專利名稱：一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，用于對(duì)電氣系統(tǒng)中使用的低壓開(kāi)關(guān)電器的故障電流保護(hù)功能進(jìn)行測(cè)試。
背景技術(shù)：
斷路器、接觸器等低壓開(kāi)關(guān)電器是一種在電氣系統(tǒng)中使用面非常廣的一類(lèi)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都含有故障電流保護(hù)功能，故障電流保護(hù)的有效性直接關(guān)系到人身安全及設(shè)備安全，一旦故障電流保護(hù)功能失效，將會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。從滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的角度考慮，標(biāo)準(zhǔn)化的故障電流保護(hù)測(cè)試裝置對(duì)保證試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性起著不可替代的作用；從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，試驗(yàn)需求的日益增長(zhǎng)和故障電流保護(hù)的智能化水平不斷提高，使傳統(tǒng)的試驗(yàn)回 路、監(jiān)視、測(cè)量及控制方式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)在多種多樣的低壓開(kāi)關(guān)故障電流保護(hù)測(cè)試的需求。申請(qǐng)?zhí)枮?00980131593. 2，名稱為《故障電流檢測(cè)設(shè)備》的中國(guó)發(fā)明專利提出了一種故障電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的檢測(cè)設(shè)備，該檢測(cè)設(shè)備可以設(shè)置在故障電流的哪個(gè)幅度處故障電流保護(hù)開(kāi)關(guān)應(yīng)當(dāng)觸發(fā)。該故障電流檢測(cè)設(shè)備一定程度上解決了故障電流保護(hù)的檢測(cè)問(wèn)題，但是它存在下列缺陷該裝置的故障電流僅限于“故障電流在哪個(gè)幅度處故障電流保護(hù)開(kāi)關(guān)應(yīng)當(dāng)觸發(fā)”，而對(duì)于除了幅度之外的故障電流諸如接地故障電流、諧波故障電流等其他形式的故障電流保護(hù)無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。申請(qǐng)?zhí)枮?1102348. 8，名稱為《故障電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的檢測(cè)裝置》的中國(guó)發(fā)明專利提出了一種通過(guò)操作測(cè)試按鍵接通輔助電路，檢測(cè)故障電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的功能。該檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量和控制都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，只能定性的檢測(cè)試品的故障電流保護(hù)功能是否有效，而不能得到更多的表征故障電流保護(hù)特性諸如焦耳積分
保護(hù)時(shí)間以及時(shí)間-電流特性曲線等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。前述公開(kāi)的檢測(cè)設(shè)備，從所能檢測(cè)
的故障電流種類(lèi)的角度來(lái)看，其所能檢測(cè)的故障電流種類(lèi)非常有限，從滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)考慮，即使其所聲稱的故障電流保護(hù)種類(lèi)，檢測(cè)所能得到的原始數(shù)據(jù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足諸如GB 14048系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，鑒于此，上述公知的測(cè)試設(shè)備都不能作為第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行故障電流保護(hù)功能的檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)Φ蛪洪_(kāi)關(guān)電器的故障電流保護(hù)功能進(jìn)行有效測(cè)試的裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于包括電源裝置，電源裝置的輸入端接至電網(wǎng)，其輸出端連接試品連接及試品連接切換裝置，待測(cè)試的試品連接在試品連接及試品連接切換裝置中，由電源裝置在測(cè)控及運(yùn)算處理裝置的控制下為待測(cè)試的試品提供電壓連續(xù)可調(diào)的電流，同時(shí)，測(cè)控及運(yùn)算處理裝置控制試品連接及試品連接切換裝置中的開(kāi)關(guān)電器給出不同的斷開(kāi)或閉合的組合從而模擬不同的故障電流情況。
