专利名称：故障继电器注电测试器及测试方法
技术领域：
本发明涉及一种故障继电器注电测试器(CURRENT INJECTION IDMTLRELAY TESTER)及测试方法，属于电力系统测量仪表技术领域。
背景技术：
电力系统在运行时，可能发生各种故障和不正常的运行状态。最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路，它严重地危及设备的安全和系统的可靠运行。此外，电力系统还会出现各种不正常运行状态，最常见的如过负荷等。因此，电力系统通常借助IDMTL继电保护装置，反映电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并使断路器跳闸或发出信号。
当电力系统发生各种故障时，总是伴随着电流增大、电压降低以及电流电压之间相位角的变化等物理现象。因此，利用这些物理量的变化，就能正确的区分系统是处于正常运行、发生故障或出现不正常的工作状态，从而实现保护。例如，利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护；利用电压和电流之间的相位关系，可构成方向保护。继电保护装置一般可分为测量部分、逻辑部分和执行部分，测量部分时时刻刻检视着被保护设备的运行状态，并不断地把输入信号和整定值相比较，以便判断保护装置是否应该动作；它的输出量经过逻辑部分加工后发出信号给执行部分，执行部分将此信号放大后，根据逻辑部分所做出的决定执行保护任务，分别作用于信号和跳闸。
从上我们可以看到，继电保护装置是电力系统不可缺少的电气组件，继电保护装置性能的好坏以及工作的可靠度都直接影响了电力系统能否正常运行。通常很多继电保护装置是需要定期或不定期例检，使继电保护装置满足选择性、快速性、灵敏性和可靠性的要求。
因此，故障继电器注电测试仪器是电气工程必备的测试仪器，要测试IDMTL曲线时间，现有技术的一般做法是，将电流产生装置、电流表以及秒表接入待测继电保护装置的线路中，根据经验进行繁琐的检测步骤，提供电流就可以测出结果。同类产品中，有用调整电压或磁漏的方式取得电流的调节，工作时电流输出可以高达200至300安培，用调整电压或磁漏的方式取得电流的调节，由于它不是专为测试IDMTL继电器断流时间用途而设计制造，是为电闸断流而设计，所以没有预视电流显示，不但不稳定而且不能微调电流，导致电流不易达到调节的要求；且因被测试的继电保护装置电气组件(如M.C.B或M.C.C.B之类)对一两安培的电流误差是没有太大反应，只能把电功集中在继电保护装置的发热组件上，继电保护装置才可以因生热而跳闸，测试的电流数值是靠操作人员估计来调节，反复调较到近似值就可以进行测试，有时会发生因调节电流需时太久而烧毁继电器线圈的情况。上述的方法，操作人员只能根据经验进行繁琐的检测步骤，这是多数电器从业人员不愿接触故障继电器次级注电测试器的原因，从业人员中要需曾经受过训练的人员才会使用。
另外，同类产品售价高。一般的电力工程承办商都不愿自购，原因是就算买了回来，操作人员多不识怎样使用，就算学识使用，也不知测试器的真正用途，亦不知道IDMTL的来由及继电器的定位，而且员工去留率高，在训练的角度，消耗公司资源不少，以致做成只有少数工程公司有条件承接IDMTL继电器的测试工程。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的，为提供一种故障继电器注电测试器及其测试方法，该测试仪器为电气工程所必备，并专为测试IDMTL继电器断流时间而设计，易用价廉准确为设计目的，且以″傻瓜机″方式设计。
为了实现所述目的，本发明提供一种故障继电器注电测试器，包括电源开关与变压器相连，用于启闭测试器与被测电气组件的链路；电源变压器与电流表连接，用于进行实际运行回路和测试回路电压的转换；电流表连接于电源变压器与定档选择器之间，用于显示测试回路中的电流值；定档选择器连接于电流表与发热组件之间，用于所需测试档位的选择；发热组件连接于定档选择器与磁力接触器之间，用于将该发热组件产生的电流导引至被测故障继电器线圈上；磁力接触器与定档选择器、发热组件和秒表相连，根据定档选择器与发热组件的状态决定秒表的启闭；秒表接收磁力接触器的信息，显示出被测电气组件的对故障的响应时间；监察保护单元与电源变压器、发热组件、电流输出线路和讯号输出线路相连，监察并控制电变压器和发热组件的温度，保护被测电气组件的回路的正常工作，确保电流输出线路和讯号输出线路的电流和信号输出。
