一种微型断路器脱扣性能测试系统及方法技术方案

一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：包括主控模块、交流电源输出模块、被试件自动控制模块、数据采集模块、辅助配电柜五部分，主控模块利用通讯板卡与交流电源输出模块的端口联接，控制输出测试需要的定值电流，主控模块利用通讯板卡与被试件自动控制模块联接，测试过程中实现自动控制被试件的自动开通与关断，数据采集模块联接被试件自动控制模块和主控模块，实现被试件测试数据的采集和传送到主机的功能，辅助配电柜受到主控模块数据采集板卡的控制，起到电源输出中间节点作用，可根据需要进行紧急关断，确保试验安全顺利进行。方法简单可靠，替代传统手动测试的方式，减小了因手动误操作而引起的测试误差，提高了测试效率和可靠性，确保测试人员的安全。

System and method for testing tripping performance of miniature circuit breaker

The performance of a miniature circuit breaker tripping test system, which comprises a main control module, communication module, power output specimen automatic control module, data acquisition module, auxiliary power distribution cabinet five parts, the main control module by the communication card and the AC power output module port connection, control constant current output test the main control module by the communication card and the subject automatic control module connected to realize automatic opening of the subjects and turn off the automatic control in the process of testing, the data acquisition module is connected by the specimen automatic control module and main control module, realize the subjects of collecting and transmitting data to the host test function. Auxiliary power distribution cabinet is controlled by the main control module data acquisition card, the power output of intermediate nodes, can carry out emergency shutdown according to the needs, to ensure safety test smoothly That's ok\u3002 The method is simple and reliable, and replaces the traditional manual testing mode, thus reducing the testing error caused by manual misoperation, improving the testing efficiency and reliability, and ensuring the safety of testers.

