CN212410841U - 一种断路器试验设备的校验测试箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器试验设备的校验测试箱，包括设有断路器试验模拟系统的校验测试箱本体，断路器试验模拟系统包括测试面板及模拟单元；测试面板上设有人机界面及多个测试端插孔；测试端插孔与断路器试验设备的测试引线的测试端对应连接；模拟单元设有可编程控制器、模拟断路器A、B、C三相触点开闭的第一、第二、第三固态继电器、模拟断路器合闸控制回路通断的第四固态继电器及模拟断路器分闸控制回路通断的第五固态继电器；可编程控制器分别输入来自人机界面、第四固态继电器及第五固态继电器的输出端信号，处理后分别输出信号至第一固态继电器、第二固态继电器及第三固态继电器的输入端。本实用新型可用于校验断路器特性测试设备。

Description

一种断路器试验设备的校验测试箱

技术领域

本实用新型涉及一种真空断路器实验设备，特别涉及一种断路器试验设备的校验测试箱。

背景技术

断路器在电力系统中担负着控制和保护的双重任务，其性能的优劣直接关系到电力系统的安全运行；其以可靠的方式连接和断开电源，来保护昂贵设备免受故障损坏方面发挥着至关重要的作用。所以需要在安装期间进行现场测试以及在其使用寿命期间进行定期维护测试以证明其可靠性，避免对生产及生活造成严重影响及巨大损失。目前采用断路器试验设备如断路器测试仪等，来测量断路器的每相导电回路电阻、断路器的分合闸时间、断路器的分合闸速度、断路器的分合闸同期性及配合时间等断路器的各项性能。

目前，随着海上平台的检修任务增多，用于测试断路器的回路电阻检测设备、机械特性检测设备等断路器试验设备使用频率增加，断路器试验设备使用前都需要进行校验，校验后方可使用。传统的校验方式是将测试设备接到实验室的实际真空断路器等断路器上，这种测试方式，对断路器的机械部分和电气部分会造成磨损及老化，断路器长期做回路电阻试验，会造成其回路电阻变大，触头磨损严重，会缩短真空断路器等断路器的使用寿命。并且随着用于试验的真空断路器等断路器的老化及维修保养次数增加，不能准确地验证测试设备的精度。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种替代断路器对断路器试验设备进行校验的断路器试验设备的校验测试箱。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种断路器试验设备的校验测试箱，包括校验测试箱本体，所述校验测试箱本体内设有断路器试验模拟系统；所述断路器试验模拟系统包括测试面板及模拟单元；所述测试面板上设有人机界面及多个测试端插孔；所述测试端插孔与断路器试验设备的测试引线的测试端对应连接；所述模拟单元设有可编程控制器、模拟断路器A相触点开闭的第一固态继电器、模拟断路器B相触点开闭的第二固态继电器、模拟断路器C相触点开闭的第三固态继电器、模拟断路器合闸控制回路通断的第四固态继电器及模拟断路器分闸控制回路通断的第五固态继电器；所述可编程控制器分别输入来自所述人机界面、所述第四固态继电器及所述第五固态继电器的输出端信号，处理后分别输出信号至所述第一固态继电器、所述第二固态继电器及所述第三固态继电器的输入端。

进一步地，对照断路器试验设备的动态特性测试引线的分测试端、负测试端、合测试端、A相测试端、B相测试端、C相测试端及公共端，所述测试面板上一一对应设有分测试端插孔、负测试端插孔、合测试端插孔、A相测试端插孔、B相测试端插孔、C相测试端插孔及公共端插孔；

所述第一固态继电器、所述第二固态继电器及所述第三固态继电器，三者的输入端的正极端子分别对应与所述可编程控制器的输出模块中的3个输出端连接，三者输入端的负极端子均与所述可编程控制器的输出模块中的公共端连接，三者的输出端的一对端子之一，依次对应与所述A相测试端插孔、所述B相测试端插孔、所述C相测试端插孔连接，三者的输出端的另一个端子均与所述公共端插孔连接；

所述合测试端插孔分别与所述第四固态继电器输入端的正极端及其输出端的其中一个端子连接；所述第四固态继电器输出端的另一个端子与所述可编程控制器的输入模块中的1个输入端连接；

所述分测试端插孔分别与所述第五固态继电器输入端的正极端及其输出端的其中一个端子连接；所述第五固态继电器输出端的另一个端子与所述可编程控制器的输入模块中的1个输入端连接；

