本發(fā)明涉及一種軌道車輛斷路器脫扣性能測試技術(shù)，尤其是一種精確測試斷路器在不同電流下的脫扣時間的試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

微型斷路器是軌道車輛電氣控制柜中應(yīng)用最廣的電路終端保護(hù)電器，目前動車組故障原因統(tǒng)計中，因電器元件工作不可靠而導(dǎo)致系統(tǒng)故障占有很高的比例，因此，精確測試斷路器在不同電流下的脫扣時間可以為軌道車輛的安全運(yùn)行提供重要保障，也為斷路器重復(fù)利用的穩(wěn)定性評估提供重要數(shù)據(jù)支持，是指導(dǎo)車輛檢修過程中判斷斷路器是否更換的重要依據(jù)。目前，國內(nèi)一些機(jī)構(gòu)的測試設(shè)備和測試方法比較落后，如廣州電氣科學(xué)研究所等國家認(rèn)證機(jī)構(gòu)，對斷路器脫扣性能的測試技術(shù)扔停留在手動控制器件開通關(guān)斷、設(shè)置復(fù)雜電路減小上電電流沖擊、無法實時記錄電流電壓特性的水平。由于斷路器脫扣時間數(shù)值量級小，目前的測試方法會導(dǎo)致斷路器脫扣時間測試的精確度，也不利于對實驗進(jìn)行實時監(jiān)測，并且測試的重復(fù)性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了實現(xiàn)斷路器脫扣時間測試的準(zhǔn)確性，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)不能精確測試的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種先進(jìn)的測試方法，配合自主開發(fā)的斷路器電流-時間特性測試系統(tǒng)，可對不同電流下斷路器的脫扣時間進(jìn)行測試，系統(tǒng)具有自動開通、關(guān)斷斷路器單元，減小手動引起的誤差，提高測試結(jié)果的精確度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微型斷路器脫扣性能測試系統(tǒng)，其特征在于：包括主控模塊、交流電源輸出模塊、被試件自動控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、輔助配電柜五部分，主控模塊利用通訊板卡與交流電源輸出模塊的端口聯(lián)接，控制輸出測試需要的定值電流，主控模塊利用通訊板卡與被試件自動控制模塊聯(lián)接，測試過程中實現(xiàn)自動控制被試件的自動開通與關(guān)斷，數(shù)據(jù)采集模塊聯(lián)接被試件自動控制模塊和主控模塊，實現(xiàn)被試件測試數(shù)據(jù)的采集和傳送到主機(jī)的功能，輔助配電柜受到主控模塊數(shù)據(jù)采集板卡的控制，起到電源輸出中間節(jié)點作用，可根據(jù)需要進(jìn)行緊急關(guān)斷，確保試驗安全順利進(jìn)行。

所述主控模塊包括：主機(jī)、通訊板卡、數(shù)據(jù)采集板卡、輸入輸出端口和打印機(jī)，采用圖形化的編程語言、高效的測試軟件相結(jié)合嵌入主機(jī)，在試驗前控制主機(jī)配置各模塊的試驗參數(shù)，通過通訊板卡及數(shù)據(jù)采集板卡傳輸，實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制并接收測試數(shù)據(jù)，最終將試驗結(jié)果顯示和打印輸出功能。

所述交流電源輸出模塊，采用可編程供電模塊，具有電流自反饋校準(zhǔn)功能，電流輸出的第一個周期就能做到穩(wěn)定輸出；具有匯流排控制器控制電流的檔位功能，在試驗前進(jìn)行檔位選擇。

所述被試件控制模塊，采用高精度伺服電機(jī)驅(qū)動斷路器自動開通、關(guān)斷，該模塊由具有通訊板卡接口的電機(jī)控制器、伺服電機(jī)、機(jī)械手組成，電機(jī)控制器接收來自主控模塊通訊板卡的控制命令，從而控制伺服電機(jī)啟動，伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手運(yùn)動，完成對被試件的自動開通、關(guān)斷動作，伺服電機(jī)根據(jù)被試件尺寸自由調(diào)節(jié)機(jī)械手的位置，試驗前將斷路器固定，并設(shè)定伺服電機(jī)驅(qū)動斷路器進(jìn)行開通、關(guān)斷、居中的三個位置，該模塊能夠快速響應(yīng)來自主控模塊的指令。

本發(fā)明還提供了一種微型斷路器脫扣性能測試方法，其特征在于：試驗開始前主機(jī)配置主回路保護(hù)電壓值、初始電流值、步進(jìn)電流值、結(jié)束電流值、上電等待時間、循環(huán)等待時間、脫扣等待時間、冷卻時間參數(shù)，主機(jī)通過數(shù)據(jù)采集板卡控制閉合主回路電源對應(yīng)的輔助配電柜接觸器開關(guān)，即輸入電源使能DO使開關(guān)閉合；主機(jī)通過通訊板卡向被試件控制模塊發(fā)送閉合指令，并發(fā)送指令開啟主回路電源輸出并開始計時；檢測流過斷路器的電流值，即主回路電流的檢測，如電流值小于0.5mA說明斷路器發(fā)生異常脫扣斷開，記錄脫扣時間；如電流值始終大于0.5mA，持續(xù)一定時間后達(dá)到超時時間即“脫扣等待時間”，關(guān)閉主回路電源，此時脫扣時間記為0；以上流程結(jié)束后，關(guān)斷主回路電源，向斷路器發(fā)送斷開指令，等待斷路器冷卻，時間長度為“循環(huán)等待時間”，主回路電源的電流值設(shè)為當(dāng)前電流值加“步進(jìn)電流值”，向斷路器發(fā)送閉合指令，開啟主回路電源輸出并開始計時，計時期間一直監(jiān)測流過斷路器的電流值，即主回路電流值，如電流值小于0.5mA說明斷路器發(fā)生異常脫扣斷開，記錄脫扣時間，如電流值始終大于0.5mA，此時脫扣時間記為0，關(guān)斷主回路電源，向斷路器發(fā)送斷開指令，等待斷路器冷卻，主回路電源的電流值設(shè)為當(dāng)前電流值加“步進(jìn)電流值”，此時如主回路電流值大于等于“結(jié)束電流值”，退出測試；否則，重復(fù)上述步驟；主控機(jī)記錄不同電流的情況下，脫扣時間數(shù)據(jù)，繪制曲線，試驗結(jié)束后生成報告。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)利用圖形化編程語言與高效的測試軟件相結(jié)合嵌入主機(jī)，主控模塊具有人機(jī)界面友好、可靠性強(qiáng)、測試結(jié)果自動存儲等優(yōu)點，通過主機(jī)統(tǒng)一配置參數(shù)控制測試和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對初始和結(jié)束電流值、步進(jìn)電流值、上電等待時間、脫扣等待時間、冷卻時間的參數(shù)設(shè)置，提高斷路器脫扣試驗自動化程度，減小試驗過程中通訊不連續(xù)所引起的誤差。

