CN115078989B - 一种断路器寿命试验控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于断路器寿命试验技术领域，供了一种断路器寿命试验控制方法及系统，包括：确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间；本发明中，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，通过调整参数自动完成标准要求的循环操作次数，达到了自动化计数的目的，可以在无人看守的情况下进行试验；同时，实现了抓取试样的气动驱动速率的可调性，避免了速度过大时对断路器操作手柄产生较大冲击力的现象，解决了试验中容易造成样品损坏的问题。

Description

一种断路器寿命试验控制方法及系统

技术领域

本发明属于断路器寿命试验技术领域，尤其涉及一种断路器寿命试验控制方法及系统。

背景技术

断路器能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，断路器是能在所规定的非正常电路下接通和承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器，属于保护类电器。断路器的可靠性影响着供电线路和配电线路的安全运行，机械寿命和电寿命是断路器的重要性能指标，而断路器寿命试验是完成寿命试验的必备试验条件，因此研究断路器寿命试验具有重要意义；断路器寿命试验是用来验证断路器在修理或更换部件之前所能完成的操作循环次数。

发明人发现，对于断路器，比如14048.2塑料外壳式断路器来说，壳架等级的最大额定电流不同，每小时操作循环次数和总操作循环次数也不相同，操作循环次数在几百到上千次，目前检测方法是利用可编程顺序控制器进行计数，无法实现无人看守；同时，气动推动断路器操作手柄的气动驱动速率不可调，容易造成试样损坏。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种断路器寿命试验控制方法及系统，本发明可实现无人看守，自动完成断路器寿命试验，气动驱动速率可调。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种断路器寿命试验控制方法，包括：

确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；

依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间；

进行断路器电寿命试验时，接入三相电源进行合闸和分闸试验。

选择一相电流发生故障报警时，断路器有任何一组触头损坏，自动停止试验；选择二相电流发生故障报警时，断路器有任何二组触头损坏自动停止试验；选择三相电流发生故障报警时，断路器所有三组触头全损坏，自动停止试验。

进一步的，所述预设时间为：根据一定时间内试验操作循环次数，计算的每次试验操作时间。

进一步的，每次循环的试验时间为所有试验工位抓取试样需要的移动时间、电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间的和。

进一步的，所述电流导通时间为合闸保持时间，是指断路器合闸时，保持断路器合闸状态的时间；所述电流断开时间为分闸保持时间，是指在断路器分闸时，保持断路器分闸状态的时间。

进一步的，如果参与试验的工位为单个，电流断开时间及转换时间作为调整参数，所述转换时间为两次试验之间的转换时间。

第二方面，本发明还提供了一种断路器寿命试验控制系统，包括：

计算模块，被配置为：确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；

参数调节模块，被配置为：依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间；

进行断路器电寿命试验时，接入三相电源进行合闸和分闸试验；

选择一相电流发生故障时报警时，断路器有任何一组触头损坏，自动停止试验；选择二相电流发生故障时报警时，断路器有任何二组触头损坏自动停止试验；选择三相电流发生故障时报警时，断路器所有三组触头全损坏，自动停止试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明中，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间，通过调整参数可以自动完成标准要求的循环操作次数，达到了自动化计数的目的，可以在无人看守的情况下进行试验；同时，在调整参数前，先确定抓取试样过程中的移动速度，实现了抓取试样的气动驱动速率的可调性，避免了速度过大时对断路器操作手柄产生较大冲击力的现象，解决了试验中容易造成试样损坏的问题。

附图说明

构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。

图1为本发明实施例1的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

实施例1：

对于断路器，尤其是14048.2塑料外壳式断路器来说，壳架等级的最大额定电流不同，每小时操作循环次数和总操作循环次数也不相同，操作循环次数在几百到上千次，目前检测方法是利用可编程顺序控制器进行计数，无法实现无人看守；同时，气动推动断路器操作手柄的气动驱动速率不可调，容易造成试样损坏。