所述负测试端插孔分别与所述第四固态继电器输入端的负极端、所述第五固态继电器输入端的负极端及所述可编程控制器的输入模块中的公共端连接。

进一步地，所述断路器试验模拟系统还包括用于模拟断路器的静、动触头间的接触电阻的模拟电阻。

进一步地，所述模拟电阻设有3个，分别对应模拟断路器的3对静、动触头间的接触电阻。

进一步地，所述模拟电阻采用分流器。

进一步地，所述测试面板上还设有航空插座；所述航空插座用于与外部电源连接来向所述断路器试验模拟系统供电。

进一步地，所述测试面板上还设有开关及指示灯；所述开关用于通断所述断路器试验模拟系统电源；所述指示灯用于显示所述断路器试验模拟系统是否通电。

进一步地，所述测试面板上还设有用于给外部设备供电的插座。

进一步地，所述断路器试验模拟系统还包括将交流电转换为直流电的直流电源模块；所述直流电源模块供给所述人机界面和所述可编程控制器直流电源。

本实用新型具有的优点和积极效果是：所述断路器试验模拟系统采用人机界面、可编程控制器、固态继电器等元件，可以使外部断路器试验设备完成断路器三相的静、动触头开闭动态特性的模拟测试。因静、动触头开闭动态特性的模拟测试各项参数，比如断路器的开闭时间，因固态继电器动作时间可标定，可以由操作者在人机界面设定开闭时间，再加上固态继电器动作时间，可精确构成设定断路器的开闭时间，将此相加值与外部断路器试验设备的测试值向比较，从而实现对外部断路器试验设备的断路器动态特性测试的精度进行校验。

通过设置模拟断路器的静、动触头间的接触电阻的模拟电阻。可用模拟电阻对断路器回路电阻测试设备进行校验。

附图说明

图1是本实用新型的一种测试面板上元件布置示意图；

图2是本实用新型的一种电源电路工作原理图；

图3是本实用新型的一种人机界面和可编程控制器连接工作原理图；

图4是本实用新型的一种可编程控制器的输入模块工作原理图；

图5是本实用新型的一种可编程控制器的输出模块工作原理图；

图6是本实用新型的一种模拟静、动触头间的接触电阻的工作原理图。

图中：1、人机界面；2、断路器特性测试仪用测试端插孔；3、航空插座；4、指示灯；5、开关；6、插座；7、断路器回路电阻测试仪用测试端插孔；SSR1、第一固态继电器；SSR2、第二固态继电器；SSR3、第三固态继电器；SSR3、第四固态继电器；SSR5、第五固态继电器；R1、模拟断路器A相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻；R2、模拟断路器B相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻；R3、模拟断路器C相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1至图6，一种断路器试验设备的校验测试箱，包括校验测试箱本体，所述校验测试箱本体内设有断路器试验模拟系统；所述断路器试验模拟系统包括测试面板及模拟单元；所述测试面板上设有人机界面1及多个测试端插孔；所述测试端插孔与断路器试验设备的测试引线的测试端对应连接；所述模拟单元设有可编程控制器、模拟断路器A相触点开闭的第一固态继电器SSR1、模拟断路器B相触点开闭的第一固态继电器SSR2、模拟断路器C相触点开闭的第三固态继电器SSR3、模拟断路器合闸控制回路通断的第四固态继电器SSR4及模拟断路器分闸控制回路通断的第五固态继电器SSR5；所述可编程控制器分别输入来自所述人机界面1、所述第四固态继电器SSR4及所述第五固态继电器SSR5的输出端信号，处理后分别输出信号至所述第一固态继电器SSR1、所述第一固态继电器SSR2及所述第三固态继电器SSR3的输入端。

断路器试验设备一般有两种，一种断路器特性测试仪，一种断路器回路电阻测试仪，本实用新型可根据这上述断路器试验设备的测试引线的测试端的设置，来对应设置校验断路器特性测试仪用测试端插孔2以及校验断路器回路电阻测试仪用测试端插孔7等等。

请参见图3，可编程控制器与人机界面1相互通信，两者可通过以太网等总线通信。人机界面1用于操作者输入指令及参数等信号；可编程控制器与固态继电器结合用于模拟断路器的开/闭。