本发明还提供一种故障继电器注电测试器的测试方法，该测试方法是基于本发明所述的故障继电器注电测试器的，具体包括接地故障继电器测试方法、过电流继电器测试方法和初级测试方法；所述的接地故障继电器测试方法具体包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到EF范围；步骤2由2A开始，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的培数数值，若否就用微调作加或减调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数；步骤6正式测试。
所述的过电流继电器测试方法具体包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到OC范围；步骤2由10A开始，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的培数数值，若否就用微调作加或减调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数；步骤6正式测试。
所述的初级测试方法具体包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到52A范围；步骤2按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，先做极性测试，留意看着故障继电器的铝转盘，看是否转动；步骤6正式测试。
从以上技术方案，我们可以看到，本发明利用电子技术，做出准确度为千分之一秒的十进制秒计，以及准确度达到百分之一安培的电流表，高度灵敏的保护器，高速电子开关，高质的釸钢片可以做出体积细效率高的电源变压器，以上零件设置于本发明的设计电路中，配合特别设计的发热线，加上应电路需求设计的定档选择器的选择键，就制造出故障继电器注电测试器。本发明的特别设计的秒表，特别设计的电流表，特别设计的发热线，配合电流表使用的电流变压器，定档选择器的选择键，组合电路技术及简化使用技术，以上各项技术加起来，令使用者的使用程序简化。
本机是针对测试IDMTL继电器而设计，精细度、灵敏度和准确度都达到一定水平。并以傻瓜机方式设计，使所有电力工程人员都能适应使用。在工程上，可能需要进行初级测试，本机除了可以进行IDMTL继电器次级测试外，也可以进行简单的初级测试。使用的方法也是很简单，因为所需要的技术，已固定成为整体，一按键就知答案，十分方便。
为了更好地理解本发明的目的和其它特点，下文中参考附图更详细地描述其最佳实施例。
图1为本发明故障继电器注电测试器的结构示意图；图2为本发明电流表设计电路简图；图3为本发明秒表设计电路简图；
图4为本发明故障继电器注电测试器的电路图。
具体实施例方式
请参阅图1和图4，图1为本发明故障继电器注电测试器的结构示意图，图4为本发明故障继电器注电测试器的电路图。
从图1中，一种故障继电器注电测试器，包含用于启闭测试器与被测电气组件的链路电源开关，变压器连接于电子开关与电流表之间，用于进行实际运行回路和测试回路电压的转换；电流表连接于变压器与定档选择器之间，用于显示测试回流中的电流值；定档选择器连接于电流表与发热组件之间，用于所需测试档位的选择；发热组件连接于定档选择器与磁力接触器之间，用于将该发热组件产生的电流导引至被测故障继电器的线圈；磁力接触器与定档选择器、发热组件和秒表相连，根据定档选择器与发热组件的状态决定秒表的启闭；秒表接收磁力接触器的信息，显示出被测电气组件的对故障的响应时间；监察保护单元与变压器、发热组件、电流输出线路和讯号输出线路相连，监察并控制变压器和发热组件的状态，保护被测电气组件的回路的正常工作，确保电流输出线路和讯号输出线路的电流和信号输出。
当检查继电器的操作时间时，秒表同跳闸输出继电器的接触点连接，秒表与电流注入输入回路同时开始，并且在跳闸继电器接触时停止。本发明可以做出千分一秒准确度的十进制秒计以及准确度达到百分一安培的电流表、高度灵敏的保护器、高速电子开关和高质的釸钢片可以做出体积细效率高的电源变压器，以上零件设置于特别设计的电路上(如图4所示)，配合特别设计的发热线，再加上应电路需求设计的定档选择器，就制造出故障继电器注电测试器。
特别设计的十进制秒表的精确度为千分之一秒，它以引线为开关，1.2时黄绿色LED数字显示，市面是没有同样大小、形式及功能成品可以买得到的。设计简图如图3所示。秒表由电源给555振荡器、十进制除频器、数字解码器和LED显示器供电；该555振荡器产生的高频电流经十进制除频器和数字解码器处理后，产生计数并由所述的LED显示器显示出来。
定档选择器分为七个固定档位，即接地故障继电器测试(EARTH FAULTRELAY简称EF)三个固定档位、过电流继电器测试(OVER CURRENTRELAY简称OC)三个固定档位和初级测试一个固定档位；其中，接地故障继电器测试三个固定档位分别为2A、5A及10A；过电流继电器测试三个固定档位分别为10A、25A及50A，初级测试一个固定档位为52A。
