
步骤S3:对磁保持继电器进行额定短路接通能力试验,以判断磁保持继电器是否正常断开。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1:将电源电压S调整到预设规定的试验电压,并且通过调节可调电阻R和可调感抗X,以将选相合闸系统的相位角调整到0度;
步骤S1.2:通过选相合闸系统将电路的短路电流和功率因素调整到预设的规定要求值。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S2具体实施为以下步骤:
步骤S2.1:控制器将触发信号(2)传输到磁保持继电器测试系统的双向晶闸管T2,同时控制器将驱动信号(1)依次通过单片机、驱动芯片传输到磁保持继电器的控制线圈C,以使得磁保持继电器的触点K由断开状态转变为闭合状态;
步骤S2.2:控制器同时触发双向晶闸管T4,以采集采样电阻R0两端的电压变化瞬间,以获得磁保持继电器的试验响应时间Td。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S3具体实施为以下步骤:
步骤S3.1:切换控制器的电压采样点控制信号,使得电压采样点切换至双向晶闸管T3回路(即采集大电流双向晶闸管T1的电压);
步骤S3.2:控制器根据获得的试验响应时间Td,在电压距离0相位点还有时间Td时,同时输出驱动信号(1)和触发信号(1),单片机在检测到驱动信号(1)后输出信号信号到驱动芯片,以使得磁保持继电器会在试验响应时间Td后闭合(触点K闭合,闭合的时间点刚好在电压的0相位点,控制器发出的驱动信号1和触发信号1保持的时长Th=Td+8(ms),(注:继电器测试要求的导通时长为半个正弦波,根据晶闸管特性,触发信号可提早2ms撤去,这样可以让在电流过零点自动关断,满足标准规定的“应接通并保持测试电流流过直到电流的第一个过零点,在过零点测试设备应断开电压源”));
步骤S3.3:将获得的试验响应时间Td换算为角度α°,并且将选相合闸系统的合闸角度设置为-α°(以此调整大电流双向晶闸管T1的合闸相位角,保证磁保持继电器在电压相位角0度接通);
步骤S3.4:再次恢复磁保持继电器到断开状态,切换控制器的电压采样点控制信号,使得电压采样点切换至双向晶闸管T4回路;
步骤S3.5:单片机在输出闭合信号后经过设定的延时时间后输出断开信号,并且采集并接于得磁保持继电器的触点K的电压测量传感器V3的电压,以判断磁保持继电器是否已经正常断开。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S3.5具体实施为以下步骤:
步骤S3.5.1:如果电压测量传感器V3的电压变为0,则表示磁保持继电器已经正常断开;
步骤S3.5.1:如果电压测量传感器V3的电压不变为0,则表示磁保持继电器没有断开,并且发出报警信号进行报警(触点熔焊,发出报警信号,表示知路接通1次后,试品触点熔焊,试验失败。试品正常情况下,重复序3,直至完成试验次数3次)。
为达到以上目的,本发明还提供一种运用磁保持继电器额定短路接通能力试验方法的磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,包括选相合闸系统、磁保持继电器测试系统和控制器。
附图说明
图1是本发明的磁保持继电器额定短路接通能力试验装置及其试验方法的电路原理图。
图2是传统的磁保持继电器短路试验的电路原理图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的优选实施例中,本领域技术人员应注意,本发明所涉及的磁保持继电器(包括磁保持继电器控制线圈C和继电器触点K)、电源电压S和控制器(板)等可被视为现有技术。
优选实施例。
本实施例涉及的控制器即为图1中的控制板。
本发明公开了一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,通过磁保持继电器额定短路接通能力试验装置检测磁保持继电器额定短路接通能力,包括以下步骤:
步骤S1:将磁保持继电器不接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过导体(电阻忽略不计)进行短接,通过选相合闸系统对预期的短路电流进行调整;
步骤S2:将磁保持继电器接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过磁保持继电器测试系统测试获得磁保持继电器的试验响应时间Td;
