CN206161803U - 一种费控断路器自动分合闸测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种费控断路器自动分合闸测试设备，属于断路器测试技术领域。本实用新型解决现有标准特性试验台的试验功能分散、测试系统内部存在不协调的缺陷等问题，提高测试工作的效率与精度，简化操作。本实用新型包括控制柜与接线柜，其中接线柜包括工位工装夹具与标准试验导线；控制部分包括试验单元、工控电脑、触摸屏、启停按钮、可变频电流源。试验单元包括第一交流接触器、调压器、第二交流接触器、信号采集板、稳压器、测试信号输出接口与开关电源。本实用新型适用于费控断路器的自动分合闸测试，具有测试精度高、速度快、人机交互性强等特点，市场前景广阔。

Description

一种费控断路器自动分合闸测试设备

技术领域

本实用新型涉及一种断路器检测设备，尤其是一种费控断路器自动分合闸测试设备，属于断路器测试技术领域。

背景技术

低压断路器，简称断路器，是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如负荷、短路、欠压和漏电等。目前的费控断路器基本可以实现手动闭合或手动断开以及负载线路发生异常故障时自动断开的功能，有的甚至具备根据电能表欠电费控制自动分闸的功能；但是所有的电能表外置负荷开关或小型断路器不具备根据电能表缴足电费后控制自动合闸的功能，根据我国供电网络智能化的需求，国家电网公司要求供电网络智能化。因此需要供电网络的终端执行机构—费控断路器执行上端信号具备跳闸、合闸功能。因此低压费控断路器目前的发展趋势是除了具备传统的手动分合闸及过流过载自动脱扣功能外，还需要具有电动分合闸，以及实现远程控制，尤其是结合电能表，实现欠费自动跳闸断电和充费自动合闸电等功能，这就对费控断路器的驱动能力、上电和断电延时和其同期性提出更高的要求。

为了保证断路器的产品质量，低压费控断路器出厂时必须用标准特性试验台对其基本功能测试，实现费控断路器的可靠性检测。传统的标准特性试验台存在测试功能分散、测试系统内部存在不协调的缺陷等问题，故障率较高；同时需要较多的人工操作，很难满足现代试验要求。故需要研究新型的费控断路器自动分合闸测试方法及设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种费控断路器自动分合闸测试设备，解决现有断路器分合闸测试标准特性试验台的测试功能分散、测试系统内部存在不协调的缺陷等问题，简化操作。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种费控断路器自动分合闸测试设备，包括接线柜与控制柜，所述接线柜与控制柜通过柜间信号线相连；

所述接线柜包括N个工位工装夹具和N根标准试验导线；所述工位工装夹具设于接线柜的外表面，用于固定被测断路器；所述标准试验导线一端与工位工装夹具相连，另一端与所述柜间信号线相连；所述N为正整数；

所述控制柜包括N个试验单元、工控电脑、启停按钮与试验电源；

所述试验单元与所述柜间信号线相连，用于产生并提供测试信号；

所述工控电脑与试验单元相连，用于控制试验单元产生测试信号并接收试验单元传来的试验数据；

所述启停按钮设置在所述控制柜的外表面，用于将操作者输入的启停指令发送至所述工控电脑；

所述试验电源与所述试验单元相连，用于提供试验单元所需的工作电压或工作电流。

所述接线柜由骨架搭建并支撑，且表面通过面板封闭。

所述控制柜由骨架搭建并支撑，且表面通过面板封闭。

所述控制柜设有触摸屏，且设置在控制柜的外表面，并与工控电脑相连；所述触摸屏提供可通过触摸输入基本设置信息的操作界面，并将基本设置信息传送至所述工控电脑，工控电脑将被测断路器的实时状态通过触摸屏显示。

所述工控电脑内设有数字信号处理器DSP，用于控制所述测试信号的输出。

所述试验单元内包括第一交流接触器、调压器、第二交流接触器、信号采集板、测试信号输出接口、稳压器与开关电源，其中所述测试信号输出接口与所述柜间信号线相连，所述调压器与所述工控电脑相连，所述第一交流接触器与所述试验电源相连；

所述调压器用于提供可调电压；

所述第一交流接触器并联于所述调压器的输入侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用；

所述第二交流接触器并联于所述调压器的输出侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用；

所述开关电源并联于所述第一交流接触器，用于控制试验单元通路与开路的时间比率；

所述稳压器的第一输入输出端与所述开关电源相连，所述稳压器的第二输入输出端与所述调压器相连，所述稳压器的第三输入输出端与第二交流接触器相连，用于维持所述试验单元输出电压的稳定；

所述信号采集板与所述测试信号输出接口相连，用于采集并记录所述测试信号与测试时刻。

所述试验电源由可变频电流源构成，通过所述工控电脑设定档位、时间、倍数，并对试验电源进行校准。

所述工位工装夹具设有压接手柄，用于连接并固定被测断路器。

本实用新型将接线柜与控制柜相结合，通过将多个被测断路器同时固定在工装工位夹具上，并根据被测断路器物理特性选择连接相应的标准试验导线，通过工控电脑控制试验单元向被测断路器输出测试信号，完成被测断路器的分合闸测试。本实用新型支持多个断路器同时进行分合闸测试，结构简单、操作方便，人机交互性与自动化程度较高，并支持不同型号断路器的自动分合闸测试，具有提高测试速度、集中测试功能、提高断路器合闸测试设备内部模块的协调性等作用。

附图说明

图1为本实用新型的接线柜外部结构图；图2为本实用新型的控制柜外部结构图；图3为本实用新型所述试验单元的内部结构线路图；

图中：1.接线柜，2. 工位工装夹具，3.绝缘板，4.控制柜，5.触摸屏，6.启停按钮，7.保护开关，8.第一交流接触器，9.调压器，10.第二交流接触器，11.测试信号输出接口，12.信号采集板，13.稳压器，14.开关电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

参照附图1与附图2，本实施例主要由接线柜1与控制柜4组成，接线柜1与控制柜4为两个独立柜体，通过柜间信号线相连；控制柜4将测试信号通过柜间信号线发送至接线柜1，接线柜1将被测断路器的状态信号通过柜间信号线发送至控制柜4。

接线柜1与控制柜4的柜体采用铝合金型材骨架搭建并支撑，柜体表面用不锈钢面板封闭。

接线部分包括六十个工位工装夹具2、绝缘板3、六十根标准试验导线；其中绝缘板3设置在接线柜1的外侧面板，工位工装夹具2设于绝缘板3上；标准试验导线设于绝缘板3内，一端与柜间信号线相连，另一端与工位工装夹具2相连；工位工装夹具2用于将被测断路器固定在接线柜1上，绝缘板3用于防止接线柜1的漏电，标准试验导线用于将测试信号传输至被测断路器。每个工位按照2P开关接线方式，工位之间为并联方式接线，开关两极之间电流采用串联方式。开关采用上下安装，电流出线下端采用底部固定铜触头及银点结构，上端接入活动压接手柄。

控制柜包括六十个试验单元、测试传感器、工控电脑、触摸屏5、触摸屏接口、启停按钮6、保护开关7与十个可变频电流源。选定其中一个试验单元的测试信号输出接口11与柜间信号线相连；工控电脑与试验单元的调压器9相连，第一交流接触器8与试验电源相连；启停按钮6设置在控制柜的外侧面板上，并通过启停信号线与工控电脑相连。保护开关7设置在控制柜的外侧面板上，并与设备总电源线相连，自动控制整个试验单元电路的通断，防止因测试装置异常导致的试验单元或被测断路器的损坏。选定其中一个可变频电流源通过试验电源线与试验单元相连，可变频电流源通过电源指令线与工控电脑相连。触摸屏5设置在控制柜4的外侧面板上，并与工控电脑相连。触摸屏接口与试验单元、触摸屏5相连。工控电脑内设有数字信号处理器DSP，DSP上载有PID软件控制程式，用于控制测试信号的输出。

参照附图3，每个试验单元包括第一交流接触器8、调压器9、第二交流接触器10、测试信号输出接口11信号采集板12、稳压器13、开关电源14。调压器9用于提供试验单元的可调电压；第一交流接触器8并联于调压器9的输入侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用。第二交流接触器10并联于调压器9的输出侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用。触摸屏接口并联于第一交流接触器8的两侧，用于向触摸屏5输出信号。开关电源14并联于第一交流接触器8，用于控制试验单元通路与开路的时间比率。稳压器13的第一输入输出端与开关电源14相连，稳压器13的第二输入输出端与调压器9相连，稳压器13的第三输入输出端与第二交流接触器10相连，用于维持试验单元输出电压的稳定。信号采集板12与测试信号输出接口相连，用于采集并记录被测断路器的反馈信号。本实施例中所有的输入输出接口均采用RS-232通信标准。

本实用新型工作流程如下：首先，根据被测断路器的规格、型号，调整工位工装夹具3，使得被测断路器恰好放入接线柜1的测试工位并由压接手柄固定。根据被测断路器的规格、型号，选择相应的标准试验导线，并与被测断路器的信号输入端相连。操作者通过触摸屏5输入试验基本设置信息，从十个可变频电流源中选出最合适的一个并校准，随后设置试验需要的档位、时间、倍数。工控电脑根据触摸屏5发送过来的基本设置信息自动对内部环境进行相应配置。操作者按下启停按钮6后，试验开始，启停指令被发送至工控电脑，可变频电流源向试验单元输出设定的工作电流；工控电脑向试验单元发送实时控制信息，试验单元在DSP的控制下向被测断路器发送模拟欠费信号；同时被测断路器的动作信号传送至工控电脑，试验单元同时将模块的实时状态通过触摸屏接口输出至触摸屏5显示。如果被测断路器出现分闸动作信号，则工控电脑把当前的测试信号与基本测试信息作为评估被测断路器驱动能力的指标，记录该被测断路器“正常分闸”；如果被测断路器未出现动作信号，则记录该被测断路器“无法分闸”，并将测试结果通过触摸屏5输出。随后工控电脑向试验单元发送实时控制信息，试验单元在DSP的控制下向被测断路器发送模拟缴费信号；同时被测断路器的动作信号传送至工控电脑，试验单元同时将模块的实时状态通过触摸屏接口输出至触摸屏5显示。如果被测断路器出现合闸动作信号，则工控电脑把当前的测试信号与基本测试信息作为评估被测断路器驱动能力的指标，记录该被测断路器“正常合闸”；如果被测断路器未出现动作信号，则记录该被测断路器“无法合闸”，并将测试结果通过触摸屏5输出。各工位试验数据将自动保存到数据库中。接着操作者重复本实施例步骤，进行下一个测试。

本实用新型设有数字信号处理器DSP，DSP上载有PID软件控制程式，以加快测试过程，精准控制测试信号（电压或电流）的频率、幅度、相位，有利于提高测试精度。

本实用新型通过模拟用电户欠费信号或缴费信号，控制自动分闸或合闸。

本实用新型在柜体面板上设有触摸屏，完成测试基本设置和测试状态的实时显示，操作方便，人机交互性较好。

本实用新型的试验单元具有完成断路器分合闸测试的通用结构，具有较好的功能拓展性与兼容性。

本实用新型选用变频电流源作为试验电源，可以根据试验需要选择不同的档位、时间、倍数，有利于提高测试精度、增强本实用新型的兼容性。

本实用新型的工位工装夹具设有压接手柄，方便被测断路器的固定与取出。

实施例2：

参照附图1与附图2，本实施例主要由接线柜1与控制柜4组成，接线柜1与控制柜4为两个独立柜体，通过柜间信号线相连；控制柜4将测试信号通过柜间信号线发送至接线柜1，接线柜1将被测断路器的状态信号通过柜间信号线发送至控制柜4。

接线柜1与控制柜4的柜体采用铝合金型材骨架搭建并支撑，柜体表面用静电喷塑面板封闭。

接线部分包括六十个工位工装夹具2、六十根标准试验导线；其中工位工装夹具2设置在接线柜1的外侧面板，标准试验导线一端与柜间信号线相连，另一端与工位工装夹具2相连；工位工装夹具2用于将被测断路器固定在接线柜1上，标准试验导线用于将测试信号传输至被测断路器。每个工位按照2P开关接线方式，工位之间为并联方式接线，开关两极之间电流采用串联方式。开关采用上下安装，电流出线下端采用底部固定铜触头及银点结构，上端接入活动压接手柄。

控制柜包括六十个试验单元、测试传感器、工控电脑、触摸屏5、触摸屏接口、启停按钮6与十个可变频电流源。选定其中一个试验单元的测试信号输出接口11与柜间信号线相连；工控电脑与试验单元的调压器9相连，第一交流接触器8与试验电源相连；启停按钮6设置在控制柜的外侧面板上，并通过启停信号线与工控电脑相连。选定其中一个可变频电流源通过试验电源线与试验单元相连，可变频电流源通过电源指令线与工控电脑相连。触摸屏5设置在控制柜4的外侧面板上，并与工控电脑相连。触摸屏接口与试验单元、触摸屏5相连。工控电脑内设有数字信号处理器DSP，DSP上载有PID软件控制程式，用于控制测试信号的输出。

参照附图3，每个试验单元由电学器件及其连接导线构成，包括第一交流接触器8、调压器9、第二交流接触器10、测试信号输出接口11、信号采集板12、稳压器13、开关电源14。调压器9用于提供试验单元的可调电压；第一交流接触器8并联于调压器9的输入侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用。第二交流接触器10并联于调压器9的输出侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用。触摸屏接口并联于第一交流接触器8的两侧，用于向触摸屏5输出信号。开关电源14并联于第一交流接触器8，用于控制试验单元通路与开路的时间比率。稳压器13的第一输入输出端与开关电源14相连，稳压器13的第二输入输出端与调压器9相连，稳压器13的第三输入输出端与第二交流接触器10相连，用于维持试验单元输出电压的稳定。信号采集板12与测试信号输出接口相连，用于采集并记录被测断路器的反馈信号。本实施例中所有的输入输出接口均采用RS-485通信标准。

本实用新型工作流程如下：首先，根据被测断路器的规格、型号，调整工位工装夹具3，使得被测断路器恰好放入接线柜1的测试工位并由压接手柄固定。根据被测断路器的规格、型号，选择相应的标准试验导线，并与被测断路器的信号输入端相连。操作者通过触摸屏5输入试验基本设置信息，从十个可变频电流源中选出最合适的一个并校准，随后设置试验需要的档位、时间、倍数。工控电脑根据触摸屏5发送过来的基本设置信息自动对内部环境进行相应配置。操作者按下启停按钮6后，试验开始，启停指令被发送至工控电脑，可变频电流源向试验单元输出设定的工作电流；工控电脑向试验单元发送实时控制信息，试验单元在DSP的控制下向被测断路器发送模拟欠费信号；同时被测断路器的动作信号传送至工控电脑，试验单元同时将模块的实时状态通过触摸屏接口输出至触摸屏5显示。如果被测断路器出现分闸动作信号，则工控电脑把当前的测试信号与基本测试信息作为评估被测断路器驱动能力的指标，记录该被测断路器“正常分闸”；如果被测断路器未出现动作信号，则记录该被测断路器“无法分闸”，并将测试结果通过触摸屏5输出。随后工控电脑向试验单元发送实时控制信息，试验单元在DSP的控制下向被测断路器发送模拟缴费信号；同时被测断路器的动作信号传送至工控电脑，试验单元同时将模块的实时状态通过触摸屏接口输出至触摸屏5显示。如果被测断路器出现合闸动作信号，则工控电脑把当前的测试信号与基本测试信息作为评估被测断路器驱动能力的指标，记录该被测断路器“正常合闸”；如果被测断路器未出现动作信号，则记录该被测断路器“无法合闸”，并将测试结果通过触摸屏5输出。各工位试验数据将自动保存到数据库中。接着操作者重复本实施例步骤，进行下一个测试。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型的接线柜与控制柜分别采用骨架与面板搭建，提高了设备的结构稳定性。通过预先设定，工控电脑采用数字信号处理器DSP与PID软件控制程式，显著提高了测试速率；在柜体面板上设有触摸屏，完成测试基本设置和测试状态的实时显示，操作方便，人机交互性较好。信号采集板记录精确到1ms。设有多个工位工装夹具，每个工位工装夹具上均设有可活动的压接手柄，便于被测断路器的固定与取出；接线柜采用整套独立隔离电源，有效支持不同规格、型号断路器的同时测试工作；设置多个试验单元，同时完成断路器自动分合闸测试；设有多个变频电流源，可以根据试验需要选择不同的档位、时间、倍数，有利于提高测试精度、增强本实用新型的兼容性。本实用新型符合国家标准GB10963.1-2005《家用及类似场所用过电流保护断路器》有关断路器相关功能测试实验要求。本实用新型特别适用于费控断路器的自动分合闸测试，具有结构合理、精度好、低成本、效率高等优点，市场广阔，有着良好的经济和社会效益。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，包括接线柜与控制柜，所述接线柜与控制柜通过柜间信号线相连；

所述接线柜包括N个工位工装夹具和N根标准试验导线；所述工位工装夹具设于接线柜的外表面，用于固定被测断路器；所述标准试验导线一端与工位工装夹具相连，另一端与所述柜间信号线相连；所述N为正整数；

所述控制柜包括N个试验单元、工控电脑、启停按钮与试验电源；

所述试验单元与所述柜间信号线相连，用于产生并提供测试信号；

所述工控电脑与试验单元相连，用于控制试验单元产生测试信号并接收试验单元传来的试验数据；

所述启停按钮设置在所述控制柜的外表面，用于将操作者输入的启停指令发送至所述工控电脑；

所述试验电源与所述试验单元相连，用于提供试验单元所需的工作电压或工作电流。

2.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述接线柜由骨架搭建并支撑，且表面通过面板封闭。

3.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述控制柜由骨架搭建并支撑，且表面通过面板封闭。

4.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述控制柜设有触摸屏，且设置在控制柜的外表面，并与工控电脑相连；所述触摸屏提供可通过触摸输入基本设置信息的操作界面，并将基本设置信息传送至所述工控电脑，工控电脑将被测断路器的实时状态通过触摸屏显示。

5.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述工控电脑内设有数字信号处理器DSP，用于控制所述测试信号的输出。

6.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述试验单元内包括第一交流接触器、调压器、第二交流接触器、信号采集板、测试信号输出接口、稳压器与开关电源，其中所述测试信号输出接口与所述柜间信号线相连，所述调压器与所述工控电脑相连，所述第一交流接触器与所述试验电源相连；

所述调压器用于提供可调电压；

所述第一交流接触器并联于所述调压器的输入侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用；

所述第二交流接触器并联于所述调压器的输出侧，用于实现继电功能，且具有过载保护作用；

所述开关电源并联于所述第一交流接触器，用于控制试验单元通路与开路的时间比率；

所述稳压器的第一输入输出端与所述开关电源相连，所述稳压器的第二输入输出端与所述调压器相连，所述稳压器的第三输入输出端与第二交流接触器相连，用于维持所述试验单元输出电压的稳定；

所述信号采集板与所述测试信号输出接口相连，用于采集并记录所述测试信号与测试时刻。

7.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述试验电源由可变频电流源构成，通过所述工控电脑设定档位、时间、倍数，并对试验电源进行校准。

8.根据权利要求1所述的费控断路器自动分合闸测试设备，其特征在于，所述工位工装夹具设有压接手柄，用于连接并固定被测断路器。