[发明专利]用于测试高速直流断路器的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于测试高速直流（DC）断路器的测试设备。

背景技术

这样的高速DC断路器主要可以在诸如铁路、地铁、有轨电车之类的运输中发现，并且这也在如列车车辆（rolling stock）上的牵引变电站中发现。

为了测试这样的高速DC断路器，人们知道借助测试设备通过高速DC断路器传送增加的电流并且测量开关自动关断时的电流。5000安培与6000安培之间的电流对于测试这样的开关来说相当普通。除了该电流以外，也测量关断开关的时间以及开关的瞬时电阻。

可以测试高速DC断路器的现有测试设备非常重且难以移动位置。因此大多数这样的测试设备是固定的测试设备。于是必须将要被测试的高速DC断路器运输到维护中心，在那里固定测试设备以便测试这个开关。在测试并维护之后，高速DC断路器必须被运回到使用它并且必须被安装好以便使用的牵引变电站或者列车车辆。然而，这不仅麻烦，而且是充满风险的操作，因为高速DC断路器由于从维护中心运回到牵引变电站或者列车车辆或者在重新安装期间可能出故障。

由于高速DC断路器是一种在电路中使用的非常重要的保护设施，因此对于能够在现场测试高速DC断路器的测试装置的需要是非常高的。

然而，目前市场上用于现场测试高速DC断路器的唯一移动测试设备具有一些缺陷。

这种移动测试设备由控制单元、不同的电流单元和三相整流器组成。

第一个缺陷是该移动测试设备的不同模块的重量明显超过欧洲指令的负载升降和放置的25公斤限制。

控制单元提出三相整流器将0与400伏之间的电压施加到电流单元。电流单元将该电压变换为具有高电流的低压。500A/s的电流增加通过驱动三相自耦变压器的电机速度来确定。因此可以获得仅或多或少的线性增加的电流分布（profile）。

此外所产生的电流分布包括剩余波动，其对于电流的测量以及这种测量的记录的速度难以解决。由于波纹，非常难以或者甚至不可能再现电流分布。当然，利用该移动测试设备和高速DC断路器的制造商的测试报告在测试结果之间无法进行比较。在手动操作该测试设备的情况下，几乎不可再现测量。于是通常仅能够检测开关是否在某一点关闭。

同样，自耦变压器的滑动触点的工作是一个关键点。在生成5000安培与6500安培之间的电流时，需要一段长的冷却期间。在主-从实施例中，因此利用这样的设备可以生成仅12000安培的最大电流。

现有移动设备的另一个缺陷是380伏的电源电压必须是现场可用的。

发明内容

因此本发明的一方面是提供一种用于测试高速DC断路器的测试设备，其能够被制得比现有测试设备轻得多，并且利用该测试设备，可以生成具有最小波纹并且以可再现方式的电流分布。

本目的通过提供一种测试高速DC断路器的测试设备来实现，包括用于生成在测试时通过高速DC断路器发送的高电流的部件，其中，所述用于生成高电流的部件包括用于生成电流脉冲的数个单元，所述数个单元并联互连成电源单元，其中每个单元包括电容器和开关，该电容器可与DC电压源并联连接，该开关以间歇地打开和关闭来间歇地加载和卸载该电容器，以便生成电流脉冲，并且其中所述用于生成高电流的部件包括用于同步不同单元的开关的间歇打开和关闭的同步部件，从而不同单元的电流脉冲彼此在时间上偏移。

利用根据本发明的这种测试设备，相对于用于测试高速DC断路器的已知测试设备，能够实现重量上的明显减少。能够形成由数个模块组成的移动设备，其中每个模块的质量少于25公斤（根据欧洲指令用于负载升降和放置的限制）

而且能够生成多达15000安培的电流（或者，在主从实施例中多达30000安培）。

通过使用电容器，来自DC电压源的电流首先被载入电容器，并且如果必要，在负载侧通过对单元的开关进行切换而进一步从电容器排出。这形成了电源与负载的独立性。

通过进一步同步不同单元的电流脉冲，以这种方式不同单元的电流脉冲彼此在时间上偏移，能够获得具有最小波纹的电流分布。

因此，以高度可再现方式能够完成精确的测量。通过改变电流脉冲的频率和持续时间，几乎可以生成任何电流分布。可以用参数表示线性电流分布。可以生成非线性电流分布，利用该非线性电流分布能够模拟超载和/或缺陷的真实情形。

根据本发明的测试设备的电容器最好是超级电容器（也已知为电双层电容器），如此可以明显地减少测试设备的重量。

所述测试设备最好进一步包括可并联互连的数个所述电源单元。