[发明专利]低压断路器特性测试分析平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压断路器特性测试分析平台。

背景技术

低压断路器是低压电器中最重要的保护及控制元件之一，广泛应用在工矿企业、机关学校、高层建筑、宾馆、医院、机场、码头、现代化的住宅小区，以及高速发展的机车、地铁系统中。断路器具有过电流、逆电流、短路、欠电压等故障保护功能，可用来保护交直流电气设备，同时，也可以用在不频繁起动的电动机控制，不频繁操作或转换的电路中，是电路及系统中不可缺少的开关元件。

无论何种断路器，其结构均包含以下主要部分：

传感元件：又称感受元件（如过电流脱扣器、欠电压脱扣器和分励脱扣器等），能够感受电路中不正常的情况和操作人员的命令，或其他继电保护系统的信号，通过传递元件使执行元件动作；

脱扣执行机构：包括主触头和灭弧系统，辅助触头也是一种执行部件。灭弧系统用来配合触头系统执行任务，帮助熄灭触头分断电路时产生的电弧；

传递元件：承担力的传递与变换，包括传动机构、自由脱扣机构、主轴、脱扣轴等。断路器的绝缘底座、外壳、框架、均为承担力传递的部件，各种机械连杆承担力的传递与变换，传动机构将人力或电力转变成合闸力，控制断路器合闸或分闸，脱扣轴则把各相的脱扣动作传递给机构使之脱扣；

附件：辅助触头、电动操作机构、接线端子等配件，有些小型断路器不配电动操作机构。

由此看来，断路器结构复杂、种类繁多。断路器对外呈现的特性主要体现在故障时的脱扣特性和触头回路的通断特性中。目前，对于系统中大量使用的低压断路器，定期维修和检测成为一大难题，在重要的使用场合中，往往成批更换，或者根据经验判断其主要特性，造成资源浪费。随着控制技术和电力电子技术的发展，更多的自动化和电力电子设备能够应用于低压电器的测试系统中，给断路器的特性检测带来方便。

本发明设计一种低压断路器特性测试与分析平台，该平台具有上位机测试分析系统和下位机控制、测试装置。利用机构控制保护模块自动操作断路器的分合闸状态；平台可方便的转换交直流电源系统，采用电力电子技术设计新型数字式恒流源，在外界电源产生波动或者负载阻抗特性发生变化时，输出电流保持恒定，输出端的电流闭环反馈环节以及适当的控制策略使得输出电流的调节具有良好的动态响应，电流调节精度高、调节速度快。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压断路器特性测试分析平台，该平台可以自动测试交直流断路器的脱扣特性和触头回路工作状况，通过平台内的特性分析与寿命预测模块，对断路器的关键性能指标和电寿命进行分析预测，为电力系统的安全和可靠运行奠定基础。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种低压断路器特性测试分析平台，包括上位机测试分析系统和下位机控制及测试装置；系统上电，通过所述上位机测试分析系统的上位机人机界面，对上位机测试分析系统的功能选择模块及参数设置模块进行测试功能的选择及试验参数的设置，并通过上下位机交互接口传输指令至所述下位机控制及测试装置的主控模块，下位机控制及测试装置的系统故障保护报警模块进行硬件系统自检，系统正常后，启动下位机控制及测试装置的控制电源1、控制电源2及试验电源，而后根据上位机测试分析系统传输指令，主控模块通过下位机控制及测试装置的信号采集模块1控制断路器自动合分闸控制回路进行被测断路器的合分闸控制，同时主控模块通过下位机控制及测试装置的下位机试品状态监测模块对被测断路器的合分闸状况进行监视，下位机试品状态监测模块将被测断路器的开关状态信息传输至主控模块，由主控模块判断被测断路器的开关状态；当被测断路器调整完开关状态，主控模块通过信号采集模块1发出控制指令，通过下位机控制及测试装置的试验电源管理单元的时序控制模块1进行触头回路操作检测、交流瞬动、交流过载、直流瞬动及直流过载的各试验回路的选用，并经过试验电源管理单元的功能设置模块进行相应电源的设定；试验电源管理单元的信号采集模块2将采集的被测断路器触头上的模拟电信号，作为瞬动源和过载源的反馈信号，用于闭环调节输出电流的恒定，同时主控模块通过信号采集模块1模拟输入，经信号调理模块2接收信号采集模块2的模拟信号，用于主控模块进行被测断路器的数据分析；所述下位机控制及测试装置还包括时序控制模块2，该时序控制模块2根据试验电源管理单元各试验回路的设定及电源的选用控制被测断路器的开关投切。