步骤S3:对磁保持继电器进行额定短路接通能力试验,以判断磁保持继电器是否正常断开。
具体的是,步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1:将电源电压S调整到预设规定的试验电压,并且通过调节可调电阻R和可调感抗X,以将选相合闸系统的相位角调整到0度;
步骤S1.2:通过选相合闸系统将电路的短路电流和功率因素调整到预设的规定要求值。
更具体的是,步骤S2具体实施为以下步骤:
步骤S2.1:控制器将触发信号(2)传输到磁保持继电器测试系统的双向晶闸管T2,同时控制器将驱动信号(1)依次通过单片机、驱动芯片传输到磁保持继电器的控制线圈C,以使得磁保持继电器的触点K由断开状态转变为闭合状态;
步骤S2.2:控制器同时触发双向晶闸管T4,以采集采样电阻R0两端的电压变化瞬间,以获得磁保持继电器的试验响应时间Td。
进一步的是,步骤S3具体实施为以下步骤:
步骤S3.1:切换控制器的电压采样点控制信号,使得电压采样点切换至双向晶闸管T3回路(即采集大电流双向晶闸管T1的电压);
步骤S3.2:控制器根据获得的试验响应时间Td,在电压距离0相位点还有时间Td时,同时输出驱动信号(1)和触发信号(1),单片机在检测到驱动信号(1)后输出信号信号到驱动芯片,以使得磁保持继电器会在试验响应时间Td后闭合(触点K闭合,闭合的时间点刚好在电压的0相位点,控制器发出的驱动信号1和触发信号1保持的时长Th=Td+8(ms),(注:继电器测试要求的导通时长为半个正弦波,根据晶闸管特性,触发信号可提早2ms撤去,这样可以让在电流过零点自动关断,满足标准规定的“应接通并保持测试电流流过直到电流的第一个过零点,在过零点测试设备应断开电压源”));
步骤S3.3:将获得的试验响应时间Td换算为角度α°,并且将选相合闸系统的合闸角度设置为-α°(以此调整大电流双向晶闸管T1的合闸相位角,保证磁保持继电器在电压相位角0度接通);
步骤S3.4:再次恢复磁保持继电器到断开状态,切换控制器的电压采样点控制信号,使得电压采样点切换至双向晶闸管T4回路;
步骤S3.5:单片机在输出闭合信号后经过设定的延时时间后输出断开信号,并且采集并接于得磁保持继电器的触点K的电压测量传感器V3的电压,以判断磁保持继电器是否已经正常断开。
更进一步的是,步骤S3.5具体实施为以下步骤:
步骤S3.5.1:如果电压测量传感器V3的电压变为0,则表示磁保持继电器已经正常断开;
步骤S3.5.1:如果电压测量传感器V3的电压不变为0,则表示磁保持继电器没有断开,并且发出报警信号进行报警(触点熔焊,发出报警信号,表示知路接通1次后,试品触点熔焊,试验失败。试品正常情况下,重复序3,直至完成试验次数3次)。
本发明还公开了一种磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,包括选相合闸系统、磁保持继电器测试系统和控制器(即为图1的控制板),其中:
所述选相合闸系统包括双向晶闸管T1和双向晶闸管T3,所述控制器的输入端与所述双向晶闸管T1电性连接并且所述控制器的输出端与所述双向晶闸管T3电性连接,所述控制器用于将触发信号(1)传输到所述双向晶闸管T1并且通过触发所述双向晶闸管T3来采样所述双向晶闸管T1两端的电压信号;
所述磁保持继电器测试系统包括采样电阻R0、双向晶闸管T2、双向晶闸管T4、驱动芯片和单片机,所述控制器的输入端还通过所述采样电阻R0与所述双向晶闸管T2电性连接,所述双向晶闸管T2和所述采样电阻R0的共接端和控制器之间连接有所述双向晶闸管T4,所述控制器还通过所述单片机与所述驱动芯片电性连接,所述控制器用于将触发信号(2)传输到所述双向晶闸管T2并且将驱动信号依次通过所述单片机和所述驱动芯片传输到磁保持继电器,并且同时通过触发所述双向晶闸管T4来采集所述采样电阻R0两端电压变化(以测出试验相应时间Td)。
具体的是,所述驱动芯片的两端连接磁保持继电器控制线圈C,所述驱动芯片用于将驱动信号(1)传输到磁保持继电器控制线圈C,以驱动继电器触点K的开闭,所述继电器触点K的一端分别与所述双向晶闸管T2和所述双向晶闸管T1电性连接,所述继电器触点K远离所述双向晶闸管T2的一端通过电流测量霍尔传感器I与电源电压S的一端电性连接,所述继电器触点K的两端并接有电压测量传感器V3。
更具体的是,所述继电器接触点K远离所述双向晶闸管T1的一端还依次通过限流电阻L和熔断器F接地。