操作者在人机界面1上输入指令及参数等信号；人机界面1将操作者输入的信号进行处理，处理后发送信号至可编程控制器。

请参见图4，所述第四固态继电器SSR4及所述第五固态继电器SSR5，通过测试端插孔及外部断路器试验设备的测试引线，输入外部断路器试验设备的分、负、和信号；并由输入信号驱动而动作，所述第四固态继电器SSR4及所述第五固态继电器SSR5的对应输出端的两输出端之间通或断，模拟模拟断路器合闸控制回路通断；并将模拟信号输出至可编程控制器。

请参见图5，可编程控制器接收来自人机界面1的信号、来自所述第四固态继电器SSR4输出端的信号及来自所述第五固态继电器SSR5输出端的信号，对输入的信号进行处理，处理后分别输出信号至第一及第三固态继电器SSR3的输入端；使第一及第三固态继电器SSR3动作；对应模拟断路器三相静、动触头的开/闭动作。通过测试端插孔及外部断路器试验设备的测试引线，断路器三相静、动触头开/闭的模拟信号输入至外部断路器试验设备中，实现外部断路器试验设备对断路器三相的静、动触头开闭动态特性的模拟测试。

比如操作者在人机界面1设定断路器闭合时间为80毫秒，外部断路器试验设备启动合闸试验，则第四固态继电器SSR4动作，第四固态继电器SSR4输出端的两触点接通，模拟断路器合闸控制回路接通，可编程控制器收到第四固态继电器SSR4输出端的接通信号后，延时80毫秒，分别输出信号至第一及第三固态继电器SSR3的输出端；使第一及第三固态继电器SSR3动作；对应模拟断路器三相静、动触头的闭合动作。通过校验断路器特性测试仪用测试端插孔2及外部断路器试验设备的测试引线，断路器三相静、动触头闭合的模拟信号输入至外部断路器试验设备中，使外部断路器试验设备完成断路器三相的静、动触头开闭动态特性的模拟测试。

固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关5，在开关5过程中无机械接触部件，结构上采用了灌注全密封方式,因此,SSR具有耐振、耐腐蚀、长寿命及高可靠等优点,其开关5寿命高达1010万次；开关5时间短,几微秒至十几毫秒，远小于断路器的开关5时间；输入电路与输出电路之间采用光电隔离,绝缘电压2500V以上；输入功耗很低,与TTL,COMS电路兼容；输出端有保护电路；负载能力强。

固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮、防霉、防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。

所述断路器试验模拟系统采用人机界面1、可编程控制器、固态继电器等元件，可以使外部断路器试验设备完成断路器三相的静、动触头开闭动态特性的模拟测试。因静、动触头开闭动态特性的模拟测试各项参数，比如断路器的开闭时间，因固态继电器动作时间可标定，可以由操作者在人机界面1设定开闭时间，再加上固态继电器动作时间，可精确构成设定断路器的开闭时间，将此相加值与外部断路器试验设备的测试值向比较，从而实现对外部断路器试验设备的断路器动态特性测试的精度进行校验。

请参见图1，可对照断路器试验设备的动态特性测试引线的分测试端、负测试端、合测试端、A相测试端、B相测试端、C相测试端及公共端等多个动态特性测试引线的测试端，在所述测试面板上一一对应设有分测试端插孔、负测试端插孔、合测试端插孔、A相测试端插孔、B相测试端插孔、C相测试端插孔及公共端插孔；并在对应的插孔旁标注分、负、合、A、B、C及G标识；其中：动态特性测试引线的分测试端与所述测试面板上的分测试端插孔对应，动态特性测试引线的负测试端与所述测试面板上的负测试端插孔对应，动态特性测试引线的合测试端与所述测试面板上的合测试端插孔对应，动态特性测试引线的A相测试端与所述测试面板上的A相测试端插孔对应，动态特性测试引线的B相测试端与所述测试面板上的B相测试端插孔对应，动态特性测试引线的C相测试端与所述测试面板上的C相测试端插孔对应，动态特性测试引线的公共端与公共端插孔对应。

请参见图5，所述第一固态继电器SSR1、所述第一固态继电器SSR2及所述第三固态继电器SSR3，三者的输入端的正极端子可分别对应与所述可编程控制器的输出模块中的3个输出端连接，三者输入端的负极端子可均与所述可编程控制器的输出模块中的公共端连接，三者的输出端的一对端子之一，可依次对应与所述A相测试端插孔、所述B相测试端插孔、所述C相测试端插孔连接，三者的输出端的另一个端子可均与所述公共端插孔连接；其中：