EF范围分2A、5A及10A三档，是专为测试EARTH FAULT RELAY而设计，以测试要求2培、5培及10培电流为固定档位，配以相近电流配合微调，取得准确的测试电流来进行测试。
OC范围分10A、25A及50A三档，是专为测试OVER CURRENT RELAY而设计，以测试要求2倍、5倍及10倍电流为固定档位，配以相近电流配合微调，取得准确的测试电流来进行测试。
52A档，是为进行初级测试而设，以总线的电流每100安培在C.T.上绕一圈，测试器输出40安培通过C.T.，可以令C.T.输出40％电流(即是2安培)，就可以进行初级测试，主要是要测出C.T.的线路的极性、比例是否正确以及剩余电流大小，在每档位上，电流都可以微调到百分之一安培，时间显示可达千分之一秒，是同类产品没有的精确度。
请参阅图2，电流表由电源、LED显示器、降压取样电流变压器、误差比较放大器和AD转换/解码器集成电路组成；该电源给LED显示器、降压取样电流变压器、误差比较放大器和AD转换/解码器集成电路供电，所述的降压取样电流变压器接收被测电流值，经误差比较放大器和AD转换/解码器集成电路对被测电流值处理后，由该LED显示器显示出被测电流值。电流表分为50A及5A两档，以引线控制选择档位，配合电路设计，达到自动跳档；该电流表的精确度为百分之一安培，LED显示器为1.2时黄绿色LED数字显示器，AD转换/解码器集成电路为TLC7135，误差比较放大器使用的集成电路为OP-07和4558。
百分之一安培精确度，50A及5A两档的电流表，以引线控制选择档位，配合电路设计，达到自动跳档的功能，1.2时黄绿色LED数字显示，市面是没有同样大小、形式及功能成品可以买得到的。
1比75的电流变压器配合电流表使用，以达到电流表线性显示的要求，C.T.的准确度以能通过线性测试及欧姆定律测试为准，使电流表的数字不会受热力影响而失准。
发热组件连接于定档选择器与磁力接触器之间，用于将该发热组件产生的电流导引至被测故障继电器线圈，发热组件为不同截面积的发热线串联，并在适当的位置抽头，具体地说，它以焊接技术，把不同截面积的发热线串联并在适当的位置抽头，分别达到预较电流显示和测试电流显示。测试进行时，继电器线圈代替了部份发热线，使到通过继电器的电流，是真正RMS电流，达到指定技术的要求。
一种故障继电器注电测试器的测试方法，包括接地故障继电器测试方法、过电流继电器测试方法和初级测试方法；接地故障继电器测试方法具体包括如下步骤所述的接地故障继电器测试方法具体包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到EF范围；步骤2由2A开始，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的培数数值，若否就用微调作加或减调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数；步骤6正式测试。
接地故障继电器测试(EARTH FAULT RELAY TEST)，以接地故障继电器的测试为主，把真正均方根电流(TRUE RMS)直接输入水气表，进行2A、5A及10A的电流测试，水气表的电流预较插在1A的位置.时间较在1，以C.T.的比例电流X比5的20％的2倍、5倍及10倍分别进行测试，即是测试器要输出2A、5A及10A的TRUE RMS电流，分别注入继电器测试，以正负不超过7％的准确度为极限，该极限为可以接受的测试结果，只要把定档选择器的选择键旋指到EF范围，由2A开始，这时电流表已出现1.9至2.1之间的数值，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值，这时已把随机付送的讯号线及电流的测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关，把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，就可以进行预较测试，按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的安培数数值，若否就用微调作加或减的调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数电流，就可做正式测试，五秒钟内，答案就出现在操作者的眼前；5A及10A的测试，也只是重复上述动作，把定档选择器的选择键旋指在5A及10A的位置，就可以分别测出需要的全部数据，但为了确认数值的准确度，通常在每档都重复做三次，以连续测出相同或正负不超过百位3数字位的答案为准。
