CN203012095U - 一种磁保持继电器的全性能检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力设备测试领域，具体涉及一种磁保持继电器的全性能检测系统。检测系统包括主控制台、辅助控制台和电阻负载箱；所述辅助控制台通过网络接口与主控制台之间进行通讯；所述辅助控制台通过控制空气开关使电阻负载箱工作；所述主控制台与所述磁保持继电器连接；进行的磁保持继电器全性能试验包括初始动作电压试验、返回值电压试验、动作时间试验、四端法及大电流法线圈电阻试验、触点温升试验、机械寿命试验、电寿命试验和过负载试验。本实用新型提供的系统接线简单，基本无需人工参与就可以自动完成电气性能试验、安全性能试验和寿命试验，试验项目全面，试验过程简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备测试领域，特别涉及对电力系统中电能表用磁保持继电器的全性能（电气性能、机械性能、寿命和环境性能）进行检测的系统，具体涉及一种磁保持继电器的全性能检测系统。
背景技术
随着智能电网的快速发展，智能电能表的用量迅猛增加。作为电能计量的关键环节，智能电能表在使用前需要经过检定部门的检定合格后才能使用，不仅其计量性能要满足要求，而且其安全性和可靠性也要得到保证。磁保持继电器是智能电能表的主要元器件之一，其质量的优劣本质上决定了智能电能表整机产品的质量，只有经过了全性能试验后的磁保持继电器才能被应用于智能电能表中，使用试验合格后的优质质量磁保持继电器才能从根本上保证各种使用者的安全。
检定部门需要利用可靠的检测设备和检测方法对磁保持继电器的全性能进行检测，包括电气性能、机械性能、寿命和环境性能。磁保持继电器不同于其它常规继电器，它是一种当去除脉冲激励后仍能以磁力（由磁性材料产生）保持激励时状态的双稳态继电器，即开关状态的转换是通过一定宽度的脉冲激励信号触发完成，闭合和打开状态的保持依赖于永久磁钢的磁性作用。当其应用于智能电能表时还具有一项特殊的功能——切断具有一定能量的负荷电流。现行的机械行业标准JB/T10923《电子式电能表用磁保持继电器》规定了磁保持继电器需要进行的电气性能、环境适用性、安全性和寿命试验的内容，但是目前国内还没有一套完整的简单易行的试验设备和试验方法可以对磁保持继电器进行全性能试验。
目前电磁式继电器性能分析装置非常多，如申请号为200410044043.6的电磁继电器静态特性测试分析装置、专利号为200410043965.5的电磁继电器动态特性的测试方法、申请号为200410060893.5的继电器自动测试系统，但是还没有专门用于磁保持继电器全性能检测的专利申请。
因此，有必要提供一种磁保持继电器的全性能检测系统来克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种磁保持继电器的全性能检测系统，本实用新型可以进行的磁保持继电器全性能试验内容为：初始动作电压试验、返回值电压试验、动作时间试验、四端法及大电流法线圈电阻试验、触点温升试验、机械寿命试验、电寿命试验和过负载试验。
本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：
一种磁保持继电器的全性能检测系统，其改进之处在于，所述检测系统包括主控制台、辅助控制台和电阻负载箱；所述辅助控制台通过网络接口与主控制台之间进行通讯；所述辅助控制台通过控制空气开关使电阻负载箱工作；所述检测系统与所述磁保持继电器连接。
其中，所述主控制台包括微处理器I、状态检测单元、计时器I、方波控制单元、直流电压源、直流电流源、电压采样器I、电流采样器I、人机交互单元和AD转换器I；
所述计时器I、方波控制单元、直流电压源、直流电流源、人机交互单元和AD转换器I分别与微处理器I连接；
所述状态检测单元与计时器I连接；所述直流电压源与方波控制单元连接；所述电流采样器I分别与直流电流源和AD转换器I连接；所述电压采样器I与AD转换器I连接。
其中，所述直流电压源为可调直流电压源。
其中，所述人机交互单元采用操作界面实现；所述方波控制单元包括方波控制器；所述状态检测单元检测磁保持继电器控制触点和信号触点，通过控制电路判断触点是否正常吸合。