優(yōu)選地，所述電源裝置包括主回路開(kāi)關(guān)電器，主回路開(kāi)關(guān)電器的輸入端接至所述電網(wǎng)，其輸出端與晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊，晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊在所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置的控制下導(dǎo)通或截止，晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊的輸出端連接電壓調(diào)節(jié)模塊，低壓大電流發(fā)生裝置與電壓調(diào)節(jié)模塊相連，由電壓調(diào)節(jié)模塊在所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置的控制下將輸入電壓調(diào)整至低壓大電流發(fā)生裝置所需的工作電壓，由低壓大電流發(fā)生裝置為所述待測(cè)試的試品提供電壓連續(xù)可調(diào)的電流。優(yōu)選地，所述晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊包括分別與所述電網(wǎng)的A相輸入線、B相輸入線及C相輸入線相連的第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管，在第一晶閘管、第二晶閘管和第三晶閘管的兩端分別并聯(lián)第一開(kāi)關(guān)電器、第二開(kāi)關(guān)電器和第三開(kāi)關(guān)電器，第一晶閘管的控制端、第二晶閘管的控制端和第三晶閘管的控制端與所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置相連。優(yōu)選地，所述低壓大電流發(fā)生裝置包括三組多磁路變壓器，每組多磁路變壓器對(duì)應(yīng)一相輸出。優(yōu)選地，所述試品連接及試品連接切換裝置包括與所述電源裝置A相輸出端、B相 輸出端、C相輸出端及接地輸出端分別相連的A相上樁頭接線端子、B相上樁頭接線端子、C相上樁頭接線端子及接地上樁頭接線端子，還包括A相下樁頭接線端子、B相下樁頭接線端子、C相下樁頭接線端子及接地下樁頭接線端子，所述待測(cè)試的試品的三相四線輸入端分別與A相上樁頭接線端子、B相上樁頭接線端子、C相上樁頭接線端子及接地上樁頭接線端子相連，其三相四線輸出端分別與A相下樁頭接線端子、B相下樁頭接線端子、C相下樁頭接線端子及接地下樁頭接線端子相連，串聯(lián)的第四開(kāi)關(guān)電器與第五開(kāi)關(guān)電器、串聯(lián)的第六開(kāi)關(guān)電器與第七開(kāi)關(guān)電器、串聯(lián)的第八開(kāi)關(guān)電器與第九開(kāi)關(guān)電器及串聯(lián)的第十開(kāi)關(guān)電器與電位器的一端分別與A相下樁頭接線端子、B相下樁頭接線端子、C相下樁頭接線端子及接地下樁頭接線端子相連，其另一端短接，第十一開(kāi)關(guān)電器的一端連接在第四開(kāi)關(guān)電器與第五開(kāi)關(guān)電器之間，另一端連接在第六開(kāi)關(guān)電器與第七開(kāi)關(guān)電器之間，第十二開(kāi)關(guān)電器的一端連接在第六開(kāi)關(guān)電器與第七開(kāi)關(guān)電器之間，另一端連接在第八開(kāi)關(guān)電器與第九開(kāi)關(guān)電器之間。優(yōu)選地，所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置包括傳感模塊，由傳感模塊對(duì)所述電源裝置及所述試品連接及試品連接切換裝置的電壓和/或電流信號(hào)進(jìn)行采集，傳感模塊的輸出端依次串聯(lián)數(shù)據(jù)變送模塊及數(shù)據(jù)采集模塊后與邏輯運(yùn)算部件相連，邏輯運(yùn)算部件還通過(guò)數(shù)字量輸入模塊采集所述電源裝置及所述試品連接及試品連接切換裝置的數(shù)字量，邏輯運(yùn)算部件通過(guò)信號(hào)放大模塊連接數(shù)字量輸出模塊，由數(shù)字量輸出模塊控制所述所述電源裝置及所述試品連接及試品連接切換裝置中的開(kāi)關(guān)電器的斷開(kāi)或閉合，邏輯運(yùn)算部件通過(guò)晶閘管控制模塊控制所述晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊的導(dǎo)通或截止。優(yōu)選地，所述邏輯運(yùn)算部件與人機(jī)接口模塊連接。優(yōu)選地，所述邏輯運(yùn)算部件與實(shí)時(shí)保護(hù)模塊相連，實(shí)時(shí)保護(hù)模塊的輸出端連接至所述電源裝置，為其提供保護(hù)。本發(fā)明提供了一種能模擬實(shí)際使用過(guò)程中所產(chǎn)生的故障電流電源裝置及其自動(dòng)測(cè)控裝置，故障電流包括三相短路故障電流、兩相短路故障電流、單相接地故障電流、漏電故障電流、諧波故障電流。該裝置不但能夠測(cè)試單個(gè)試品的故障電流保護(hù)特性，而且還能測(cè)試兩個(gè)或多個(gè)帶故障電流保護(hù)功能的試品串聯(lián)時(shí)的選擇性保護(hù)特性和/或后備保護(hù)特性，更主要的是它所完成測(cè)試，完全符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可作為權(quán)威的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)設(shè)備。


