[实用新型]高压断路器机械特性测试仪

说明书

本实用新型涉及一种高压断路器机械特性的测量装置、特别适于测量高压断路器在自动重合闸操作时的机械特性。

为消除高压电路通、断时产生的电子弧等有害现象，产生了各种断路器的设计或改进。为判断这类设计与改进的使用效果，需使用专门的″高压断路器机械特性测量装置″。通常是采用图1、图2所示电路测试断路器断口（即开关触点）的时间特性，图1中R为限流电阻，a点为测量端；图2中R2为取样电阻a、b端为电流取样点，L为分、合闸线圈。即在断口两端加一适当的直流电压（通常为6～12V），测断口两端的电压。若输出为高电平表明断路器处于″分″（即断开）位置；若输出为低电平、则表明断路器处于″合″（即闭合）位置。断口″分″、″合″时间的参考点为分闸线圈、合闸线圈得电的时刻。断路器动触头的运动由传感器转换为一列等位移脉冲。图三（A）、（B）分别显示了单相单断口断路器的分、合闸操作波形图。其中a为等位移脉冲序列；b为断口波形；c为分合闸线圈电流波形。（A）图中b线的t1为固分时间；（B）图中b线的t2为合闸时间。断路器在自动重合闸（即连续分、合操作）的波形图如图四所示。其中a线为等位移脉冲；b为断口波形；c为分电流波形；d为合电流波形。以微处理器为核心的测量电路多用可编程定时器实现对脉冲间隔的测量。这样对8个断口至少需要10个定时器（每个断口一个，位移脉冲一个，电流波形一个）。这个方案难于将测量时间的分辨度提高到和微机指令周期相同的程度，因而难以适应高电压等级（相应的动触头运动速度亦较高）、高精度的测量要求。

本实用新型的任务是提供一种改进的测试电路，能够完成对自动重合闸的高精度测量。

为实现上述目的，本实用新型采用以下方案：在断路器上设置断口状态传感器、位移传感器与分、合电流取样器与本测量装置连接。本装置由一个基准时钟源，同步计数器、一组寄存器以及微处理器组成，微处理器可采用8051系列及其派生的单片微处理控制器，亦可采用其他单片机系列。此外于被测断路器的断口状态传感器处连接，设置一组光电隔离整形器，整形器接入断口状态寄存器，基准时钟的输出亦接断口状态寄存器，后者的输出端分别接微处理器与极性控制器，再接寄存器。接于断路器的位移传感器接另一组光电隔离整形器，再接寄存器。分电流、合电流取样器接第三组光电隔离整形器再分别接方向提取器与多路A／D转换器，再接微处理器。

计数器对基准时钟进行计数，其计数输出对所有寄存器开放即所有寄存器在需要时均可读取计数器的输出值。显然，寄存器读到的值乘以时钟周期就是自计数器开始计数至寄存器读数之间所经过的时间。计数器的启动由微机控制，微机根据是″分″闸、″合″闸还是″重合闸″操作决定计数器是″分″电流起始脉冲启动，还是由″合″电流起始脉冲启动。提高基准时钟周期可提高测量的时间分辨度，如加长寄存器长度可扩展测量的时间范围。

本发明提供一种测量断路器机械特性的新装置，该装置的特点是只用一个起秒表作用的计数器（即计时器）另用一组起着记录时刻作用的寄存器，使用被测脉冲信号作为触发信号，而且触发信号的极性可控，从而适于精确测量一列脉冲的上、下沿时刻。例如高压断路器在重合闸操作时的情形。该方案避免了使用可编程定时器而可能带来的误差。

以下结合附图对实施例进行说明。

图1、图2为现有技术电原理示意图；

图3为单相单断口断路器操作波形图；

图4为断路器重合闸时波形图；

图5为本实用新型电路原理图；

图6为本实用新型工作波形图。

实施例参照图5与图6：微处理器（9）由8051系列的单片机及其外围电路构成，同步计数器（2）采用74LS161或74HC161或其兼容芯片，寄存器（3a－3d）采用任一种有记忆功能的时序逻辑电路如74LS（HC）374、74LS（HC）373、74LS（HC）273或74LS（HC）377及其兼容芯片。同时设有基准时钟（1）、光电隔离整形器（4）（采用TLP521－2或TLP521－4芯片）极性控制器（5a－5b），方向提取器（6）、断口状态寄存器（7）（可采用与3a－3d相同的芯片）、电流开始点提取器（8）与多路A／D转换器。