进一步的是,所述双向晶闸管T1远离所述继电器接触点K的一端依次通过可调感抗X、可调电阻R(R和X用于调节短路电流大小和功率因数)和电源总控开关T与所述电源电压S的一端电性连接。
更进一步的是,所述电源总控开关T和所述可调电阻R的共接端通过电压测量传感器V1与所述电源电压S连接所述电流测量霍尔传感器I的一端电性连接,所述可调感抗X和所述双向晶闸管T1的共接端通过电压测量传感器V2与所述电源电压S连接所述电流测量霍尔传感器I的一端电性连接。
值得一提的是,本发明专利申请涉及的磁保持继电器(包括磁保持继电器控制线圈C和继电器触点K)、电源电压S和控制器(板)等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言,依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,通过磁保持继电器额定短路接通能力试验装置检测磁保持继电器额定短路接通能力,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:将磁保持继电器不接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过导体进行短接,通过选相合闸系统对预期的短路电流进行调整;
步骤S2:将磁保持继电器接入磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,并且通过磁保持继电器测试系统测试获得磁保持继电器的试验响应时间Td;
步骤S3:对磁保持继电器进行额定短路接通能力试验,以判断磁保持继电器是否正常断开。
2.根据权利要求1所述的一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,其特征在于,步骤S1具体实施为以下步骤:
步骤S1.1:将电源电压S调整到预设规定的试验电压,并且通过调节可调电阻R和可调感抗X,以将选相合闸系统的相位角调整到0度;
步骤S1.2:通过选相合闸系统将电路的短路电流和功率因素调整到预设的规定要求值。
3.根据权利要求2所述的一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,其特征在于,步骤S2具体实施为以下步骤:
步骤S2.1:控制器将触发信号传输到磁保持继电器测试系统的双向晶闸管T2,同时控制器将驱动信号依次通过单片机、驱动芯片传输到磁保持继电器的控制线圈C,以使得磁保持继电器的触点K由断开状态转变为闭合状态;
步骤S2.2:控制器同时触发双向晶闸管T4,以采集采样电阻R0两端的电压变化瞬间,以获得磁保持继电器的试验响应时间Td。
4.根据权利要求3所述的一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,其特征在于,步骤S3具体实施为以下步骤:
步骤S3.1:切换控制器的电压采样点控制信号,使得电压采样点切换至双向晶闸管T3回路;
步骤S3.2:控制器根据获得的试验响应时间Td,在电压距离0相位点还有时间Td时,同时输出驱动信号和触发信号,单片机在检测到驱动信号后输出信号信号到驱动芯片,以使得磁保持继电器会在试验响应时间Td后闭合;
步骤S3.3:将获得的试验响应时间Td换算为角度α°,并且将选相合闸系统的合闸角度设置为-α°;
步骤S3.4:再次恢复磁保持继电器到断开状态,切换控制器的电压采样点控制信号,使得电压采样点切换至双向晶闸管T4回路;
步骤S3.5:单片机在输出闭合信号后经过设定的延时时间后输出断开信号,并且采集并接于得磁保持继电器的触点K的电压测量传感器V3的电压,以判断磁保持继电器是否已经正常断开。
5.根据权利要求4所述的一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法,其特征在于,步骤S3.5具体实施为以下步骤:
步骤S3.5.1:如果电压测量传感器V3的电压变为0,则表示磁保持继电器已经正常断开;
步骤S3.5.1:如果电压测量传感器V3的电压不变为0,则表示磁保持继电器没有断开,并且发出报警信号进行报警。
6.运用权利要求1-5任一项所述的一种磁保持继电器额定短路接通能力试验方法的一种磁保持继电器额定短路接通能力试验装置,其特征在于,包括选相合闸系统、磁保持继电器测试系统和控制器。
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