CN204154863U - 一种微型断路器脱扣测试系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种微型断路器脱扣测试系统，包括电源、多磁路变压器、选相分合闸开关、电流测试电路和被测微型断路器，其中，多磁路变压器的高压侧与电源相连，多磁路变压器的低压侧分别串联有选相分合闸开关、被测微型断路器和电流测试电路。本申请采用多磁路变压器可实现大容量范围内的全部调节，且多磁路变压器不会引入非线性干扰，输出电流波形不畸变。进一步，利用选相分合闸开关选择在电流过零点相位合闸，去除了非周期分量对测试的影响，通电时间大致与微型断路器脱扣时间相等，且通过将其设置在多磁路变压器的低压侧，削弱了接入多磁路变压器的过渡过程的影响，最终输出的电流波形为正弦波形，使得后续的计算结果更加精确。
Description
技术领域
本申请涉及断路器技术领域，更具体地说，涉及一种微型断路器脱扣测试系统。
背景技术
新生产的微型断路器在投入使用之前，都必须进行脱扣特性测试，即测试短路器脱扣时的电流时间特性(I/t)、允通能量特性(I2t/Is)和对限流断路器的限流特性(IP/Is)，其中Is是指预期短路对称电流，IP是指短路时开关的限流电流。
现有的微型断路器脱扣测试设备可以参照图1所示，其中T1自耦调压器作为实验电源，T2低压大电流变压器提供实验电流。待测微型断路器S接入低压大电流回路，用电流互感器CT及电流表A测量实验电流。测量时，首先将被测微型断路器S合闸，将T1迅速升压，实验回路电流很快增大，当被测微型断路器S瞬动脱扣时，读下电流表的读数最大值，将该最大读数作为瞬动脱扣电流值。
本申请发明人经过对现有技术的研究，发现其存在以下缺陷：首先，采用自耦调压器作为实验电源，自耦调压器会带来非线性干扰，使得输出的电流波形失真，进而影响测量精度。其次，现有方法在实验回路电流上升的过程就已经给被测微型断路器S导通了一个不断变化的电流，而瞬动脱扣时间一般只在0.02-0.06S之间，该方法测试时通电时间远大于微型断路器的脱扣时间，因此会产生测量误差。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供了一种微型断路器脱扣测试系统，用于解决现有微型断路器脱扣测试设备测量的电流波形中包含非线性干扰且测量时通电时间大于微型断路器的脱扣时间，造成测量不准确的问题。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种微型断路器脱扣测试系统，包括：电源、多磁路变压器、选相分合闸开关、电流测试电路和被测微型断路器；
所述多磁路变压器的高压侧与所述电源相连，所述多磁路变压器的低压侧分别串联有所述选相分合闸开关、所述被测微型断路器和所述电流测试电路。
优选地，所述选相分合闸开关为永磁真空同步开关。
优选地，所述电流测试电路包括罗氏线圈和积分电路，所述积分电路与所述罗氏线圈相连。
优选地，所述积分电路为积分器。
优选地，还包括：与所述积分电路相连的示波器。
优选地，还包括：与所述示波器相连的存储器。
优选地，还包括：与所述积分电路相连的工控机。
优选地，所述多磁路变压器为四磁路组合的变压器。
优选地，所述电源为市电。
优选地，所述电源为蓄电池。
从上述的技术方案可以看出，本申请实施例提供的微型断路器脱扣测试系统，包括电源、多磁路变压器、选相分合闸开关、电流测试电路和被测微型断路器，其中，所述多磁路变压器的高压侧与所述电源相连，所述多磁路变压器的低压侧分别串联有所述选相分合闸开关、所述被测微型断路器和所述电流测试电路。本申请采用多磁路变压器可实现大容量范围内的全部调节，且多磁路变压器不会引入非线性干扰，输出电流波形不畸变。进一步，利用选相分合闸开关选择在电流过零点相位合闸，去除了非周期分量对测试的影响，通电时间大致与微型断路器脱扣时间相等，且通过将其设置在多磁路变压器的低压侧，削弱了接入多磁路变压器的过渡过程的影响，使得最终输出的电流波形为正弦波形，使得后续的计算结果更加精确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有的微型断路器脱扣测试设备结构示意图；
图2为本申请实施例公开的一种微型断路器脱扣测试系统结构示意图；
图3为本申请实施例公开的另一种微型断路器脱扣测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
参见图2，为本申请实施例公开的一种微型断路器脱扣测试系统结构示意图。
如图2所示，该微型断路器脱扣测试系统包括：
电源VCC、多磁路变压器TD、选相分合闸开关ZK、电流测试电路U和被测微型断路器S；
所述多磁路变压器TD的高压侧与所述电源VCC相连，所述多磁路变压器TD的低压侧分别串联有所述选相分合闸开关ZK、所述被测微型断路器S和所述电流测试电路U。
本申请实施例提供的微型断路器脱扣测试系统，包括电源、多磁路变压器、选相分合闸开关、电流测试电路和被测微型断路器，其中，所述多磁路变压器的高压侧与所述电源相连，所述多磁路变压器的低压侧分别串联有所述选相分合闸开关、所述被测微型断路器和所述电流测试电路。本申请采用多磁路变压器可实现大容量范围内的全部调节，且多磁路变压器不会引入非线性干扰，输出电流波形不畸变。进一步，利用选相分合闸开关选择在电流过零点相位合闸，去除了非周期分量对测试的影响，通电时间大致与微型断路器脱扣时间相等，且通过将其设置在多磁路变压器的低压侧，削弱了接入多磁路变压器的过渡过程的影响，使得最终输出的电流波形为正弦波形，使得后续的计算结果更加精确。