其中，所述主控制台连接三相电源，三相电源作为主控制台的供电电源。
其中，所述辅助控制台包括微处理器II、空气开关、计数器、计时器II、报警器、电子开关组、AD转换器II、热电偶传感器、电压采样器II和电流采样器II；
所述空气开关、计数器、计时器II、报警器、电子开关组和AD转换器II分别与微处理器II连接；
所述热电偶传感器、电压采样器II和电流采样器II分别与AD转换器II连接。
其中，所述微处理器II通过信号线与主控制台连接；所述电子开关组通过激励电源与主控制台连接；所述空气开关通过三相电源与主控制台连接。
其中，所述电阻负载箱包括风扇、调谐电感、三相变压器、负载电阻和电流控制装置；
所述风扇为电阻负载箱散热；所述调谐电感、三相变压器、负载电阻和电流控制装置依次连接。
其中，所述调谐电感与空气开关连接；所述电阻负载与电流采样器II连接。
其中，所述电流控制装置包括滑线变阻器与空气开关；所述滑线变阻器与空气开关连接。
与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是：
（1）本实用新型提供的磁保持继电器的全性能检测系统及其检测方法，可以进行单相磁保持继电器和三相磁保持继电器试验，同时还能进行电磁继电器试验。主控制台、辅助控制台和电阻负载箱三个装置同时控制三相电源，安全可靠。
（2）本实用新型提供的磁保持继电器的全性能检测系统还具有报警功能、自动计数功能和计时功能，功能齐全。报警功能可发出报警信号，提示完成试验；自动计数功能可完成电磁式继电器动作次数的统计；计时功能可完成继电器触点吸合变化时间的起点和终点。
（3）基本无需人工参与可以自动完成电气性能试验、安全性能试验和寿命试验，试验项目全面，试验过程简单。
（4）接线简单，节省检定时间。
（5）本实用新型提供的磁保持继电器的全性能检测系统外加高低温试验箱和恒温试验箱后，可以进行高温试验、低温试验和恒温恒湿试验。
（6）本实用新型提供的磁保持继电器全性能检测系统及其检测方法采取模块化设计，具有标准的几何连接口和一致的输入输出接口。
（7）本实用新型提供的磁保持继电器全性能检测系统及其检测方法可对继电器进行可靠性试验，评估继电器品质。
（8）本实用新型提供的磁保持继电器全性能检测系统及其方法可针对内置和外置两种继电器进行全性能检测。
附图说明
图1是本实用新型提供的磁保持继电器全性能测试系统主控制台的原理图；
图2是本实用新型提供的磁保持继电器全性能测试系统的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实用新型提供的磁保持继电器全性能测试系统的原理图如图2所示，包括主控制台、辅助控制台和电阻负载箱。辅助控制台通过网络接口与主控制台之间进行通讯；辅助控制台通过控制空气开关使电阻负载箱工作；所述检测系统与磁保持继电器连接；
本实用新型提供的磁保持继电器全性能测试系统主控制台的原理图如图1所示，主控制台包括微处理器I、状态检测单元、计时器I、方波控制单元、直流电压源、直流电流源、电压采样器I、电流采样器I、人机交互单元和AD转换器I；计时器I、方波控制单元、直流电压源、直流电流源、人机交互单元和AD转换器I分别与微处理器I连接；状态检测单元与计时器I连接；直流电压源与方波控制单元连接；所述电流采样器I分别与直流电流源和AD转换器I连接；所述电压采样器I与AD转换器I连接。直流电压源为可调直流电压源。
人机交互单元采用操作界面实现；所述方波控制单元包括方波控制器；所述状态检测单元检测磁保持继电器控制触点和信号触点，通过控制电路判断触点是否正常吸合。主要检测磁保持继电器的触点开合状态；主控制台连接三相电源，三相电源作为主控制台的供电电源。
辅助控制台包括微处理器II、空气开关、计数器、计时器II、报警器、电子开关组、AD转换器II、热电偶传感器、电压采样器II和电流采样器II；空气开关、计数器、计时器II、报警器、电子开关组和AD转换器II分别与微处理器II连接；热电偶传感器、电压采样器II和电流采样器II分别与AD转换器II连接。
微处理器II通过信号线与主控制台连接；所述电子开关组通过激励电源与主控制台连接；所述空气开关通过三相电源与主控制台连接。
