[发明专利]接触器的接通和分断试验监测保护装置及其运行方式

权利要求书

1.接触器的接通和分断试验监测保护装置，其特征在于：包括启动按钮、停止按钮、电流表、计时器T Ⅰ、计时器T Ⅱ、计数器、蜂鸣报警器、报警输出触头、信号源和电源CH，其中，电源CH为交流220V普通的墙壁电源插头，包含火线和零线两根导线，计时器T Ⅰ、计时器T Ⅱ和计数器分别均包括两组常开触头和一组常闭触头，报警输出触头包括常开触头和常闭触头两部分，电流表包括下限报警常开触头、正常工作常开触头、上限报警常开触头、上限报警常闭触头和电流触发常开触头各一组，信号源是指与交流电流互感器二次侧或分流器输出侧连接的信号源L接线端子和信号源N接线端子；上述元器件的连接方式是：将电源CH的火线用导线首先串联连接启动按钮的常开触头、停止按钮的常闭触头，然后用导线并联连接电流表的电磁线圈进线端、电流表的下限报警常开触头的进线端、电流表的正常工作常开触头的进线端和计数器的电磁线圈进线端；将电流表的电磁线圈出线端用导线连接至电源CH的零线；将电流表的正常工作常开触头的出线端用导线连接至计时器T Ⅰ的电磁线圈的进线端，计时器T Ⅰ的电磁线圈的出线端用导线连接至电源CH的零线；将电流表的下限报警常开触头的出线端用导线连接至计时器T Ⅱ的电磁线圈的进线端，计时器T Ⅱ的电磁线圈的出线端用导线连接至电源CH的零线；将计数器的电磁线圈的出线端用导线连接至电源CH的零线；用导线将电流表的电流触发常开触头与计数器的计数触发触头串联；电源CH的火线用导线首先串联连接启动按钮的常开触头、停止按钮的常闭触头，然后用导线并联连接计时器T Ⅰ的第一组常开触头的进线端、计时器T Ⅱ的第一组常开触头的进线端和计数器的第一组常开触头的进线端，将计时器T Ⅰ的第一组常开触头的出线端、计时器T Ⅱ的第一组常开触头的出线端和计数器的第一组常开触头的出线端用导线并联连接至蜂鸣报警器的电磁线圈的进线端，将蜂鸣报警器的电磁线圈的出线端用导线连接至电源CH的零线；将电流表的上限报警常开触头、计时器T Ⅰ的第二组常开触头、计时器T Ⅱ的第二组常开触头和计数器的第二组常开触头用导线并联连接至报警输出触头的常开触头；首先将电流表的上限报警常闭触头、计时器T Ⅰ的一组常闭触头、计时器T Ⅱ的一组常闭触头和计数器的一组常闭触头用导线串联，然后串联连接至报警输出触头的常闭触头；将交流电流互感器二次侧两个接线端子或分流器输出侧两个接线端子分别与信号源L接线端子和信号源N接线端子用导线连接，由此构成接触器的接通和分断试验监测保护装置。

2.根据权利要求1所述接触器的接通和分断试验监测保护装置，其特征在于：所述启动按钮和停止按钮为互锁按钮，当启动按钮按下时接触器的接通和分断试验监测保护装置开始正常工作，当停止按钮按下时接触器的接通和分断试验监测保护装置停止正常工作。

3.权利要求1所述接触器的接通和分断试验检测保护装置的运行方式，其特征在于步骤如下：

首先将接触器的接通和分断试验监测保护装置的电源接通，提供220V交流工作电源，检查电流表、计时器T Ⅰ、计时器T Ⅱ、计数器显示是否正常，如显示正常，按下启动按钮开始功能调试；如果显示不正常，排查故障，显示正常之后再进行功能调试，功能调试结果正常，则按下停止按钮，将电流表、计时器T Ⅰ、计时器T Ⅱ和计数器根据试验规定分别设置参数I_H与I_L、T_J、T_F和M的数值；功能调试结果不正常，需要检查原因排查故障，直至功能调试结果正常；然后将报警输出触头与试验系统主断路器欠压电磁线圈或试验系统主断路器分闸电磁线圈连接，信号源与交流电流互感器二次侧或分流器输出侧连接，连接完毕，按下启动按钮，在被检测接触器的接通和分断试验过程中接触器的接通和分断试验监测保护装置开始进行实时监测保护，如果发生故障，报警输出触头动作，切断试验系统的电源并停止试验，蜂鸣报警器发出蜂鸣报警声，试验人员听到报警声赶到试验现场，按下停止按钮及时排除故障，待故障排除后，按下启动按钮，继续进行试验，接触器的接通和分断试验监测保护装置继续实时监测保护；如果没有故障发生，被接触器的接通和分断试验继续进行，直到试验次数达到规定次数，接触器的接通和分断试验监测保护装置自动切断试验系统电源并停止试验，试验完成。

上述接触器的接通和分断试验监测保护装置的运行方式，所述功能调试的方法如下：

第一步，建立相应故障模型：

针对接触器的接通和分断试验过程中可能出现的各种故障建立以下故障模型：

1A.试验电流故障模型，针对故障是接触器接通过程中实际电流有效值低于电流表设定电流下限值并且实际间隔时间大于等于计时器T Ⅱ设定时间、实际电流有效值在电流表设定电流下限值和上限值范围之内并且实际通电时间大于等于计时器T Ⅰ设定时间、实际电流有效值超过电流表设定电流上限值，

