继电保护单板测试系统及其单板接拆线装置的制作方法

本发明涉及一种继电保护单板测试系统及其单板接拆线装置。

背景技术：

继电保护装置在电力系统中起着非常重要的作用，当电气设备遇到故障和不正常工作状态时能自动迅速地、有选择地动作于断路器并将故障设备从系统中切除，保证不故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高运行的可靠性。

而在继电保护装置组箱前，首先要进行单板故障排除的功能测试，这是继电保护装置可靠运行的基础和保证。单板指的是印制板经过装焊相应电子元件后安装在装置内可独立完成一定功能的电子元件插件，需要进行故障排除的待测单板指的是继电保护装置中的cpu板，该单板主要实现开入开出及模拟量采集。功能测试时主要检测单板硬件是否完好，功能是否完备，是否有性能指标下降等。总之，单板的可靠性是继电保护装置正常运行的前提和基础。

目前，在继电保护装置测试方面，都出现了不同程度的自动化测试系统，而在单板自动化测试方面自动化程度尚不高。如在公布号为cn102879663a的中国发明专利申请文件中公开了一种继电保护装置自动测试系统和该系统专用的测试工装，其中测试工装为与待测装置背板形状适应的电连接器，一侧的连接端子用于通过接线连接后续设备，另一侧的连接端子为用于与待测装置背板接线端子适配连接的插针，同时在工装的底部设有滑轨，滑轨上设有滑动平台，待测装置安装在滑动平台上，通过驱动装置驱动滑动平台沿滑轨移动。这样结构形式能够实现将需要与待测装置适配插接的插针整体集成在一个测试工装上，需要接拆线时直接通过驱动装置驱动滑动平台移动即可，这样在接拆线操作时比较方便，接拆线工作量较小，而且能够对不同待测装置的逐一流水线测试。

而现有技术中的单板测试通常采用手工测试方式，将待测单板插入测试装置内，采用端子排上的接口点动短接来模拟开入开出量，完成测试。一般来说，待测单板的一侧具有用于与外部设备连接实现通讯以将数据传递出去的若干个以太网接头、平头探针；另一侧具有与对应的供电电源以及测试装置的的其他单板连接实现信息交互的若干个尖头接口，主要用于实现开入开出以及模拟量的采集等。在实际测试过程中，需要操作人员对各个接口和接头进行手动接拆线。在手动测试过程中会遇到以下问题：1、测试中过分依赖个人能力，测试项目多，接线比较散乱，调试员需要使用万用表测试各个调试项目；点动短接时，容易出现测试项目“缺项、漏项”，或短接失误，损坏器件的问题，而且线路的安装以及拆分的注意事项较多，稍不注意就会出现偏差，并且换线时间长，容易产生静电。2、手动拔插单板，容易引静电损坏器件，同时，待测单板插入测试装置时，容易与其他板卡撞击，导致单板背面器件的刮落。3、测试效率低，测试工作量大，人工成本高。

若要将上述的测试工装的接线结构应用于单板测试过程中，则会解决待测单板的其中一侧自动接拆线问题，但是由于待测单板在测试过程中需要相对两侧均接拆线，因此在实际的单板测试应用过程中，仍然避免不了人工干预接拆线的问题，这就导致待测单板的接拆线受操作人员的影响大，不确定因素多。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种继电保护单板测试系统，以解决现有技术中的对待测单板进行测试时人为干预影响大，不确定因素多，测试效率低，可靠性差的问题；本发明的目的还在于提供过一种该继电保护单板测试系统的单板接拆线装置，以解决现有技术中由于人工拆线复杂导致的人为干预影响大，不确定因素多，测试效率低，可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明的单板接拆线装置的技术方案是：

单板接拆线装置包括底座，底座上设有测试台和活动连接座，所述活动连接座有两个并分设在测试台的相对两侧，与底座之间导向配合，每个活动连接座的靠近测试台的一侧均设有用于与待测单板插接的接插件。