电阻负载箱包括风扇、调谐电感、三相变压器、负载电阻和电流控制装置；风扇为电阻负载箱散热；所述调谐电感、三相变压器、负载电阻和电流控制装置依次连接。调谐电感与空气开关连接；所述电阻负载与电流采样器II连接。
所述电流控制装置包括滑线变阻器与空气开关；所述滑线变阻器与空气开关连接。
主控制台利用微处理器I实现初始动作电压试验、返回值电压试验、动作时间试验、四端法线圈电阻试验和机械寿命试验。
初始动作电压试验为：由主控制台控制状态测试电源测试被试磁保持继电器的状态，并发出激励脉冲使被试磁保持继电器处于闭合状态，随后控制可调直流电压源按照0.05V-5V预定步长逐渐增加施加于被试磁保持继电器两端的电压；当检测到被试磁保持继电器的状态触点处于打开时，记录当前的电压值，完成初始动作电压试验。
返回值电压试验为：由主控制台控制测试被试磁保持继电器的状态，发出激励脉冲使其处于打开状态，随后控制可调直流电压源按照0.05V-5V预定步长逐渐降低施加于被试磁保持继电器两端的电压；当检测到被试磁保持继电器的状态触点处于闭合时，记录当前的电压值，完成返回值电压试验。
动作时间试验为：主控制台控制可调直流电压源的输出电压值为被试磁保持继电器的额定工作电压，状态检测单元检测到被试磁保持继电器的触点状态发生变化时，启动计时器I，微处理器记录被试磁保持继电器触点状态的变化时间起点和终点，计算后完成动作时间试验。
在此基础上利用微处理器I内置的定时器设置方波控制单元的占空比，同时设置方波控制单元发出的脉冲数为预定的数目（一般为1×105），利用方波控制单元控制可调直流电压源在被试磁保持继电器额定电压下的脉冲电压输出数量，控制被试磁保持继电器按照预定的次数进行闭合、打开动作，完成机械寿命试验。
四端法线圈电阻试验为：由主控制台检测被试磁保持继电器的触点状态，使其处于闭合状态，随后主控制台施加小电流，测量被试磁保持继电器触点两端的电压和电流，利用欧姆定律计算线圈电阻。
辅助控制台通过网络接口与主控制台之间进行通讯，由主控制台的微处理器接收由人机交互单元传来的大电流线圈电阻试验、过负载试验、电寿命试验和触点温升试验的信号，利用网络传输给辅助控制台。辅助控制台接到指令后，控制空气开关使电阻负载箱动作，施加预定的电流值给被试磁保持继电器，开始进行试验。
电阻负载箱的瞬间启动电流通常达到几百安培，过大的瞬间电流会使空气开关频繁跳闸，因此安装了调谐电感以解决瞬间启动电流过大的问题。另外，大功率电流负载容易导致设备温度过高，安装了电动机风扇给电阻负载箱散热。电阻负载箱施加负载电流的大小由辅助控制台通过控制空气开关和电阻负载箱上按照的电流控制装置来实现，电阻负载箱可为磁保持继电器的过负载试验、电寿命试验和温升试验提供0～150A的可调阻性负载电流。
本实用新型还提供了一种磁保持继电器的全性能检测系统的检测方法，包括下述步骤：
（1）将被试磁保持继电器的控制线圈触点引出线插入与主控制台的驱动端子相连接；将被试磁保持继电器的状态触点与主控制台的状态检测端子相连接。
（2）通过主控制台的人机交互单元设置测试项目为初始动作电压试验，开始测量被试磁保持继电器的初始动作电压。
（3）通过主控制台的人机交互单元设置测试项目为返回值电压试验，开始测量被试磁保持继电器的返回值电压。
（4）通过主控制台的人机交互单元设置测试项目为动作时间试验，开始测量被试磁保持继电器的动作时间。
（5）通过主控制台的人机交互单元设置测试项目为机械寿命试验，开始进行被试磁保持继电器的机械寿命试验。
（6）将被试磁保持继电器的控制线圈触点引出线插入主控制台的驱动端子，主控制台检测被试磁保持继电器的状态，控制激励电源使其处于闭合状态。
（7）将主控制台上的电压输入端子引出线与被试磁保持继电器的状态触点相连；将主控制台上的电流输出端子引出线与被试磁保持继电器的状态触点相连接，并保证电压输入端子引线连接点在电流输出端子引线连接点的内侧。
（8）将被试磁保持继电器固定在辅助控制台上。被试磁保持继电器的控制线圈触点引出线插入辅助控制台的驱动端子；被试磁保持继电器的状态触点通过引线插入辅助控制台的状态检测端子。
（9）主控制台将大电流法线圈电阻试验的命令通过网络传输给辅助控制台，辅助控制台接到指令后，先检测被试磁保持继电器的状态，并保证其处于闭合状态。随后控制空气开关启动电阻负载箱到预定的电流值（一般大于10A），测量电流值和电压值，按照欧姆定律计算线圈电阻。