所述第一固态继电器SSR1输入端的正极端子可对应与所述可编程控制器的输出模块中的1个输出端连接；所述第一固态继电器SSR1输入端的负极端子可与所述可编程控制器的输出模块中的公共端连接；所述第一固态继电器SSR1输出端的一对端子的其中一个端子可与所述A相测试端插孔连接，所述第一固态继电器SSR1输出端的另一个端子可与所述公共端插孔连接。

所述第一固态继电器SSR2输入端的正极端子对应可与所述可编程控制器的输出模块中的1个输出端连接；所述第一固态继电器SSR2输入端的负极端子可与所述可编程控制器的输出模块中的公共端连接；所述第一固态继电器SSR2输出端的一对端子的其中一个端子可与所述B相测试端插孔连接，所述第一固态继电器SSR2输出端的另一个端子可与所述公共端插孔连接。

所述第三固态继电器SSR3输入端的正极端子对应可与所述可编程控制器的输出模块中的1个输出端连接；所述第三固态继电器SSR3输入端的负极端子可与所述可编程控制器的输出模块中的公共端连接；所述第三固态继电器SSR3输出端的一对端子的其中一个端子可与所述C相测试端插孔连接，所述第三固态继电器SSR3输出端的另一个端子可与所述公共端插孔连接。

请参见图4，所述合测试端插孔可分别与所述第四固态继电器SSR4输入端的正极端、所述第四固态继电器SSR4输出端的其中一个端子连接；所述第四固态继电器SSR4输出端的另一个端子可与所述可编程控制器的输入模块中的1个输入端连接。

所述分测试端插孔可分别与所述第五固态继电器SSR5输入端的正极端及其输出端的其中一个端子连接；所述第五固态继电器SSR5输出端的另一个端子可与所述可编程控制器的输入模块中的1个输入端连接。

所述负测试端插孔可分别与所述第四固态继电器SSR4输入端的负极端、所述第五固态继电器SSR5输入端的负极端及所述可编程控制器的输入模块中的公共端连接。

进一步地，所述断路器试验模拟系统还可包括用于模拟断路器的静、动触头间的接触电阻的模拟电阻。所述断路器试验模拟系统可用模拟电阻对断路器的回路电阻测试设备进行校验。

进一步地，所述模拟电阻可设有3个，可分别对应模拟断路器的3对静、动触头间的接触电阻。分别为模拟断路器A相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻R1；模拟断路器B相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻R2；模拟断路器C相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻R3。断路器有3对主静触头、动触头；1对主静触头、动触头可对应设置1个模拟电阻；对应3对主静触头、动触头则可设置3个模拟电阻。

请参见图1及图6，将模拟电阻两端与对应的校验断路器回路电阻测试仪用测试端插孔7连接；比如模拟断路器A相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻R1的两端，对应与测试面板上标识的R1-1测试端插孔及R1-2测试端插孔连接；模拟断路器B相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻R2的两端，对应与测试面板上标识的R2-1测试端插孔及R2-2测试端插孔连接；模拟断路器C相静、动触头间的接触电阻的模拟电阻R3的两端，对应与测试面板上标识的R3-1测试端插孔及R3-2测试端插孔连接。

所述模拟电阻可采用现有技术中的分流器。分流器实际就是一个阻值很小的精密电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示。分流器阻值精度高，便于对断路器的回路电阻测试设备进行校验。

所述测试面板上还可设有航空插座3；所述航空插座3可用于与外部交流电源连接来向所述断路器试验模拟系统供电。航空插座3设置方便，接头连接牢固。

所述测试面板上还可设有开关5及指示灯4；所述开关5可用于通断所述断路器试验模拟系统电源；所述指示灯4可用于显示所述断路器试验模拟系统是否通电。

所述测试面板上还可设有用于给外部设备供电的插座6。便于在测试现场应用手提电脑等设备的供电。

当所述人机界面1和所述可编程控制器需要直流电源时，所述断路器试验模拟系统还可包括将交流电转换为直流电的直流电源模块；所述直流电源模块可供给所述人机界面1和所述可编程控制器直流电源。