需要说明的是，这里我们选用四磁路组合的变压器TD供电，TD内四个磁路单元分别为A、B、C、D，总的二次输出电压U2＝U2A+U2B+U2C+U2D。多磁路变压器内各单元磁路的原绕组可分别供电或不供电(即将输入绕组短接)，要求不同的输出电压U2时，采用不同的接法。举例如：
1、若将图2中的A、C、D单元不供电，B单元原绕组接至供电电压0-380V，此时多磁路变压器的输出电压为U2B；
2、若将图2中单元A，D不供电，单元C改为有380V供电，单元B仍供电，这时多磁路变压器的二次输出电压为U2B+U2C；
3、若将图中将单元A不供电，单元C、D改为有380V供电，单元B仍供电，这时多磁路变压器的二次输出电压为U2B+U2C+U2D；
4、若将图中单元A、C、D改为有380V供电，单元B仍供电，这时多磁路变压器的二次输出电压为U2B+U2C+U2C+U2A。
因此，大范围的改变输出电压，可以满足大幅度调节试验电流值的要求。
需要说明的是，选相分合闸开关可以选用永磁真空同步开关。永磁真空同步开关(以下简称同步开关)，该开关应用最新先进技术，采用单稳态永磁机构，传动简单可靠，永磁机构控制单元采用全电子化智能化控制。由主开关电源、控制电源、电容器组、推挽驱动MOSFET开关器件、分合闸位置检测器、光电隔离器件、开关电压检测器等组成。控制单元根据断口电压信号的采样，通过逻辑计算后发出分、合闸指令。通过高性能的电子元器件的选用、严格的工艺和调试控制、合理的测量电路及运算电路设计来减小控制信号的离散性，使得选相合闸时间精度≤±200μs。
需要说明的是，电源VCC可以采用市电或者是蓄电池来供电。
实施例二
参见图3，图3为本申请实施例公开的另一种微型断路器脱扣测试系统结构示意图。
图3中与图2相同的器件在此不再介绍，我们只介绍一下电流测试电路U。
电流测试电路U包括罗氏线圈QS和积分电路F，积分电路F与罗氏线圈QS相连。
罗氏线圈是一种空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上。导体中流过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流变比成比例的交流电压信号。线圈的输出电压可以用公式Vout＝M di/dt来表示。其中M为线圈的互感，di/dt则是电流的变比。通过采用积分电路将线圈输出的电压信号进行积分可以得到另一个交流电压信号，这个电压信号可以准确地再现被测量电流信号的波形。
罗氏线圈电流测量系统一个突出的特点就是线性度好。线圈不含磁饱和元件，在量程范围内，系统的出信号与待测电流信号一直是线性的。而系统的量程大小不是由线性度决定的，而是取决于最大击穿电压。积分器也是线性的，量程取决于本身的电气特性。线性度好使得罗氏线圈非常容易标定，因为系统可以使用常见的基准信号进行标定，标定后的系统在整个量程范围内都是线性的，测量结果都是准确的。同时由于线性度好，系统的量程可以随意确定，瞬态反应能力突出。
需要说明的是，这里积分电路F可以选用积分器，实现将罗氏线圈输出的电压信号转换为电流信号。
使用罗氏线圈加积分器的组合，解决了传统的电流互感器动态范围小，在电流较大时内部测量铁芯磁场会饱和，使得测量仪不能正确反映回路中电流大小的问题。
需要说明的是，在上述基础上，我们还可以增加一个与积分电路相连的示波器，用来显示积分电路输出的电流信号。或者，增加一个与积分电路相连的工控机，由工控机来对积分电路输出的电流信号进行分析、计算，得出电流最大值、有效值及动作时间等参数。具体地，利用已知电流信号来进行上述计算的过程均是现有技术。例如，通过测量电流峰值得出最大电流值，将峰值电流除以可以得出瞬动脱扣电流有效值。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，包括：电源、多磁路变压器、选相分合闸开关、电流测试电路和被测微型断路器；
所述多磁路变压器的高压侧与所述电源相连，所述多磁路变压器的低压侧分别串联有所述选相分合闸开关、所述被测微型断路器和所述电流测试电路。
2.根据权利要求1所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，所述选相分合闸开关为永磁真空同步开关。
3.根据权利要求1所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，所述电流测试电路包括罗氏线圈和积分电路，所述积分电路与所述罗氏线圈相连。
4.根据权利要求3所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，所述积分电路为积分器。
5.根据权利要求3所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，还包括：
与所述积分电路相连的示波器。
6.根据权利要求5所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，还包括：
与所述示波器相连的存储器。
7.根据权利要求3所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，还包括：
与所述积分电路相连的工控机。
8.根据权利要求1所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，所述多磁路变压器为四磁路组合的变压器。
9.根据权利要求1所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，所述电源为市电。
10.根据权利要求1所述的微型断路器脱扣测试系统，其特征在于，所述电源为蓄电池。
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