圖I為本發(fā)明提供的故障電流保護(hù)測(cè)試裝置系統(tǒng)圖；圖2為試品連接及連接方式切換裝置圖；圖3測(cè)控及運(yùn)算處理電路模塊圖；圖4信號(hào)放大模塊電路圖；圖5系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。如圖I所示，為本發(fā)明提供的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置系統(tǒng)，包括電源裝置001，試品連接及試品連接切換裝置004和測(cè)控及運(yùn)算處理裝置005。電源裝置001的輸入端連接至電網(wǎng)的三相四線電源，分別標(biāo)記為A、B、C和N，電源裝置001的輸出端連接至試品連接及連接切換裝置004的輸入端，電源裝置001和試品連接及連接切換裝置004的控制端及信號(hào)反饋端分別連接至測(cè)控及運(yùn)算處理裝置005的信號(hào)輸出端和信號(hào)輸入端。電源裝置001包括用于試驗(yàn)前和試驗(yàn)結(jié)束后分合主回路的主回路開(kāi)關(guān)電器QF000，用于控制主回路產(chǎn)生不同類(lèi)型電流的晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊V001，電壓調(diào)節(jié)模塊002和低壓大電流發(fā)生裝置003。晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊VOOl由第一晶閘管V002、第二晶閘管V003和第三晶閘管V004及與之并聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)電器KM002、第二開(kāi)關(guān)電器KM003和第三開(kāi)關(guān)電器KM004構(gòu)成。第一晶閘管V002、第二晶閘管V003和第三晶閘管V004的輸入端分別連接至主回路開(kāi)關(guān)電器QF000輸出的三相電源，同時(shí)，第一晶閘管V002、第二晶閘管V003和第三晶閘管V004分別與第一開(kāi)關(guān)電器KM002、第二開(kāi)關(guān)電器KM003和第三開(kāi)關(guān)電器KM004并聯(lián)以滿足較長(zhǎng)時(shí)間通電時(shí)由開(kāi)關(guān)電器導(dǎo)通從而達(dá)到降低電流流過(guò)晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊VOOl所產(chǎn)生的大量熱量的目的。當(dāng)輸入電壓為Un時(shí)，電壓調(diào)節(jié)模塊002的輸出電壓將根據(jù)測(cè)控及運(yùn)算處理裝置005的控制決策在O-Un范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，從而為低壓大電流發(fā)生裝置003提供可靠的工作電壓。低壓大電流發(fā)生裝置003包括三組多磁路變壓器，每組多磁路變壓器包括4檔，4檔輸出的電壓分別為0-6V、6V、12V、12V，分別記為a/b/c/d檔位。其中的a檔電壓為0-6V可調(diào)，b/c/d檔電壓為固定輸出6V/12V/12V，四檔電壓通過(guò)不同的組合，達(dá)到0-36V連續(xù)可調(diào)的目的。組合后的電壓檔位如下表所示
連續(xù)可調(diào)電壓的范圍~投入的電壓檔位 0-6V
權(quán)利要求
1.一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于包括電源裝置(001)，電源裝置(001)的輸入端接至電網(wǎng)，其輸出端連接試品連接及試品連接切換裝置(004)，待測(cè)試的試品連接在試品連接及試品連接切換裝置(004)中，由電源裝置(001)在測(cè)控及運(yùn)算處理裝置(005)的控制下為待測(cè)試的試品提供電壓連續(xù)可調(diào)的電流，同時(shí)，測(cè)控及運(yùn)算處理裝置(005)控制試品連接及試品連接切換裝置(004)中的開(kāi)關(guān)電器給出不同的斷開(kāi)或閉合的組合從而模擬不同的故障電流情況。
2.如權(quán)利要求I所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述電源裝置(001)包括主回路開(kāi)關(guān)電器(QF000)，主回路開(kāi)關(guān)電器(QF000)的輸入端接至所述電網(wǎng)，其輸出端與晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊(V001)，晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊(V001)在所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置(005)的控制下導(dǎo)通或截止，晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊(V001)的輸出端連接電壓調(diào)節(jié)模塊(002)，低壓大電流發(fā)生裝置(003)與電壓調(diào)節(jié)模塊(002)相連，由電壓調(diào)節(jié)模塊(002)在所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置(005)的控制下將輸入電壓調(diào)整至低壓大電流發(fā)生裝置(003)所需的工作電壓，由低壓大電流發(fā)生裝置(003)為所述待測(cè)試的試品提供電壓連續(xù)可調(diào)的電流。
3.如權(quán)利要求2所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊(V001)包括分別與所述電網(wǎng)的A相輸入線、B相輸入線及C相輸入線相連的第一晶閘管(V002)、第二晶閘管(V003)和第三晶閘管(V004)，在第一晶閘管(V002)、第二晶閘管(V003)和第三晶閘管(V004)的兩端分別并聯(lián)第一開(kāi)關(guān)電器(KM002)、第二開(kāi)關(guān)電器(KM003)和第三開(kāi)關(guān)電器(KM004)，第一晶閘管(V002)的控制端(C002)、第二晶閘管(V003)的控制端(C003)和第三晶閘管(V004)的控制端(C004)與所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置(005)相連。