【技术实现步骤摘要】
一种微型断路器脱扣性能测试系统及方法
本专利技术涉及一种轨道车辆断路器脱扣性能测试技术，尤其是一种精确测试断路器在不同电流下的脱扣时间的试验系统。
技术介绍
微型断路器是轨道车辆电气控制柜中应用最广的电路终端保护电器，目前动车组故障原因统计中，因电器元件工作不可靠而导致系统故障占有很高的比例，因此，精确测试断路器在不同电流下的脱扣时间可以为轨道车辆的安全运行提供重要保障，也为断路器重复利用的稳定性评估提供重要数据支持，是指导车辆检修过程中判断断路器是否更换的重要依据。目前，国内一些机构的测试设备和测试方法比较落后，如广州电气科学研究所等国家认证机构，对断路器脱扣性能的测试技术扔停留在手动控制器件开通关断、设置复杂电路减小上电电流冲击、无法实时记录电流电压特性的水平。由于断路器脱扣时间数值量级小，目前的测试方法会导致断路器脱扣时间测试的精确度，也不利于对实验进行实时监测，并且测试的重复性较差。
技术实现思路
为了实现断路器脱扣时间测试的准确性，弥补现有技术不能精确测试的缺点，本专利技术的目的是提供一种先进的测试方法，配合自主开发的断路器电流-时间特性测试系统，可对不同电流下断路器的脱扣时间进行测试，系统具有自动开通、关断断路器单元，减小手动引起的误差，提高测试结果的精确度。为了实现上述目的，本专利技术提供一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：包括主控模块、交流电源输出模块、被试件自动控制模块、数据采集模块、辅助配电柜五部分，主控模块利用通讯板卡与交流电源输出模块的端口联接，控制输出测试需要的定值电流，主控模块利用通讯板卡与被试件自动控制模块联接，测试过程中实现自动控制被试件的自动开通与关断，数据采集模块联接被试件自动控制模块和主控模块，实现被试件测试数据的采集和传送到主机的功能，辅助配电柜受到主控模块数据采集板卡的控制，起到电源输出中间节点作用，可根据需要进行紧急关断，确保试验安全顺利进行。所述主控模块包括：主机、通讯板卡、数据采集板卡、输入输出端口和打印机，采用图形化的编程语言、高效的测试软件相结合嵌入主机，在试验前控制主机配置各模块的试验参数，通过通讯板卡及数据采集板卡传输，实现设备的远程控制并接收测试数据，最终将试验结果显示和打印输出功能。所述交流电源输出模块，采用可编程供电模块，具有电流自反馈校准功能，电流输出的第一个周期就能做到稳定输出；具有汇流排控制器控制电流的档位功能，在试验前进行档位选择。所述被试件控制模块，采用高精度伺服电机驱动断路器自动开通、关断，该模块由具有通讯板卡接口的电机控制器、伺服电机、机械手组成，电机控制器接收来自主控模块通讯板卡的控制命令，从而控制伺服电机启动，伺服电机驱动机械手运动，完成对被试件的自动开通、关断动作，伺服电机根据被试件尺寸自由调节机械手的位置，试验前将断路器固定，并设定伺服电机驱动断路器进行开通、关断、居中的三个位置，该模块能够快速响应来自主控模块的指令。本专利技术还提供了一种微型断路器脱扣性能测试方法，其特征在于：试验开始前主机配置主回路保护电压值、初始电流值、步进电流值、结束电流值、上电等待时间、循环等待时间、脱扣等待时间、冷却时间参数，主机通过数据采集板卡控制闭合主回路电源对应的辅助配电柜接触器开关，即输入电源使能DO使开关闭合；主机通过通讯板卡向被试件控制模块发送闭合指令，并发送指令开启主回路电源输出并开始计时；检测流过断路器的电流值，即主回路电流的检测，如电流值小于0.5mA说明断路器发生异常脱扣断开，记录脱扣时间；如电流值始终大于0.5mA，持续一定时间后达到超时时间即“脱扣等待时间”，关闭主回路电源，此时脱扣时间记为0；以上流程结束后，关断主回路电源，向断路器发送断开指令，等待断路器冷却，时间长度为“循环等待时间”，主回路电源的电流值设为当前电流值加“步进电流值”，向断路器发送闭合指令，开启主回路电源输出并开始计时，计时期间一直监测流过断路器的电流值，即主回路电流值，如电流值小于0.5mA说明断路器发生异常脱扣断开，记录脱扣时间，如电流值始终大于0.5mA，此时脱扣时间记为0，关断主回路电源，向断路器发送断开指令，等待断路器冷却，主回路电源的电流值设为当前电流值加“步进电流值”，此时如主回路电流值大于等于“结束电流值”，退出测试；否则，重复上述步骤；主控机记录不同电流的情况下，脱扣时间数据，绘制曲线，试验结束后生成报告。本专利技术的有益效果在于：(1)利用图形化编程语言与高效的测试软件相结合嵌入主机，主控模块具有人机界面友好、可靠性强、测试结果自动存储等优点，通过主机统一配置参数控制测试和数据采集设备，对初始和结束电流值、步进电流值、上电等待时间、脱扣等待时间、冷却时间的参数设置，提高断路器脱扣试验自动化程度，减小试验过程中通讯不连续所引起的误差。(2)设置可编程交流输出电源，该电源的自校准系统和电源控制板的快速响应修正功能保证电流输出的精确度，并且输出电流无冲击，不同电流量级档位的设置满足不同断路器测试要求，可编程交流电源对电流上电等待、脱扣等待时间、冷却时间均可实现参数设置，减小额定电流测试情况下因断路器脱扣动作产生的热效应对下一次脱扣测试的影响，以上技术特征均减小断路器脱扣试验过程中的误差产生；(3)采用伺服电机和机械手配合驱动断路器开通、关断，替代传统手动测试的方式，减小了因手动误操作而引起的测试误差，提高了测试效率和可靠性，确保测试人员的安全，精确的速度、位置、力矩的控制，弥补了步进电机等其他驱动机构的缺点。附图说明图1为本专利技术系统原理框图图2为本专利技术断路器脱扣性能测试流程图。具体实施方式断路器脱扣性能测试系统原理如图1所示，实验前由主控模块的主机配置参数，整个测试过程由主机部分发出指令，指令通过RS485总线发送给交流电源模块和电机控制模块，电源控制板接收信号，控制内部回路输出稳定精确的电流；电机控制模块的电机控制器接收来自RS485传输的信号，驱动伺服电机控制机械手实现断路器的开通与关断；6229数据采集卡接收到主机指令，向辅助配电柜发送控制的DO信号，控制辅助配电柜内部接触器，完成电源使能功能，辅助配电柜可根据试验过程中紧急需要进行切断电源动作，确保试验安全顺利进行；电压和电流传感器采集试验过程中回路的电流和断路器两端的电压，高速检测板卡与电压和电流传感器连接完成测试过程的数据采集和传送，试验结束后工控机可完成数据处理和打印功能。如图2所示为断路器脱扣性能测试系统运行流程，软件控制根据图2编写，试验开始前主机配置主回路保护电压值、初始电流值、步进电流值、结束电流值、上电等待时间、循环等待时间、脱扣等待时间、冷却时间的参数。S201设置主回路电源的电流；S202闭合主回路电源对应的辅助配电柜的接触器开关，即输入电源使能DO使开关闭合；S203主机向断路器发送闭合指令；S204开启主回路电源输出并开始计时；S205检测流过断路器的电流值，即主回路电流的检测；S206判断主回路电流值是否小于0.5mA，即判断断路器是否脱扣；S207如主回路电流值小于0.5mA，记录脱扣时间；S208如电流值始终大于0.5mA，持续一定时间后达到超时时间即“脱扣等待时间”，则关闭主回路电源，进行S209记录此时脱扣时间记为0，若未达到超时时限，继续重复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：包括主控模块、交流电源输出模块、被试件自动控制模块、数据采集模块、辅助配电柜五部分，主控模块利用通讯板卡与交流电源输出模块的端口联接，控制输出测试需要的定值电流，主控模块利用通讯板卡与被试件自动控制模块联接，测试过程中实现自动控制被试件的自动开通与关断，数据采集模块联接被试件自动控制模块和主控模块，实现被试件测试数据的采集和传送到主机的功能，辅助配电柜受到主控模块数据采集板卡的控制，起到电源输出中间节点作用，可根据需要进行紧急关断，确保试验安全顺利进行。