过电流继电器测试方法具体包括如下步骤所述的过电流继电器测试方法具体包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到OC范围；步骤2由10A开始，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的安培数数值，若否就用微调作加或减调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数；步骤6正式测试。
过电流继电器测试(OVER CURRENT RELAY TEST)方法，以过电流继电器测试为主，把TRUE RMS电流直接输入过电流继电器，进行10A、25A及50A的电流测试；过电流继电器的电流预较插在5A的位置，以C.T.的比例电流X比5的100％，即是5×100％＝5作为安培数的基数，时间较在1，这1的意思是铝盘的全行程时间，以C.T.的比例电流X比5的2倍、5倍及10倍分别进行测试，即是测试器要输出10A、25A及50A电流分别注入继电器测试，以正负不超过7％的准确度为极限，该极限为可以接受的测试结果；只要把定档选择器的选择键旋指到OC的范围，由10A开始，这时电流表已出现9.9至10.1之间的数值，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值，这时已把随机附送的讯号线以及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000就可以进行预较测试；现在按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的培数数值，若否就用微调作加或调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数电流，就可做正式测试；五秒钟内，答案就出现在操作者的眼前。25A及50A的测试，也只是重复上述动作，把定档选择器的选择键旋指在25A及50A的位置，就可以分别测出需要的全部数据，但为了确认数值的准确度，通常在每档都重复做两次，以连续测出相同或正负不超过百位3数字位的答案为准。
本机除了可以进行IDMTL继电器次级测试外，也可以进行简单的初级测试，使用的方法也是很简单.因为需要的技术已固定成为整体，一按键就知答案，初级测试为一个固定档位为52A；初级测试方法具体包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到52A范围；步骤2按照每100安培在C.T.绕1圈，预视电流调较数值为40安培；步骤3将随机附送的电流测试线接驳妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，先做极性测试，留意看着故障继电器的铝转盘，看是否转动；步骤6正式测试。
52A档是为进行初级测试而设，以总线的电流每100安培在C.T.绕一圈，测试器输出40安培通过C.T.，可以令C.T.输出40％电流，即是2安培，就可以进行初级测试。主要是要测出C.T.的线路极性、比例是否正确及剩余电流大小；在每档位，电流都可以微调到百分之一安培，时间显示可达千分之一秒，是同类产品没有的精确度。
以上所述，仅为本发明中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种故障继电器注电测试器，包含电源开关，其与变压器相连，用于启闭测试器与被测电气组件的链路；其特征在于该测试器还包括电源变压器，其连接于电子开关与电流表之间，用于进行实际运行回路和被测试回路电压转换；电流表，其连接于变压器与定档选择器之间，用于显示测试回路中的电流值；定档选择器，其连接于电流表与发热组件之间，用于所需测试档位的选择；发热组件，其连接于定档选择器与磁力接触器之间，用于将该发热组件产生的电流导引至故障继电器线圈上；磁力接触器，其与定档选择器、发热组件和秒表相连，根据定档选择器与发热组件的状态决定秒表的启闭；秒表，其接收磁力接触器的信息，显示出被测电气组件的对故障的响应时间；监察保护单元，其与电源变压器、发热组件、电流输出线路和讯号输出线路相连，监察电源变压器和发热组件的温度，保护被测故障继电器线圈的回路的正常工作，确保电流输出线路的电流输出。
2.根据权利要求1所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的电流表由电源、LED显示器、降压取样电流变压器、误差比较放大器和AD转换/解码器集成电路组成；所述的电源给LED显示器、降压取样电流变压器、误差比较放大器和AD转换/解码器集成电路供电，所述的降压取样电流变压器接收被测电流值，经误差比较放大器和AD转换/解码器集成电路对被测电流值处理后，由所述的LED显示器显示出被测电流值。