4.如權(quán)利要求2所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述低壓大電流發(fā)生裝置(003)包括三組多磁路變壓器，每組多磁路變壓器對(duì)應(yīng)一相輸出。
5.如權(quán)利要求I所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述試品連接及試品連接切換裝置(004)包括與所述電源裝置(OOl)A相輸出端、B相輸出端、C相輸出端及接地輸出端分別相連的A相上樁頭接線端子(Al)、B相上樁頭接線端子(BI)、C相上樁頭接線端子(Cl)及接地上樁頭接線端子(NI)，還包括A相下樁頭接線端子(A2)、B相下樁頭接線端子(B2)、C相下樁頭接線端子(C2)及接地下樁頭接線端子(N2)，所述待測(cè)試的試品的三相四線輸入端分別與A相上樁頭接線端子(Al)、B相上樁頭接線端子(BI)、C相上樁頭接線端子(Cl)及接地上樁頭接線端子(NI)相連，其三相四線輸出端分別與A相下樁頭接線端子(A2)、B相下樁頭接線端子(B2)、C相下樁頭接線端子(C2)及接地下樁頭接線端子(N2)相連，串聯(lián)的第四開(kāi)關(guān)電器(QKlOl)與第五開(kāi)關(guān)電器(QK106)、串聯(lián)的第六開(kāi)關(guān)電器(QK102)與第七開(kāi)關(guān)電器(QK107)、串聯(lián)的第八開(kāi)關(guān)電器(QK103)與第九開(kāi)關(guān)電器(QK108)及串聯(lián)的第十開(kāi)關(guān)電器(QK109)與電位器(RlOl)的一端分別與A相下樁頭接線端子(A2)、B相下樁頭接線端子(B2)、C相下樁頭接線端子(C2)及接地下樁頭接線端子(N2)相連，其另一端短接，第i 開(kāi)關(guān)電器(QK104)的一端連接在第四開(kāi)關(guān)電器(QKlOl)與第五開(kāi)關(guān)電器(QK106)之間，另一端連接在第六開(kāi)關(guān)電器(QK102)與第七開(kāi)關(guān)電器(QK107)之間，第十二開(kāi)關(guān)電器(QK105)的一端連接在第六開(kāi)關(guān)電器(QK102)與第七開(kāi)關(guān)電器(QK107)之間，另一端連接在第八開(kāi)關(guān)電器(QK103)與第九開(kāi)關(guān)電器(QK108)之間。
6.如權(quán)利要求2所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述測(cè)控及運(yùn)算處理裝置(005)包括傳感模塊(201)，由傳感模塊(201)對(duì)所述電源裝置(001)及所述試品連接及試品連接切換裝置(004)的電壓和/或電流信號(hào)進(jìn)行采集，傳感模塊(201)的輸出端依次串聯(lián)數(shù)據(jù)變送模塊(202)及數(shù)據(jù)采集模塊(203)后與邏輯運(yùn)算部件(209)相連，邏輯運(yùn)算部件(209)還通過(guò)數(shù)字量輸入模塊(204)采集所述電源裝置(001)及所述試品連接及試品連接切換裝置(004)的數(shù)字量，邏輯運(yùn)算部件(209)通過(guò)信號(hào)放大模塊(205)連接數(shù)字量輸出模塊(206)，由數(shù)字量輸出模塊(206)控制所述所述電源裝置(001)及所述試品連接及試品連接切換裝置(004)中的開(kāi)關(guān)電器的斷開(kāi)或閉合，邏輯運(yùn)算部件(209)通過(guò)晶閘管控制模塊(208)控制所述晶閘管開(kāi)關(guān)控制模塊(V001)的導(dǎo)通或截止。
7.如權(quán)利要求6所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述邏輯運(yùn)算部件(209)與人機(jī)接口模塊(209)連接。
8.如權(quán)利要求6所述的一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述邏輯運(yùn)算部件(209)與實(shí)時(shí)保護(hù)模塊(207)相連，實(shí)時(shí)保護(hù)模塊(207)的輸出端連接至所述電源裝置(001)，為其提供保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種故障電流保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于包括電源裝置，電源裝置的輸入端接至電網(wǎng)，其輸出端連接試品連接及試品連接切換裝置，待測(cè)試的試品連接在試品連接及試品連接切換裝置中，由電源裝置在測(cè)控及運(yùn)算處理裝置的控制下為待測(cè)試的試品提供電壓連續(xù)可調(diào)的電流，同時(shí)，測(cè)控及運(yùn)算處理裝置控制試品連接及試品連接切換裝置中的開(kāi)關(guān)電器給出不同的斷開(kāi)或閉合的組合從而模擬不同的故障電流情況。本發(fā)明提供的裝置不但能夠測(cè)試單個(gè)試品的故障電流保護(hù)特性，而且還能測(cè)試兩個(gè)或多個(gè)帶故障電流保護(hù)功能的試品串聯(lián)時(shí)的選擇性保護(hù)特性和/或后備保護(hù)特性，更主要的是它所完成測(cè)試，完全符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01R31/327GK102818989SQ20121017204
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者安平, 王愛(ài)國(guó), 杜文, 盛剛, 阮慶洲 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究院, 上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司