[实用新型]高压开关动特性时间速度综合校验装置

说明书

技术领域

本实用新型为高压开关测试装置，尤其涉及高压开关动特性时间速度综合校验装置。

背景技术

高压开关是电力系统中重要的控制和保护设备。开关设备的机械性能的可靠程度对整套设备的正常工作具有非常重要的影响，其动作特性的检测在电力系统预防性试验中具有十分重要的地位。为有效评估高压开关的机械性能，大量开关特性的测试仪器在现场被广泛地采用。国内只有少数几家机构开展了高压开关动作特性测试仪的校准检定工作，但手段相对简单，大部分的检验工作还停留在对断口动作时间的检定上，对包括速度传感器在内的整套测试仪的校准检定所做的工作还很少。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能全面校准检定高压开关测试仪的高压开关动特性时间速度综合校验装置。

本实用新型所采用的技术方案为一种高压开关动特性时间速度综合校验装置，其要点在于它包括时间标准模块、行程速度标准模块、上位机，上位机包括设置按钮、控制单元、启动控制键，设置按钮用于设置时间、行程及速度、光栅尺位移，时间标准模块由同步检测单元、信号产生单元、隔离单元、断口信号输出单元组成；通过上位机完成时间标准量的设置，通过串口电缆下传到时间标准模块，同步检测单元与待测量装置相连，同步检测单元接收到待测量装置发出的触发信号后，控制单元根据上位机设置的时间标准量控制信号产生单元产生设置时间长度的高电平或低电平信号；隔离单元用来实现信号产生单元和断口信号输出单元间的电气隔离；断口信号输出单元与被检测实验仪器的时间测量端口连接，输出标准时间信号，模拟高压开关分合闸动作；行程速度标准模块由驱动单元、直线电机、光栅尺、光栅位移传感器组成，通过上位机设置行程及速度参数，上位机通过串口卡完成设置参数的配置和下传到控制单元，控制单元再对驱动单元下指令，直线电机的导轨上安装有光栅尺，直线电机运行时会产生正交脉冲输出，驱动单元采集此反馈脉冲，并用PID的方式调节输出驱动电压的大小和相位，控制直线电机按照上位机设定的行程、速度参数工作；光栅位移传感器通过采集反馈脉冲获得光栅尺实时行程信息标准装置采集并储存此脉冲信号获得电机运行的行程-时间曲线，从而获得速度-时间曲线，并通过通讯接口回传控制单元并传至上位机，上位机再根据高压开关相关行程和速度参数的定义得到行程标准量：开距、超程；和速度标准量：刚分速度、刚合速度。

控制单元采用STM32F103VE为主控制器，FPGA为从控制器；STM32F103VE主要完成上位机的配置数据接收、定时数据下传到FPGA，同步的控制与检测、复位；FPGA主要完成断口定时输出。

时间标准模块可产生12路相互独立的标准时间信号，模拟12组高压开关的分/合闸时间参数。

本实用新型的时间标准模块能对所有高压开关动作特性测试仪的时间测量进行校准，包括分闸时间，合闸时间，三相同期，弹跳时间，弹跳次数等，速度行程标准模块能对任意速度和行程进行校准，从而实现对高压开关测试仪的全面校准检定。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图

其中：1时间标准模块11同步检测单元13信号产生单元14隔离单元15断口信号输出单元2行程速度标准模块21直线电机22驱动单元23光栅尺24光栅位移传感器3上位机31控制单元32启动控制键。

具体实施方式

下面结合视图对本实用新型进行详细的描述, 下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。

一种高压开关动特性时间速度综合校验装置，它包括时间标准模块1、行程速度标准模块2、上位机3，上位机3包括设置按钮、控制单元31、启动控制键32，设置按钮用于设置时间、行程及速度、光栅尺位移，控制单元31采用STM32F103VE为主控制器，FPGA为从控制器；STM32F103VE主要完成上位机的配置数据接收、定时数据下传到FPGA，同步的控制与检测、复位；FPGA主要完成断口定时输出。

时间标准模块由同步检测单元11、信号产生单元13、隔离单元14、断口信号输出单元15组成；时间标准模块采用具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力的有源晶振作为基准频率，通过FPGA分频并通过软件对晶振频率的整体性和隔离电路引起零偏延迟进行修正得到高精准的时间标准，时间基准范围（1-20）S，能对所有高压开关动作特性测试仪的时间测量进行校准。包括分闸时间，合闸时间，三相同期，弹跳时间，弹跳次数等。时间标准模块可产生12路相互独立的标准时间信号，模拟12组高压开关的分/合闸时间参数。通过上位机3完成时间标准量的设置，通过串口电缆下传到时间标准模块，同步检测单元与待测量装置相连，同步检测单元接收到待测量装置发出的触发信号后，控制单元31根据上位机设置的时间标准量控制信号产生单元产生设置时间长度的高电平或低电平信号；隔离单元用来实现信号产生单元和断口信号输出单元15间的电气隔离；断口信号输出单元与被检测实验仪器的时间测量端口连接，输出标准时间信号，模拟高压开关分合闸动作。行程速度标准模块2由驱动单元22、直线电机21、光栅尺23、光栅位移传感器24组成，通过上位机设置速度及行程参数，上位机通过串口卡完成设置参数的配置和下传控制单元，控制单元31再对驱动单元22下指令，直线电机的导轨上安装有光栅尺，直线电机运行时会产生正交脉冲输出，驱动单元采集此反馈脉冲，并用PID的方式调节输出驱动电压的大小和相位，控制直线电机按照上位机设定的行程、速度参数工作；光栅位移传感器通过采集反馈脉冲获得光栅尺实时行程信息标准装置采集并储存此脉冲信号，获得电机运行的行程-时间曲线，从而获得速度-时间曲线，并通过通讯接口回传控制单元并传至上位机，上位机再根据高压开关相关行程和速度参数的定义计算得到开距、超程等行程标准量和刚分速度、刚合速度等速度标准量。具体使用设备：速度行程标准模块采用Renishaw 光栅，光栅尺分辨率1um；Copley 驱动器，步进控制精度：0.01mm/step；管状直线电机，运行速度可达8m/S。