1B.通电时间故障模型，针对的故障是接触器实际通电时间达到或超过计时器T Ⅰ设定时间，建立通电时间故障模型，

1C.间隔时间故障模型，针对的故障是接触器实际间隔时间达到或超过计时器T Ⅱ设定时间，建立间隔时间故障模型，

1D.操作循环次数故障模型，针对的故障是接触器接通和分断试验次数达到或超过规定操作循环次数，建立操作循环次数故障模型；

第二步，针对上述四个故障模型建立相应的数学函数模型：

2A.建立电流表、蜂鸣报警器、报警输出触头与试验电流故障模型相关联的数学函数模型如下：

2A-1.当接触器接通试验过程中I＜I_L，T_f≥T_F时，报警输出触头的常开触头闭合、常闭触头断开，蜂鸣报警器发出报警声，

2A-2.当接触器接通试验过程中I_L≤I≤I_HL，T_j≥T_J时，报警输出触头的常开触头闭合、常闭触头断开，蜂鸣报警器发出报警声，

2A-3.当接触器接通试验过程中I_H＜I，T_f＜T_F时，报警输出触头的常开触头闭合、常闭触头断开，蜂鸣报警器不发出报警声；当I_H＜I，T_f≥T_F时报警输出触头的常开触头保持闭合状态、常闭触头保持断开状态，蜂鸣报警器发出报警声，

2B.建立计时器T Ⅰ、蜂鸣报警器、报警输出触头与通电时间故障模型相关联的数学函数模型如下：

2B-1.当接触器接通过程中T_j＜T_J时，报警输出触头的常开触头和常闭触头分别保持常开和常闭状态，蜂鸣报警器不发出报警声，

2B-2.当接触器接通过程中T_j≥T_J时，报警输出触头的常开触头闭合、常闭触头断开，蜂鸣报警器发出报警声，

2C.建立计时器T Ⅱ、蜂鸣报警器、报警输出触头与间隔时间故障模型相关联的数学函数模型如下：

2C-1.当接触器分断过程中T_f＜T_F时，报警输出触头的常开触头和常闭触头分别保持常开和常闭状态，蜂鸣报警器不发出报警声，

2C-2.当接触器接通过程中T_f≥T_F时，报警输出触头的常开触头闭合、常闭触头断开，蜂鸣报警器发出报警声，

2D.建立计数器、蜂鸣报警器、报警输出触头与操作循环次数故障模型相关联的数学函数模型如下：

2D-1.当X＜M时，报警输出触头的常闭触头和常开触头分别保持闭合和断开状态、蜂鸣报警器不发出报警声，

2D-2.当X≥M时，报警输出触头的常闭触头断开、常开触头闭合，蜂鸣报警器发出报警声，

第三步，调试试验电流故障模型、通电时间故障模型、间隔时间故障模型的监测保护功能：

交流接触器保持接通状态，调节交流恒流源输出的电流I，当I＝63A，按下启动按钮，计时器T Ⅰ显示记录时间小于15.00s时，电流表显示电流I的测量值，蜂鸣报警器不发出报警声，用万用表测量报警输出触头常开触头和常闭触头分别保持断开和闭合状态；计时器T Ⅰ计时器显示记录时间超过15.00s时，电流表显示电流I的测量值，蜂鸣报警器发出报警声，用万用表测量报警输出触头常开触头转换为闭合状态、常闭触头转换为断开状态；当I＝50A，按下启动按钮，计时器T Ⅱ显示记录时间小于15.00s时，电流表显示电流I的测量值，蜂鸣报警器不发出报警声，用万用表测量报警输出触头常开触头和常闭触头分别保持断开和闭合状态；计时器T Ⅱ显示记录时间超过15.00s时，电流表显示电流I的测量值，蜂鸣报警器发出报警声，用万用表测量报警输出触头常开触头转换为闭合状态、常闭触头转换为断开状态；当I＝80A，按下启动按钮，电流表显示电流I的测量值，15.00s之内用万用表测量报警输出触头常开触头转换为闭合状态、常闭触头转换为断开状态，蜂鸣报警器不发出报警声，超过15.00s之后蜂鸣报警器发出报警声，万用表测量报警输出触头常开触头保持闭合状态、常闭触头保持断开状态；此调试过程证明试验电流故障模型、通电时间故障模型和间隔时间故障模型的监测保护功能正常；

第四步，调试操作循环次数故障模型的监测保护功能：

交流接触器保持接通状态，调节交流恒流源输出的电流I＝63A，按下启动按钮，交流接触器接通和分断试验正常进行2次，试验期间蜂鸣报警器不发出报警声，用万用表测量报警输出触头常开触头和常闭触头分别保持断开和闭合状态；试验继续进行至第5次，蜂鸣报警器发出报警声，用万用表测量报警输出触头常开触头转换为闭合状态、常闭触头转换为断开状态；试验继续进行至第7次，蜂鸣报警器报警声持续，用万用表测量报警输出触头常开触头转换为闭合状态保持、常闭触头转换为断开状态保持，此调试过程证明调试操作循环次数故障模型的监测保护功能正常；

上述I为试验电流的有效值，I_L为电流表设定电流下限值，I_H为电流表设定电流上限值，T_J为计时器T Ⅰ设定时间，T_j为实际通电时间，T_F为计时器T Ⅱ设定时间，T_f为实际间隔时间，X为实际试验次数，M为计数器设定次数。