CN202676901U

CN202676901U - 一种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置

Info

Publication number: CN202676901U
Application number: CN 201220346486
Authority: CN
Inventors: 范俊丽; 任稳柱
Original assignee: China XD Electric Co Ltd
Current assignee: Xi'an High Voltage Electrical Apparatus Research Institute Co ltd
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2022-07-17

Abstract

本实用新型涉及一种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，包括机壳以及设于机壳内的交流电源，所述机壳内时基电路以及以微处理器作为核心的控制电路；所述的机壳上设置有与所述控制电路连接的内触发、外触发输出端子、启动停止按钮、交直流电压输出端子、量程选择开关、高压开关断口时间量信号输出端子和计算机232接口。本实用新型能够输出控制信号和标准时间信号，可方便模拟高压开关的实际控制信号和机械动作时间，用于校准高压开关机械特性测试仪的时间特性，可使其方便进行时间量的量值溯源。

Description

一种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置

技术领域

本实用新型涉及高压开关设备测试技术领域，涉及一种校准装置，尤其是一种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置。

背景技术-

高压开关(断路器)是电力系统中重要的控制和保护设备，开关设备机械方面的可靠性对设备的特性具有非常重要的影响。在电力系统预防性试验中，其机械特性的检测占有重要的地位。无论电力线路处于什么状态，例如空载、负载或短路，当要求断路器动作时，它应能可靠动作，或是关合，或是断开电路。断路器在电力线路或设备发生故障时，将故障部分从电网快速切除，保证电网无故障部分正常运行。机械特性参数是判断高压开关性能的关键参数，高压开关机械特性测试仪的功能就是测量高压开关机械特性参数的仪器，而时间参数是其主要参数。我国高压开关机械特性测试仪的种类很多，自动化程度也很高，但对应的校准装置相对滞后，存在时间参数准确度低，所用设备繁多，校验接线复杂，工作效率低等缺点。为了解决上述问题，本实用新型专利是针对目前我国主流的高压开关机械特性测试仪进行时间校准和检测的专用装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，该校准装置输出控制信号和标准时间信号，可方便模拟高压开关的实际控制信号和机械动作时间，用于校准高压开关机械特性测试仪的时间特性，可使其方便进行时间量的量值溯源。

为了达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

这种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，包括机壳以及设于机壳内的交流电源，其特征在于：所述机壳内还设有时基电路以及以微处理器作为核心的控制电路；所述的机壳上设置有与所述控制电路连接的内触发、外触发输出端子、启动停止按钮、交直流电压输出端子、量程选择开关、高压开关断口时间量信号输出端子和计算机232接口；所述机壳内标准时间发生器通过对石英晶体振荡器的振荡频率进行精密分频加以实现。

上述时基电路包括单片机计时电路以及与单片机计时电路连接的精密石英振荡器和信号检测电路；所述单片机计时电路还通过驱动电路连接有被校开关仪。

上述交流电源用开关电源实现。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够输出控制信号和标准时间信号，可方便模拟高压开关的实际控制信号和机械动作时间，用于校准高压开关机械特性测试仪的时间特性，可使其方便进行时间量的量值溯源。

附图说明

图1时间参数校准装置的面板简图；

图2内触发方式接线示意图；

图3外触发方式接线示意图；

图4单片机计时电路的原理简图；

图5信号放大驱动电路；

图6输出单元电路原理图；

图7时基电路工作框图。

具体实施方式

本实用新型的高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，包括机壳以及设于机壳内的交流电源，所述机壳内时基电路以及以微处理器作为核心的控制电路；所述的机壳上设置有与所述控制电路连接的内触发、外触发输出端子、启动停止按钮、交直流电压输出端子、量程选择开关、高压开关断口时间量信号输出端子和计算机232接口。所述时基电路包括单片机计时电路以及与单片机计时电路连接的精密石英振荡器和信号检测电路；所述单片机计时电路还通过驱动电路连接有被校开关仪。所述交流电源用开关电源实现。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参照图1说明高压开关机械特性测试仪时间特性的校准装置的面板结构，输入电源插座2提供仪器220V交流电源；电源开关1控制整体仪器的电源通断；保险3提供电源的过流保护；当使用校准装置启动被检开关测试仪并实现对其的检测时，被检开关测试仪外触发信号插口分别接校准装置内触发公共-插口7，合+插口6或分+插口4；使用输出选择开关5选择合闸或分闸输出；用输出控制按钮8控制电压输出；使用时，用操作电源选择开关23选择装置内部的整流电源或是外部提供的直流电源作为操作电源；外部提供的直流电源由外电源输入插口22输入；利用被检开关仪输出电压信号或是干接点信号（预留部分）来启动校准装置时，被检开关仪输出电压信号接电压信号插口9；干接点信号插口10接入干接点信号插口；12路断口信号插口12和公共地插口11用于接被检开关仪断口通道；传感器插口13接传感器；232接口14用来连接计算机；通讯按钮15用于通讯控制；时间选择旋钮16可控制4档特定的标准时间值；操作选择旋钮17用来选择校准装置的合闸、分闸与合分闸状态；速度/时间量选择开关18选择校准装置的测量方式；复位按钮19可使仪器返回到初始状态；在仪器设定好之后按下准备按钮20使装置准备检测开关仪；接地21用于仪器的接地。