针对上述问题，本实施例提供了一种断路器寿命试验控制方法，属于一种塑料外壳式断路器寿命试验方法，包括：

确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；

依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间。

本实施例中，通过将电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间作为调整参数，可以实现在满足抓取试样过程中的移动速度时，一次试验的试验时间为预设固定值，从而保证了在一定时间内的总循环试验次数的确定性，实现了准确记录试验次数的目的，使得自动计数成为可能。

在本实施例中，所述预设时间为：根据一定时间内试验操作循环次数，计算的每次试验操作时间。

在本实施例中，每次循环的试验时间为所有试验工位抓取试样需要的移动时间、电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间的和；本实施例中，可以实现多工位试验环境下的时间参数设置；

具体的为：抓取试样需要的移动时间×工位数＋电流导通时间×工位数＋电流断开时间×工位数＋不同试验工位间的转换时间×工位数=每次循环的试验时间。

在本实施例中，所述电流导通时间为合闸保持时间，是指断路器合闸时，保持断路器合闸状态的时间；所述电流断开时间为分闸保持时间，是指在断路器分闸时，保持断路器分闸状态的时间。

在本实施例中，如果参与试验的工位为单个，电流断开时间及转换时间作为调整参数，所述转换时间为两次试验之间的转换时间。

在本实施例中，进行断路器电寿命试验时，接入三相电源进行合闸和分闸试验；选择一相电流发生故障报警时，断路器有任何一组触头损坏，自动停止试验；选择二相电流发生故障报警时，断路器有任何二组触头损坏自动停止试验；选择三相电流发生故障报警时，断路器所有三组触头全损坏，自动停止试验。

实施例2：

本实施例提供了一种断路器寿命试验控制系统，来具体实现实施例1中的实现方式；具体为：

本实施例中，采用的断路器寿命试验控制系统包括画面控制模块、功能参数设置模块、不通电流试验数据查询模块、通电流试验数据查询模块和报警信息查询模块五个部分；可以采用PLC智能控制系统和LCD触摸屏，LCD触摸屏人性化的操作界面，使记录和显示更加精准；试验操作循环次数在0-999999次之间可预置，合闸保持时间、分闸保持时间和工位依次循环转换间隔时间均可在0-999.9s之间可预置；合闸保持时间为电流导通时间，分闸保持时间为电流断开时间，工位依次循环转换间隔时间为不同试验工位间的转换时间；在机械寿命试验或电寿命试验时均可选择任意相及组合电流报警或不报警；LCD触摸屏上的主页画面显示有相应部分的按钮，通过按下按钮可转至各部分的画面上进行设置。

本实施例中，所述画面控制模块可以设置有电流显示、试验操作循环次数显示、合闸电流报警显示、分闸电流报警显示、压缩空气故障指示、试验完成指示、合闸保持时间显示、分闸保持时间显示、工位转换时间显示、手动按钮、启动按钮、停止按钮、计数清零按钮、报警复位按钮和画面转换按钮等。