上述的人机界面1、可编程控制器、第一及第五固态继电器SSR5、直流电源模块、分流器、航空插座3、开关5、指示灯4等元器件均可采用现有技术中的适用产品。

本实用新型的工作原理：

a.采用固态继电器和可编程控制器PLC组合的方式，用半导体器件模拟传统接点接通和断开，当固态继电器收到合闸指令后，模拟真空断路器的合闸线圈吸合，衔铁撞击真空断路器的合闸机械结构，储能弹簧释能，使主触点接通，断路器试验模拟系统通过第四固态继电器SSR4接收到合闸指令，PLC收到信号后输出信号给第一至第三固态继电器SSR3，模拟真空断路器的主触点接通，使断路器测试仪接收到合闸状态信号，从而完成从合闸指令的发出到合闸状态信号返回这个过程的时间测量。

b.采用分流器代替静触头与动触头的接触电阻。

通过实际应用，本实用新型能够实现对断路器试验设备的动态特性测试及回路电阻测试等多种测试的校验。实际效果可靠，可以达到测试效果，采用本实用新型校验的断路器试验设备可以准确测试断路器的动态特性及回路电阻。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (9)

1.一种断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，包括校验测试箱本体，所述校验测试箱本体内设有断路器试验模拟系统；所述断路器试验模拟系统包括测试面板及模拟单元；所述测试面板上设有人机界面及多个测试端插孔；所述测试端插孔与断路器试验设备的测试引线的测试端对应连接；所述模拟单元设有可编程控制器、模拟断路器A相触点开闭的第一固态继电器、模拟断路器B相触点开闭的第二固态继电器、模拟断路器C相触点开闭的第三固态继电器、模拟断路器合闸控制回路通断的第四固态继电器及模拟断路器分闸控制回路通断的第五固态继电器；所述可编程控制器分别输入来自所述人机界面、所述第四固态继电器及所述第五固态继电器的输出端信号，处理后分别输出信号至所述第一固态继电器、所述第二固态继电器及所述第三固态继电器的输入端。

2.根据权利要求1所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，对照断路器试验设备的动态特性测试引线的分测试端、负测试端、合测试端、A相测试端、B相测试端、C相测试端及公共端，所述测试面板上一一对应设有分测试端插孔、负测试端插孔、合测试端插孔、A相测试端插孔、B相测试端插孔、C相测试端插孔及公共端插孔；

所述第一固态继电器、所述第二固态继电器及所述第三固态继电器，三者的输入端的正极端子分别对应与所述可编程控制器的输出模块中的3个输出端连接，三者输入端的负极端子均与所述可编程控制器的输出模块中的公共端连接，三者的输出端的一对端子之一，依次对应与所述A相测试端插孔、所述B相测试端插孔、所述C相测试端插孔连接，三者的输出端的另一个端子均与所述公共端插孔连接；

所述合测试端插孔分别与所述第四固态继电器输入端的正极端及其输出端的其中一个端子连接；所述第四固态继电器输出端的另一个端子与所述可编程控制器的输入模块中的1个输入端连接；

所述分测试端插孔分别与所述第五固态继电器输入端的正极端及其输出端的其中一个端子连接；所述第五固态继电器输出端的另一个端子与所述可编程控制器的输入模块中的1个输入端连接；

所述负测试端插孔分别与所述第四固态继电器输入端的负极端、所述第五固态继电器输入端的负极端及所述可编程控制器的输入模块中的公共端连接。

3.根据权利要求1所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述断路器试验模拟系统还包括用于模拟断路器的静、动触头间的接触电阻的模拟电阻。

4.根据权利要求3所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述模拟电阻设有3个，分别对应模拟断路器的3对静、动触头间的接触电阻。

5.根据权利要求3所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述模拟电阻采用分流器。

6.根据权利要求1所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述测试面板上还设有航空插座；所述航空插座用于与外部电源连接来向所述断路器试验模拟系统供电。

7.根据权利要求1所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述测试面板上还设有开关及指示灯；所述开关用于通断所述断路器试验模拟系统电源；所述指示灯用于显示所述断路器试验模拟系统是否通电。

8.根据权利要求1所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述测试面板上还设有用于给外部设备供电的插座。

9.根据权利要求1所述的断路器试验设备的校验测试箱，其特征在于，所述断路器试验模拟系统还包括将交流电转换为直流电的直流电源模块；所述直流电源模块供给所述人机界面和所述可编程控制器直流电源。

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