3.根据权利要求2所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的电流表分为50A及5A两档，以引线控制选择档位，配合电路设计，达到自动跳档；所述的电流表的精确度为百分之一安培。
4.根据权利要求2或3所述的故障继电器次级注电测试器，其特征在于所述LED显示器为1.2时黄绿色LED数字显示器。
5.根据权利要求2或3所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的AD转换/解码器集成电路为TLC7135。
6.根据权利要求1所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的秒表由电源给555振荡器、十进制除频器、数字解码器和LED显示器供电；所述的555振荡器产生的高频电流经十进制除频器和数字解码器处理后，产生计数并由所述的LED显示器显示出来。
7.根据权利要求6所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述LED显示器为1.2时黄绿色LED数字显示器。
8.根据权利要求6所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述LED显示器显示时间的精确达到千分之一秒。
9.根据权利要求1所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的发热组件为不同截面积的发热线串联，并在适当的位置抽头。
10.根据权利要求1所述的故障继电器次级注电测试器，其特征在于所述的定档选择器分为七个固定档位，即接地故障继电器测试范围三个固定档位、过电流继电器测试范围三个固定档位和初级测试一个固定档位；其中，接地故障继电器测试范围三个固定档位分别为2A，5A及10A；过电流继电器测试范围三个固定档位分别为10A，25A及50A，初级测试一个固定档位为52A。
11.根据权利要求2所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的降压取样电流变压器还包括保护器和高速电子开关，所述保护器用于防止所述电源变压器及发热组件过热。
12.根据权利要求11所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述的降压取样电流变压器为1比75的电流变压器。
13.根据权利要求11所述的故障继电器注电测试器，其特征在于所述电源变压器的磁芯由釸钢片构成。
14.一种故障继电器注电测试器的测试方法，其特征在于，包括下述步骤；接地故障继电器测试方法，其包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到EF范围；步骤2由2A开始，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的培数数值，若否就用微调作加或减调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数；步骤6正式测试；过电流继电器测试方法，其包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到OC范围；步骤2由10A开始，按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，留意看着电流表，看测试电流是否是指定的培数数值，若否就用微调作加或减调节，直到测试电流是指定或很接近指定的培数；步骤6正式测试；初级测试方法，其包括如下步骤步骤1将定档选择器的选择键旋指到52A范围；步骤2按照出厂附带的电流指数调较预视电流数值；步骤3将随机附送的讯号线及电流测试线插接妥当，开启故障继电器注电测试器的电源开关；步骤4把秒表的RESET键按一次，秒表出现00.000，进行预较测试；步骤5按下测试键，先做极性测试，留意看着故障继电器的铝转盘，看是否转动；步骤6正式测试。
全文摘要
一种故障继电器注电测试器及测试方法，由特别设计的秒表、特别设计的电流表、特别设计的发热线、配合电流表使用的电流变压器、定档选择器的选择键、电路线路及简化使用技术组合而成，提供电流就可以测出故障继电器的IDMTL曲线时间；本发明还包括接地故障继电器测试方法、过电流继电器测试方法和初级测试方法，操作中能准确控制电流的数值，准确地控制秒表的开和关；因此，本发明专为测试IDMTL继电器断流时间而设计，为易用价廉准确的测试器，且以“傻瓜机”方式设计的仪器，使用者无须上课学习，都能正确使用，快速得出准确数据。
文档编号G01R31/00GK1712977SQ200510084550
公开日2005年12月28日 申请日期2005年7月26日 优先权日2005年7月6日
发明者李迪琪 申请人:李迪琪