所述电流显示可以设计为分别实时显示A、B和C各相电流值；所述试验操作循环次数显示可以设计为分别实时显示1#工位、2#工位和3#工位各工位试验次数；所述合闸电流报警显示可分别实时显示1#工位、2#工位和3#工位的合闸电流报警情况，例如1#工位在进行电寿命试验过程中，断路器合闸时应该有电流导通，但如果试验过程中断路器触头损坏，合闸时触头无接合，电路中无电流通过也就是存在电路断开情况，系统检测到合闸时无电流导通，引发“1#工位合闸电流报警”，还可以设置指示灯闪亮及蜂鸣器响等报警；所述分闸电流报警显示可分别实时显示1#工位、2#工位和3#工位分闸电流报警情况，例如1#工位在进行电寿命试验过程中，断路器分闸时应该电路断开，无电流通过，但如果试验过程中断路器触头损坏，分闸时触头仍然接合或发生粘连，电路仍然有电流通过，系统检测到分闸时有电流导通，引发“1#工位分闸电流报警”，还可以设置指示灯闪亮及蜂鸣器响等报警配合；所述压缩空气故障指示为，系统控制安装有气压开关，气压开关整定为≥4Kg时开关闭合，控制系统可正常操作，如气压低于整定值或无气压，控制系统无法操作，整机自动停机，引发“压缩空气故障”报警；所述试验完成指示为，试验完成指示分不通电流试验完成和通电流试验完成两种，不通电流试验完成是指在没有选择电流故障报警时，为不通电试验，此时试样不能通入电流，即机械寿命试验，试验次数到达设置的次数后自动停机，试验完成时指示灯闪亮；通电流试验完成是指在选择电流故障报警时，为通电试验，也就是试样必须通入电流，即电寿命试验，试验次数到达设置的次数后自动停机，试验完成时指示灯闪亮；所述合闸保持时间显示和所述分闸保持时间显示，可以分别实时显示各工位合闸的保持时间和分闸的保持时间；所述工位转换时间显示可以分别实时显示各工位循环工作转换时间；各工位设计有手动按钮，按下此钮，工位相应的气缸上升，再按下此钮，气缸退回，为此气缸的手动状态，在启动自动试验时手动状态自动禁用，例如“1工位#手动”按钮：按下此钮，1工位#气缸上升，再按下此钮，1工位#气缸退回，为1工位#气缸手动状态，在启动自动试验时手动状态自动禁用；按下启动按钮时试验开始，按下停止按钮时试验停止，气缸退回到原始位置，断路器处于分闸状态，计数暂停，再按启动按钮，试验继续进行，计数自动累加；所述计数清零按钮可以设置为，是在停止状态下，按下所述计数清零按钮，试验次数被清零，在试验过程中所述计数清零按钮无效；所述报警复位按钮可以设置为，在报警发生后，按下所述报警复位按钮消除报警状态；所述画面转换按钮可以设置为，按下所述画面转换按钮，可转至相应的功能画面，实现主页、功能参数、不通电流数据查询、通电流数据查询和报警信息这几个画面之间的转换。

本实施例中，所述功能参数设置模块可以设置为，包括工位工作选择、工位关闭选择、任意一相电流报警选择、任意二相电流报警选择、任意三相电流报警选择、试验操作循环次数设置、合闸保持时间设置、分闸保持时间设置、转换间隔时间设置、电流延时检测时间设置和画面转换按钮。

所述工位工作选择和所述工位关闭选择，可以设置为在进行试验之前必须选择哪个工位投入工作，如不选择，装置不会动作，工位工作可任意组合。例如按下1#选择按钮显示已选择工作状态为1#工位工作。

所述任意一相电流报警选择，断路器电寿命试验是接入三相电源进行合闸和分闸试验，选择一相电流发生故障时报警，表示断路器只要有任何一组触头损坏，系统报警，自动停止试验；所述任意二相电流报警选择，选择二相电流发生故障时报警，表示断路器有任何二组触头损坏，系统报警，自动停止试验；所述任意三相电流报警选择，选择三相电流发生故障时报警，表示断路器所有三组触头全损坏，系统报警，自动停止试验；特别注意，如果试样需要做机械寿命试验，将电流报警功能全部关闭即可。

所述试验操作循环次数设置可以用来设置试验的次数，三个工位的试验操作循环次数设置是一样的，当工位选择是两个以上时，系统自动进行依次循环动作控制，一个循环为一次计数，以数字最大的工位计数为准。

所述合闸保持时间设置是指在断路器合闸时，保持断路器合闸状态的时间，此时间内电路导通，有电流；在电寿命测试时，系统进行电流检测，以判断断路器触头是否损坏；由于电流检测存在一定的延时，所以此时间的设置必须大于延时时间，不得少于0.3s，不得大于2s，可根据标准要求进行设置。

例如：本实施例中，以三个工位依次循环工作为例，试验操作循环次数为每小时120次，三个工位依次循环操作一次为一次计数，所以：每小时120次转化为每次所需的时间，以秒为单位：3600秒/120次=30秒；三个断路器试验每完成一次循环操作需30秒，根据动作顺序可得出每一个工位的每一个步骤所需的时间，以秒为单位：