由于开关测试仪有等多种启动方式，为了使装置能很好地对各种开关仪都能进行检测，为此，装置设置了内触发、外触发等触发方式。

参照图2说明内触发接线示意图，被检开关测试仪外触发信号插口分别接校准装置内触发公共-插口7，合+插口6或分+插口4；使用输出选择开关5选择合闸或分闸输出；用输出控制按钮8控制电压输出；内触发是操作面板上的控制键，使装置输出一个直流电压信号，去启动被检开关测试仪并实现对其的检测。使用时，可采用装置内部的整流电源或是外部提供的直流电源作为操作电源。

参照图3说明外触发接线示意图，被检开关仪输出电压信号接电压信号插口9；干接点信号插口10接入干接点信号插口；外触发利用被检开关仪输出电压信号或是干接点信号（预留部分）来启动本装置对其进行检测。

外触发方式中，110V╱220V和220V两路信号是等价的，所不同的是，110V╱220V组比220V组灵敏度高一些，110V电压也能启动；而220V组抗干扰能力更强。使用时，可根据情况选用其中一组，或两组都用。

本实用新型的时基电路使用长期稳定性好的高精度恒温晶体振荡器。其工作框图如图7所示，尽管石英晶体本身的固有振荡频率是非常准确、稳定的，因此，该时间发生器的核心精度是确定的，但是，由于系统的要求，信号还需要进行放大，隔离，驱动等环节，各环节都会带来不同程度的误差。按照国家相关标准《DL/T846.3—2004》，开关测试仪的时间精度应≤±0.1ms，那么本校验装置的时间误差应＜10μs。为了实现这个目标，我们采用了光电隔离措施，并且选用高速光电耦合器6N137,其误差小于1微秒，另外，功率元件选用了误差小于1微秒的进口高频VMOS器件，同时在驱动电路设计中适当选用较高驱动电压和高陡度驱动信号等措施，使得整个系统实现尽可能小的误差。

参照图4所示为单片机计时电路的原理简图。所述单片机计时电路与速度/时间量选择开关18、操作选择旋钮17、时间选择旋钮16、信号检测电路和信号放大驱动电路相连接。

图5所示为信号放大驱动电路

信号放大驱动电路主要由光电耦合器U2A和放大三极管N5以及继电器线圈J7组成。

所述的单片机计时电路中时基使用长期稳定性好的高精度恒温晶体振荡器。尽管石英晶体本身的固有振荡频率是非常准确、稳定的，因此，该时间发生器的核心精度是确定的，但是，由于系统的要求，信号还需要进行放大，隔离，驱动等环节，各环节都会带来不同程度的误差。按照国家相关标准《DL/T846.3—2004》，开关测试仪的时间精度应≤±0.1ms，那么本校验装置的时间误差应＜10μs。为了实现这个目标，我们采用了光电隔离措施，并且选用高速光电耦合器6N137,其误差小于1微秒，另外，功率元件选用了误差小于1微秒的进口高频VMOS器件，同时在驱动电路设计中适当选用较高驱动电压和高陡度驱动信号等措施，使得整个系统实现尽可能小的误差。这些时间量信号包括：合闸﹑分闸时间；各断口的同期差；开关合闸的弹跳时间；合分时间等。

为了便于使用及对本装置进行校准检定，本装置采用了固定档位、固定参数值的方式，即在某特定档位，给出特定的标准时间值。这些时间值完全涵盖了开关测试仪相关参数值范围。

除了对开关仪时间量参数的校验外，为了方便今后进一步开展对开关仪速度特性的校验，本装置将测速所需的插口、按键、通讯口等元件作了预留安排，以便在需要进行测速功能拓展时，进一步进行开发。本实用新型可分为内触发、外触发两类启动方式。