（10）将热电偶传感器贴在被试磁保持继电器的状态触点引出线外壳的5mm处，主控制台将温升试验的命令传输给辅助控制台，辅助控制台设置电阻负载箱的输出电流为被试磁保持继电器的额定触点电流，测量此时被试磁保持继电器的触点温度并自动记录。随后，同时启动计时器II和电阻负载箱，持续（0.5~1）h，当达到预定的时间（0.5~1）h时，辅助控制台利用空气开关切断电阻负载箱的电流，同时采样被试磁保持继电器的触点温度，并自动记录，最终计算出被试磁保持继电器的触点温升，并同时将数据传输给主控制台。
（11）当被试磁保持继电器的温度冷却到常温时，去掉热电偶传感器。
（12）主控制台将过负载试验的命令传输给辅助控制台，辅助控制台设置电阻负载箱的输出电流为磁保持继电器的过负载电流。随后，同时启动计时器II和电阻负载箱，当达到10min预定的时间时，辅助控制台利用空气开关切断电力负载箱的电流，完成过负载试验。
（13）通过主控制台的人机交互单元设置测试项目为电寿命试验，主控制台设置方波控制单元输出方波信号的占空比和激励数目。随后，主控制台将激励电源和控制信号传递给辅助控制台。辅助控制台设置电阻负载箱的输出电流为被试磁保持继电器的过负载电流，同时启动计数器和电阻负载箱，当达到被试磁保持继电器0.5×104次的动作次数时控制报警单元发出报警信号，完成电寿命试验。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种磁保持继电器的全性能检测系统，其特征在于，所述检测系统包括主控制台、辅助控制台和电阻负载箱；所述辅助控制台通过网络接口与主控制台之间进行通讯；所述辅助控制台通过控制空气开关使电阻负载箱工作；所述检测系统与所述磁保持继电器连接。
2.如权利要求1所述的全性能检测系统，其特征在于，所述主控制台包括微处理器I、状态检测单元、计时器I、方波控制单元、直流电压源、直流电流源、电压采样器I、电流采样器I、人机交互单元和AD转换器I；
所述计时器I、方波控制单元、直流电压源、直流电流源、人机交互单元和AD转换器I分别与微处理器I连接；
所述状态检测单元与计时器I连接；所述直流电压源与方波控制单元连接；所述电流采样器I分别与直流电流源和AD转换器I连接；所述电压采样器I与AD转换器I连接。
3.如权利要求2所述的全性能检测系统，其特征在于，所述直流电压源为可调直流电压源。
4.如权利要求2所述的全性能检测系统，其特征在于，所述人机交互单元采用操作界面实现；所述方波控制单元包括方波控制器；所述状态检测单元检测磁保持继电器控制触点和信号触点，通过控制电路判断触点是否正常吸合。
5.如权利要求2所述的全性能检测系统，其特征在于，所述主控制台连接三相电源，三相电源作为主控制台的供电电源。
6.如权利要求1所述的全性能检测系统，其特征在于，所述辅助控制台包括微处理器II、空气开关、计数器、计时器II、报警器、电子开关组、AD转换器II、热电偶传感器、电压采样器II和电流采样器II；
所述空气开关、计数器、计时器II、报警器、电子开关组和AD转换器II分别与微处理器II连接；
所述热电偶传感器、电压采样器II和电流采样器II分别与AD转换器II连接。
7.如权利要求6所述的全性能检测系统，其特征在于，所述微处理器II通过信号线与主控制台连接；所述电子开关组通过激励电源与主控制台连接；所述空气开关通过三相电源与主控制台连接。
8.如权利要求1所述的全性能检测系统，其特征在于，所述电阻负载箱包括风扇、调谐电感、三相变压器、负载电阻和电流控制装置；
所述风扇为电阻负载箱散热；所述调谐电感、三相变压器、负载电阻和电流控制装置依次连接。
9.如权利要求7所述的全性能检测系统，其特征在于，所述调谐电感与空气开关连接；所述电阻负载与电流采样器II连接。
10.如权利要求7所述的全性能检测系统，其特征在于，所述电流控制装置包括滑线变阻器与空气开关；所述滑线变阻器与空气开关连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130619 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |