CN207074253U - 一种微型断路器可靠性实验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种微型断路器可靠性实验设备，包括计算机控制柜、数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜，所述的计算机控制柜分别与数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜相连接，所述的计算机控制柜输入控制电源，所述的试验负载调节阻抗柜输入实验电源。通过上述，本实用新型的微型断路器可靠性实验设备，该装置能自动完成微型断路器的全部可靠性试验，保证试验结果的准确性和可重复性，由计算机控制，操作简便，自动化程度高，可广泛应用于各种类型微型断路器的电寿命、机械寿命及过载可靠性试验，实现试验数据的自动记录和故障数据的自动记录，并能实现试验样品失效或发生故障时将该试品退出试验，而不影响其它试验样品的试验。

Description

一种微型断路器可靠性实验设备

技术领域

本实用新型涉及先进制造技术设备的领域，尤其涉及一种微型断路器可靠性实验设备，属于智能电器试验设备。

背景技术

提高能源供应的可靠性和经济效益，越来越受到国家的重视。目前我国电网建设的主要方向是智能电网，即通过提升电网的整体智能化增强电网的安全性、稳定性和可靠性。智能电网设备将使电网更加可靠、高效和可控。微型断路器作为智能电网用户端的重要组成部分，其可靠性程度直接影响到系统的稳定运行、生产劳动及家居安全，所以微型断路器的可靠性显得尤为重要。为了提高智能电网用户端电气装置系统的可靠性水平，必须大幅度地提高用户端低压电器元件的可靠性指标，可靠性技术是提高产品质量的一种重要手段。

大部分低压电器行业企业已经意识到电器元件产品可靠性的重要性，开展的可靠性工作主要体现在对于产品主要功能或部分性能（操作性能）的可靠性，能根据其产品特点确定针对性的试验方法和指标，并将其作为产品质量的内控要求，以进一步提高产品质量水平。因此，提升智能电网用户端电器可靠性水平、加强电器全寿命周期的可靠性控制、建立产品可靠性实验体系是用户端电器行业的一项重要任务，一套自动化程度高、安全性强、智能化的测试设备成为每个低压电器行业的企业产品可靠性必不可少的试验设备。

现有技术中微型断路器可靠性试验装备因微型断路器试验周期较长，一般温升、机械寿命、电寿命试验需几十小时甚至更长时间；试验能耗浪费大，通过反复手动调整负载来进行预期电流调整，被试品要长时间通电运行，预期电流调整周期长容易损坏被试品，测试人员需跟班作业，长时间疲劳工作；试验过程单调枯燥，测试人员须要经常手动调整负载并长时间反复地数据测量；大量试验数据不易长期保存，人为因素大，实验数据不精确；缺乏远程监控及操作。通电区域柜门开闭保护、主开关连锁保护、过热保护、失效试品自动退出等保护功能不全；虽然采用工控机或PLC控制但不是实时操作系统；测控系统逻辑精度误差大。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种微型断路器可靠性实验设备，该装置能自动完成微型断路器的全部可靠性试验，保证试验结果的准确性和可重复性，由计算机控制，操作简便，自动化程度高，可广泛应用于各种类型微型断路器的电寿命、机械寿命及过载可靠性试验，实现试验数据的自动记录和故障数据的自动记录，并能实现试验样品失效或发生故障时将该试品退出试验，而不影响其它试验样品的试验。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种微型断路器可靠性实验设备，包括计算机控制柜、数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜，所述的DSP控制电路和PLC控制器相连接，所述的计算机控制柜分别与数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜相连接，所述的计算机控制柜输入控制电源，所述的试验负载调节阻抗柜输入实验电源。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的计算机控制柜包括工业计算机、操作显示界面、DSP控制电路、PLC控制器、调压及信号反馈电路和A/D转换板卡，所述的工业计算机分别与DSP控制电路、PLC控制器、调压及信号反馈电路、A/D转换卡相连。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的试验负载调节阻抗柜包括阻抗调节电路、电流档位调节电路、平衡及切换电路、绕组控制装置和阻抗装置；数据采集系统包括试验电压检测电路、试验电流检测电路和预期电流检测电路；试验端口柜包括试验小车及安全保护电路、陪试品控制电路、预期电流控制电路、试验样品状态检测电路。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的DSP控制电路与阻抗调节电路、绕组控制装置、平衡及切换回路、电流档位调节电路、阻抗装置、试验小车及安全保护电路、陪试品控制电路相连；预期电流检测电路、预期电流控制电路、试验电压检测电路、试验电流检测电路和试品状态检测电路分别与A/D转换卡相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的绕组控制装置为两个交流接触器和伺服调压器，并且两个交流接触器互锁连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的阻抗装置为可调电阻器、电抗器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的实验电源是利用工频调压的伺服控制型调压叠加电源，并与阻抗装置调节电路相连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种微型断路器可靠性实验设备，该装置能自动完成微型断路器的全部可靠性试验，保证试验结果的准确性和可重复性，由计算机控制，操作简便，自动化程度高，可广泛应用于各种类型微型断路器的电寿命、机械寿命及过载可靠性试验，实现试验数据的自动记录和故障数据的自动记录，并能实现试验样品失效或发生故障时将该试品退出试验，而不影响其它试验样品的试验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1 是本实用新型一种微型断路器可靠性实验设备的一较佳实施例的结构框图；

图2是图1的系统原理图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例包括：

一种微型断路器可靠性实验设备，包括计算机控制柜、数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜，所述的DSP控制电路和PLC控制器相连接，所述的计算机控制柜采用高速DSP控制技术电路通过RS485接口与 PLC控制器进行全双工通信并分别与数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜相连接，所述的计算机控制柜输入控制电源，所述的试验负载调节阻抗柜输入实验电源。

进一步的，所述的计算机控制柜包括工业计算机、操作显示界面、DSP控制电路、PLC控制器、调压及信号反馈电路和A/D转换板卡；所述的试验负载调节阻抗柜包括阻抗调节电路、电流档位调节电路、平衡及切换电路、绕组控制装置和阻抗装置；所述的数据采集系统包括试验电压检测电路、试验电流检测电路和预期电流检测电路；所述的试验端口柜包括试验小车及安全保护电路、陪试品控制电路、预期电流控制电路、试验样品状态检测电路。

其中，所述的工业计算机分别与DSP控制电路、PLC控制器、调压及信号反馈电路、A/D转换卡相连。所述的DSP控制电路与阻抗调节电路、绕组控制装置、平衡及切换回路、电流档位调节电路、阻抗装置、试验小车及安全保护电路、陪试品控制电路相连；预期电流检测电路、预期电流控制电路、试验电压检测电路、试验电流检测电路和试品状态检测电路分别与A/D转换卡相连接。

本实施例中，所述的绕组控制装置为两个交流接触器和伺服调压器，并且两个交流接触器互锁连接；所述的阻抗装置为可调电阻器、电抗器。其中，实验电源是利用工频调压的伺服控制型调压叠加电源，并与阻抗装置调节电路相连接。

如图2所示，提供了本实用新型的微型断路器可靠性实验设备的系统原理图，图中：

L2，N——电源输入端；

QS——保护断路器；

KM——输入控制接触器；

R，C——阻容吸收；

KM1，KM2——大小电流切换接触器；

KM3——输出控制接触器；

TLC1——小电流粗调调压器；

TLC2——大电流调压器；

TLC3——小电流细调调压器；

TT1——小电流变压器；

TT2——大电流变压器；

TT3——小电流细调变压器；

FU——熔断器；

PV——输出电压表；

PA——输出电流表；

Z1-Z6——可调阻抗；

KM11~KM16——阻抗短接接触器；

SPC/1- SPC/3——试品；

KM21-KM23——试品短接接触器；

KA0-3——检测继电器；

+24V——检测外加电压；

I——PLC检测点。

试验步骤：

1、接入试品SPC/1-SPC/3，并闭合开关；

2、根据试验电流，计算试验电压与所需阻抗；

3、通过闭合或断开KM11-KM16，并手动或自动调节Z1-Z6，来达到所需阻抗；

4、闭合QS、KM、KM2，通过调节TLC3与TLC1来调节电压，若达不到，则断开KM2,闭合KM1，再调节TLC2来达到所需试验电压；

5、闭合KM3，PA显示电流值，并通过手动或自动调节TLC1-TLC3来不断调整达到所需试验电流；

6、若电流值突然变0，则表示有试品跳开，此时断开KM3，闭合KA0-KA3，通过外部施加的电压与PLC的输入点信号来判断是哪个试品断开；

7、根据判断结果，闭合相应的KM21-KM23，短接断开试品，继续试验。

该装置能满足《GB 10963.1-2005家用及类似场所过电流保护断路器 第1部分：用于交流的断路器》；《GB 10963.2-2003家用及类似场所过电流保护断路器 第2部分：用于交流和直流的断路器》标准制造产品的测试要求，自动完成微型断路器的电寿命可靠性试验，并自动记录试验数据及生成威布尔分布曲线图。

本实用新型的微型断路器可靠性实验设备与现有技术相比具有如下优点：

1）具有强大的数字量逻辑控制和数据处理能力，保证采集数据的同步与精准，自身功耗低，体积小；

2）系统建有可更新数据库，通过试验参数数据的积累可自动调用数据库程序进行各种型式的试验，并可以导入或导出试验参数，大大减少了试验人员的安全和劳动强度；以工位单元为对象，建立典型故障数据分析库，提高对试品的测试结果分析数据的准确性。

3）系统设置简单，属一键式操作，具有自诊断及报警功能，测量精度高，保证试验结果的准确性和可重复性；输入实验电源是采用一种利用工频调压的伺服控制型调压叠加电源，实现输出满足试验需求的试验电压；负载阻抗装置可进行模块化扩展，来满足试验需求的各种电流及功率因数。

4）具有远程监测及终止试验功能，采用高速DSP控制技术通过RS485接口与 PC机进行全双工通信，大大降低共模信号的干扰，提高信号的有效传输距离，通过局域网及广域网实现实验设备的远程管理，方便试验人员在异地进行实施观察、操作与数据分析。

实用新型的一种微型断路器可靠性实验设备配置实时（RT）系统，为测量和控制提供实时、可靠和精准的时序保证，避免因时序误差累积引起试验顺序错误；威布尔概率分析模块，优化了威布尔参数的求解过程，省去了涉及符号计算的求导过程，用二维搜索的方法求得位置参数，再反推形状参数和尺度参数，简化了程序流程。根据可靠性实验数据可自动生成分布曲线图，曲线图可精确得出用户需要的坐标数值；满足多用低压电器产品标准的操作性能可靠性测试要求，具有AC-3、AC-4等多种工作制，能够完成1P-4P等多种规格试品的操作性能可靠性实验；具有通电区域开闭保护、主开关连锁保护、阻抗过热及变压器过热保护、断电保护、失效试品断电保护等保护措施；采用智能化测控系统，具有远程监控功能，可用过局域网及广域网实现实验设备的远程管理，满足实验设备的长期无人值守运行；具有多回路及多工位并行测试能力，可满足不同类型微型断路器产品及同一类型不同规格产品同时测试。

综上所述，本实用新型的一种微型断路器可靠性实验设备，该装置能自动完成微型断路器的全部可靠性试验，保证试验结果的准确性和可重复性，由计算机控制，操作简便，自动化程度高，可广泛应用于各种类型微型断路器的电寿命、机械寿命及过载可靠性试验，实现试验数据的自动记录和故障数据的自动记录，并能实现试验样品失效或发生故障时将该试品退出试验，而不影响其它试验样品的试验。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，包括计算机控制柜、数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜，所述的计算机控制柜分别与数据采集系统、试验负载调节阻抗柜以及试验端口柜相连接，所述的计算机控制柜输入控制电源，所述的试验负载调节阻抗柜输入实验电源。

2.根据权利要求1所述的微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，所述的计算机控制柜包括工业计算机、操作显示界面、DSP控制电路、PLC控制器、调压及信号反馈电路和A/D转换板卡，所述的工业计算机分别与DSP控制电路、PLC控制器、调压及信号反馈电路、A/D转换卡相连。

3.根据权利要求2所述的微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，所述的试验负载调节阻抗柜包括阻抗调节电路、电流档位调节电路、平衡及切换电路、绕组控制装置和阻抗装置；数据采集系统包括试验电压检测电路、试验电流检测电路和预期电流检测电路；试验端口柜包括试验小车及安全保护电路、陪试品控制电路、预期电流控制电路、试验样品状态检测电路。

4.根据权利要求3所述的微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，所述的DSP控制电路与阻抗调节电路、绕组控制装置、平衡及切换回路、电流档位调节电路、阻抗装置、试验小车及安全保护电路、陪试品控制电路相连；预期电流检测电路、预期电流控制电路、试验电压检测电路、试验电流检测电路和试品状态检测电路分别与A/D转换卡相连接。

5.根据权利要求3所述的微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，所述的绕组控制装置为两个交流接触器和伺服调压器，并且两个交流接触器互锁连接。

6.根据权利要求3所述的微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，所述的阻抗装置为可调电阻器、电抗器。

7.根据权利要求6所述的微型断路器可靠性实验设备，其特征在于，所述的实验电源是利用工频调压的伺服控制型调压叠加电源，并与阻抗装置调节电路相连接。