气缸上升时间×3工位＋合闸保持时间×3工位＋气缸下降时间×3工位＋分闸保持时间×3工位＋依次循环转换间隔时间×3工位=30s。

气缸上升时间和气缸下降时间为实施例1中的抓取试样的移动时间；抓取试样的速度，即气缸的速度是可调的，行程是固定的，根据实际情况调好气缸速度后，目的主要是避免对断路器操作手柄产生较大的冲击力，测算出气缸上升下降所需的大概时间，再设置合闸保持时间、分闸保持时间和依次循环转换间隔时间作为调整参数：

气缸上升下降时间为0.5s，合闸时间为4s，分闸保持时间为4s，则：

30－（0.5×3）－（4×3）－（0.5×3）－（4×3）=30－1.5－12－1.5－12=3s，计算出的3s为三个工位的间隔总时间；每个工位的间隔时间=3/3=1s。开机运行100次以上，记录下总的时间。然后用运行次数除以总时间就等于循环次数。如果以秒为单位转化为分钟或小时即可。

如果是单个工位工作，此时用分闸保持时间和转换时间作为调整参数；一旦气缸的速度固定好，合闸保持时间设置好，只需要调整一个参数即可自动完成标准要求的循环操作次数，设置试验参数也非常方便，不需要人为计数，可实现无人看守。

所述分闸保持时间设置是指在断路器分闸时，保持断路器分闸状态的时间；此时间内电路断开，无电流通过；在电寿命测试时，系统进行电流检测，以判断断路器触头是否损坏，由于电流检测存在一定的延时，所以此时间的设置必须大于延时时间，不得少于0.3s。

所述转换间隔时间设置是指在每一个工位完成一个循环操作后，经过转换间隔时间后，转向下一个工位工作，每个工位如此循环工作。

已经选择电流故障报警，在合闸和分闸时进行电流检测，以判断试样触头是否损坏或粘连，由于电流检测需要一定时间延时才能检测到，所以必须设置电流延时检测时间，电流延时检测时间值必须≥0.5s，且必须小于合闸时间或分闸时间，取两个时间的最小值。例如停留时间0.2s以上，合闸时间或分闸时间与电流延时检测时间的差值≥0.2s，取合闸时间或分闸时间的最小值。

所述画面转换按钮可以设置为，按下画面转换按钮，可转至相应的功能画面，实现主页、控制画面、不通电流数据查询、通电流数据查询和报警信息这几个画面之间的转换。

本实施例中，所述不通电流试验数据查询模块可以设置为，在每次完成不通电试验后，各工位的不通电试验次数会自动存储在触摸屏里，可存储10000组试验数据，通电试验与不通电试验由电流报警功能决定；试验人员可通过按下拉菜单选择时间的方式进行查询。还可以设置有全部删除按钮和画面转换按钮，按下所述全部删除按钮，所有存储的试验数据可以被清除，试验人员必须谨慎操作，数据删除后不可恢复，所述画面转换按钮可以用来实现主页、控制画面、功能参数、通电流数据查询和报警信息这几个画面之间的转换。

本实施例中，所述通电流试验数据查询模块，可以设置为，在每次完成通电试验后，各工位的通电试验次数会自动存储在触摸屏里，可存储10000组试验数据，试验人员可通过按下拉菜单选择时间的方式进行查询。还可以设置有全部删除按钮和画面转换按钮，按下所述全部删除按钮，所有存储的试验数据可以被清除，试验人员必须谨慎操作，数据删除后不可恢复，所述画面转换按钮可以用来实现主页、控制画面、功能参数、通电流数据查询和报警信息这几个画面之间的转换。

本实施例中，所述报警信息查询模块，可以配置为：在发生报警时，信息框里会自动显示报警信息，指导试验人员处理故障，信息自动存储在触摸屏里，可存储10000条信息。还可以设置有全部删除按钮和画面转换按钮，按下所述全部删除按钮，所有存储的试验数据可以被清除，试验人员必须谨慎操作，数据删除后不可恢复，所述画面转换按钮可以用来实现主页、控制画面、功能参数、通电流数据查询和报警信息这几个画面之间的转换。