(2)設(shè)置可編程交流輸出電源，該電源的自校準(zhǔn)系統(tǒng)和電源控制板的快速響應(yīng)修正功能保證電流輸出的精確度，并且輸出電流無沖擊，不同電流量級檔位的設(shè)置滿足不同斷路器測試要求，可編程交流電源對電流上電等待、脫扣等待時間、冷卻時間均可實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，減小額定電流測試情況下因斷路器脫扣動作產(chǎn)生的熱效應(yīng)對下一次脫扣測試的影響，以上技術(shù)特征均減小斷路器脫扣試驗過程中的誤差產(chǎn)生；

(3)采用伺服電機(jī)和機(jī)械手配合驅(qū)動斷路器開通、關(guān)斷，替代傳統(tǒng)手動測試的方式，減小了因手動誤操作而引起的測試誤差，提高了測試效率和可靠性，確保測試人員的安全，精確的速度、位置、力矩的控制，彌補(bǔ)了步進(jìn)電機(jī)等其他驅(qū)動機(jī)構(gòu)的缺點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖

圖2為本發(fā)明斷路器脫扣性能測試流程圖。

具體實施方式

斷路器脫扣性能測試系統(tǒng)原理如圖1所示，實驗前由主控模塊的主機(jī)配置參數(shù)，整個測試過程由主機(jī)部分發(fā)出指令，指令通過RS485總線發(fā)送給交流電源模塊和電機(jī)控制模塊，電源控制板接收信號，控制內(nèi)部回路輸出穩(wěn)定精確的電流；電機(jī)控制模塊的電機(jī)控制器接收來自RS485傳輸?shù)男盘?，?qū)動伺服電機(jī)控制機(jī)械手實現(xiàn)斷路器的開通與關(guān)斷；6229數(shù)據(jù)采集卡接收到主機(jī)指令，向輔助配電柜發(fā)送控制的DO信號，控制輔助配電柜內(nèi)部接觸器，完成電源使能功能，輔助配電柜可根據(jù)試驗過程中緊急需要進(jìn)行切斷電源動作，確保試驗安全順利進(jìn)行；電壓和電流傳感器采集試驗過程中回路的電流和斷路器兩端的電壓，高速檢測板卡與電壓和電流傳感器連接完成測試過程的數(shù)據(jù)采集和傳送，試驗結(jié)束后工控機(jī)可完成數(shù)據(jù)處理和打印功能。

如圖2所示為斷路器脫扣性能測試系統(tǒng)運(yùn)行流程，軟件控制根據(jù)圖2編寫，試驗開始前主機(jī)配置主回路保護(hù)電壓值、初始電流值、步進(jìn)電流值、結(jié)束電流值、上電等待時間、循環(huán)等待時間、脫扣等待時間、冷卻時間的參數(shù)。

S201設(shè)置主回路電源的電流；

S202閉合主回路電源對應(yīng)的輔助配電柜的接觸器開關(guān)，即輸入電源使能DO使開關(guān)閉合；

S203主機(jī)向斷路器發(fā)送閉合指令；

S204開啟主回路電源輸出并開始計時；

S205檢測流過斷路器的電流值，即主回路電流的檢測；

S206判斷主回路電流值是否小于0.5mA，即判斷斷路器是否脫扣；

S207如主回路電流值小于0.5mA，記錄脫扣時間；

S208如電流值始終大于0.5mA，持續(xù)一定時間后達(dá)到超時時間即“脫扣等待時間”，則關(guān)閉主回路電源，進(jìn)行S209記錄此時脫扣時間記為0，若未達(dá)到超時時限，繼續(xù)重復(fù)S206判斷主回路電流是否小于0.5mA；

S210以上流程結(jié)束后，關(guān)斷主回路電源；

S211向斷路器發(fā)送斷開指令；

S212等待斷路器冷卻，時間長度為“循環(huán)等待時間”；

S213主回路電源的電流值設(shè)為當(dāng)前電流值加“步進(jìn)電流值”△A；

S214判斷主回路電流是否達(dá)到預(yù)期電流值？

S201主回路電流未達(dá)到預(yù)期電流值，則S203向斷路器發(fā)送閉合指令，重復(fù)

S204-S213各項步驟，S214判斷主回路電流是否達(dá)到預(yù)期電流值；

S215此時如主回路電流值大于或等于“結(jié)束電流值”，退出測試；

否則，重復(fù)上述步驟，主機(jī)記錄不同電流的情況下，脫扣時間數(shù)據(jù)，繪制曲線，試驗結(jié)束后生成報告。