接线

首先确定触发方式；接线前首先应根据被测仪器的特点来决定是采用内触发方式或是外触发方式进行测试:

当被测仪器具有外触发功能时，则可考虑采用由本装置输出电压信号的方式来启动检测---即采用前述的内触发方式。在这种情况下，可将外部220V直流电源的输出端接到装置的外接电源插口（可不分“+”“-”，由装置自动加以识别），“电源选择”开关置于“外电源”位置，并将面板上直流输出“合+”或“分+”及“公共-”插口用导线接至被测仪器的外触发信号输入端。此时，若揿“控制”键，装置将会输出此220V的直流信号去启动被检仪器。“输出选择”开关指向“合+”，则“合+”输出；指向“分+”，则“分+”输出。接线见图2。

在多数情况下，即对输出电流要求不大时，可考虑选用本装置自身的机内整流电源去启动检测。此时，需将电源选择开关置于“内整流”。

若被测仪器自身为内触发方式，即需要用被测仪器来控制检测过程。这种工况，对于本装置而言，则为外触发方式。在此情况下，被测仪器的直流输出应接至本装置外触发方式下的220V插口，或110V╱220V插口。见图3。

当被测仪器操作时，本装置将得到启动信号，并输出相应的标准时间信号。

断口接线：被检仪器的各断口线依次接入本装置的各断口信号插座；被检仪器各断口的公共线则接入本装置的公共线插口，若被检仪器各断口通道为独立通道，则可将各断口的另一插口彼此接通，并接装置的公共“地”。接线见图2、图3。

本实用新型的装置具体使用方法如下：

方案1:用本实用新型校准高压开关机械特性测试仪的合闸时间。由所述的仪器来控制启动检测时，将被检开关仪的外触发信号输入端接所述的内触发公共-插口7，合+插口6或分+插口4；将被检开关仪的各断口线依次接入所述的12路断口信号插口12和公共地插口11；选择所述的操作电源选择开关23至内整流，使用所述的速度/时间量选择开关18选择为时间测试，所述的操作选择旋钮17用来选择校准装置至合闸状态，调整所述的时间选择旋钮16到所选择的时间值，接好所述的地线21以确保仪器的可靠接地。再次检查仪器的接线保证准确后，先按下所述的仪器准备按钮20后迅速的按下所述的内触发输出控制按钮8启动所述的仪器发出断口信号同时输出电压信号启动被检的高压开关机械特性测试仪进行检测，即可校准高压开关机械特性测试仪的合闸时间。

方案2:用所述的仪器校准本身为内触发方式的高压开关机械特性测试仪的分闸弹跳。说明若被测仪器自身为内触发方式，即需要用被测仪器来控制检测过程。这时，对于所述的装置而言，则为外触发方式。在此情况下，将被检开关仪的直流输出接至所述的外触发电压信号插口9；将被检开关仪的各断口线依次接入所述的12路断口信号插口12和公共地插口11；使用所述的速度/时间量选择开关18选择为时间测试，所述的操作选择旋钮17用来选择校准装置至分闸状态，调整所述的时间选择旋钮16到所选择的时间值，接好所述的地线21以确保仪器的可靠接地。再次检查仪器的接线保证准确后，先按下所述的仪器准备按钮20后，按下被检的高压开关机械特性测试仪的操作键，使被检仪器在启动的同时输出电信号，启动所述的仪器输出相应的标准时间量信号，即可校准高压开关机械特性测试仪的分闸弹跳。

Claims

1.一种高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，包括机壳以及设于机壳内的交流电源，其特征在于：所述机壳内还设有时基电路以及以微处理器作为核心的控制电路；所述的机壳上设置有与所述控制电路连接的内触发、外触发输出端子、启动停止按钮、交直流电压输出端子、量程选择开关、高压开关断口时间量信号输出端子和计算机232接口。

2.根据权利要求1所述的高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，其特征在于：所述时基电路包括单片机计时电路以及与单片机计时电路连接的精密石英振荡器和信号检测电路；所述单片机计时电路还通过驱动电路连接有被校开关仪。

3.根据权利要求1所述的高压开关机械特性测试仪的时间参数校准装置，其特征在于：所述交流电源用开关电源实现。