本实施例至少有以下有益效果：

可以实现无人看守，试验人员不在试验现场看守，可以保证试验人员的人身安全；具有自动计时计数功能，能够自动完成寿命试验；降低检测人员的工作强度，提高检测效率的同时也避免人力和物力的资源浪费，具有较大的实用价值；

气动驱动速率可调，可以保证操作手柄的稳定可靠，气动驱动速率可以理解为气缸的速度；

通过触摸屏可选择工位状态，以满足实际检测中的各种需求；整机可实现三工位独立，工位工作可任意组合，可单工位动作试验，也可两个工位动作试验，也可三工位动作试验，两个工位以上动作采取循环依次动作模式，一个工位动作完成转换到下一个工位动作。从而可以实现三个工位同时工作，即三各试样同时进行寿命试验，提高了总体的试验进度，为用户缩短了检测周期，可以满足检测任务的发展需求。

实施例3：

本实施例提供了一种断路器寿命试验控制系统，包括：

计算模块，被配置为：确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；

参数调节模块，被配置为：依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间；

进行断路器电寿命试验时，接入三相电源进行合闸和分闸试验；

选择一相电流发生故障时报警时，断路器有任何一组触头损坏，自动停止试验；选择二相电流发生故障时报警时，断路器有任何二组触头损坏自动停止试验；选择三相电流发生故障时报警时，断路器所有三组触头全损坏，自动停止试验。

所述系统的工作方法与实施例1的断路器寿命试验控制方法相同，这里不再赘述。

以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种断路器寿命试验控制方法，其特征在于，包括：

确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；在调整参数前，先确定抓取试样过程中的移动速度，实现抓取试样的气动驱动速率可调性；

依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间；

进行断路器电寿命试验时，接入三相电源进行合闸和分闸试验；

选择一相电流发生故障时报警时，断路器有任何一组触头损坏，自动停止试验；选择二相电流发生故障时报警时，断路器有任何二组触头损坏自动停止试验；选择三相电流发生故障时报警时，断路器所有三组触头全损坏，自动停止试验。

2.如权利要求1所述的一种断路器寿命试验控制方法，其特征在于，所述预设时间为：根据一定时间内试验操作循环次数，计算的每次试验操作时间。

3.如权利要求1所述的一种断路器寿命试验控制方法，其特征在于，每次循环的试验时间为所有试验工位抓取试样需要的移动时间、电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间的和。

4.如权利要求1所述的一种断路器寿命试验控制方法，其特征在于，所述电流导通时间为合闸保持时间，是指断路器合闸时，保持断路器合闸状态的时间；所述电流断开时间为分闸保持时间，是指在断路器分闸时，保持断路器分闸状态的时间。

5.如权利要求1所述的一种断路器寿命试验控制方法，其特征在于，如果参与试验的工位为单个，电流断开时间及转换时间作为调整参量，所述转换时间为两次试验至今的转换时间。

6.一种断路器寿命试验控制系统，其特征在于，包括：

计算模块，被配置为：确定抓取试样过程中的移动速度；根据确定的移动速度及行程，计算抓取试样的移动时间；在调整参数前，先确定抓取试样过程中的移动速度，实现抓取试样的气动驱动速率可调性；

参数调节模块，被配置为：依据抓取试样的移动时间，通过调整电流导通时间、电流断开时间及不同试验工位间的转换时间，控制每次循环的试验时间为预设时间；

进行断路器电寿命试验时，接入三相电源进行合闸和分闸试验；

选择一相电流发生故障时报警时，断路器有任何一组触头损坏，自动停止试验；选择二相电流发生故障时报警时，断路器有任何二组触头损坏自动停止试验；选择三相电流发生故障时报警时，断路器所有三组触头全损坏，自动停止试验。

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