【技术特征摘要】
1.一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：包括主控模块、交流电源输出模块、被试件自动控制模块、数据采集模块、辅助配电柜五部分，主控模块利用通讯板卡与交流电源输出模块的端口联接，控制输出测试需要的定值电流，主控模块利用通讯板卡与被试件自动控制模块联接，测试过程中实现自动控制被试件的自动开通与关断，数据采集模块联接被试件自动控制模块和主控模块，实现被试件测试数据的采集和传送到主机的功能，辅助配电柜受到主控模块数据采集板卡的控制，起到电源输出中间节点作用，可根据需要进行紧急关断，确保试验安全顺利进行。2.根据权利要求1所述的一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：所述主控模块包括主机、通讯板卡、数据采集板卡、输入输出端口和打印机，采用图形化的编程语言、高效的测试软件相结合嵌入主机，在试验前控制主机配置各模块的试验参数，通过通讯板卡及数据采集板卡传输，实现设备的远程控制并接收测试数据，最终将试验结果显示和打印输出。3.根据权利要求1所述的一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：所述交流电源输出模块采用可编程供电模块，具有电流自反馈校准功能，电流输出的第一个周期就能做到稳定输出；具有汇流排控制器控制电流的档位功能，在试验前进行档位选择。4.根据权利要求1所述的一种微型断路器脱扣性能测试系统，其特征在于：所述被试件控制模块采用高精度伺服电机驱动断路器自动开通、关断，该模块由具有通讯板卡接口的电机控制器、伺服电机、机械手组成，电机控制器接收来自主控模块通讯板卡的控制命令，从而控制伺服电机启动，伺服电机驱动机械手运动，完成对被试件的自动开通、关断动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦彤，王文军，苗建伟，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22