有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的单板接拆线装置，通过在底座上设置用于测试台，在测试台的相对两侧均设置与底座导向配合的活动连接座，并在活动连接座上设置用于与待测单板插接的接插件，这样的设置形式在实际的操作过程中，不需要人工逐个对待测单板进行接拆线操作，仅仅需要将待测单板装夹在测试台上，通过操作活动连接座动作，在活动连接座动作的过程中实现活动连接座的接插件与待测单板上对应的连接端子整体插接连接，进而实现测试设备与待测单板的信号导通连接，结构比较简单，而且仅仅人工接线一次就可以实现对多个待测单板的逐一测试，操作方便，线路清晰。较好的减少人力成本和时间成本，降低测试人员在测试过程中的参与程度，缩短测试时间，提高测试人员工作的效率，降低了测试人员技术门槛要求，做到可靠、高效、全封闭的自动测试，并可根据测试结果生产测试报告和产品合格证明书，做到测试结果的可溯性。

进一步的，为了方便对两个活动连接座的同步控制，与两个所述的活动连接座之间通过传动机构同步、反向传动连接。

进一步的，为了简化结构，方便操作，所述传动机构为丝杠螺母机构，丝杠螺母机构的丝杆与两活动连接座配合的螺纹旋向相反，形成双向丝杠。

进一步的，为了实现活动板动作的自动化控制，所述传动机构传动连接有驱动电机。

本发明的继电保护单板测试系统的技术方案是：

继电保护单板测试系统包括测试设备，还包括接拆线装置，所述接拆线装置包括底座，底座上设有测试台和活动连接座，所述活动连接座有两个并分设在测试台的相对两侧，与底座之间导向配合，每个活动连接座的靠近测试台的一侧均设有用于与待测单板插接的接插件，插接件与所述测试设备连接。

有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的继电保护单板测试系统，通过在单板接拆线装置的底座上设置用于测试台，在测试台的相对两侧均设置与底座导向配合的活动连接座，并在活动连接座上设置用于与待测单板插接的接插件，这样的设置形式在实际的操作过程中，不需要人工逐个对待测单板进行接拆线操作，仅仅需要将待测单板装夹在测试台上，通过操作活动连接座动作，在活动连接座动作的过程中实现活动连接座的接插件与待测单板上对应的连接端子整体插接连接，进而实现测试设备与待测单板的信号导通连接，结构比较简单，而且仅仅人工接线一次就可以实现对多个待测单板的逐一测试，操作方便，线路清晰。较好的减少人力成本和时间成本，降低测试人员在测试过程中的参与程度，缩短测试时间，提高测试人员工作的效率，降低了测试人员技术门槛要求，做到可靠、高效、全封闭的自动测试，并可根据测试结果生产测试报告和产品合格证明书，做到测试结果的可溯性。

进一步的，为了方便对两个活动连接座的同步控制，与两个所述的活动连接座之间通过传动机构同步、反向传动连接。

进一步的，为了简化结构，方便操作，所述传动机构为丝杠螺母机构，丝杠螺母机构的丝杆与两活动连接座配合的螺纹旋向相反，形成双向丝杠。

进一步的，为了实现活动板动作的自动化控制，所述传动机构传动连接有驱动电机。

进一步的，为了实现测试过程中的全自动控制，所述测试系统还包括控制器，测试台上设有用于检测被测单板就位状态的检测开关，所述检测开关与控制器连接，控制器可根据检测开关的信号控制所述驱动电机和测试设备启动和关闭。

进一步的，为了实现上下料的自动化控制，测试系统还包括自动上下料装置，所述自动上下料装置包括上下料机械手，所述上下料机械手与控制器连接，控制器可在检测到测试台空位时控制上下料机械手上料，在测试台上的待测单板测试完毕时控制上下料机械手下料。

附图说明

图1为本发明的继电保护单板测试系统中的单板接拆线装置的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明的继电保护单板测试系统中的料盘结构示意图；

图3为本发明的继电保护单板测试系统的测试流程图。

附图标记说明：1-底板；2-支撑座；3-丝杠螺母机构；4-步进电机；5-活动板；6-限位开关；7-微动开关；8-料盘；9-信号转接件；21-定位销；51-快插以太网接口；52-平头弹性探针接口；53-尖头探针；81-定位槽；82-楔形结构；91-测试插接端子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的继电保护单板测试系统的具体实施例，如图1至图2所示，该继电保护单板测试系统包括测试设备和单板接拆线装置，其中单板接拆线装置主要用于对待测单板进行定位和接线操作，单板接拆线装置包括底板1和设置在底板1上的支撑座2，支撑座2为倒扣在底板1上的u形板结构，且支撑座2的u形延伸方向沿前后方向，支撑座2的上端构成用于定位支撑待测单板的测试台，底板1构成了用于固定在测试台下端并支撑其他零部件的底座。

同时，对应的在底板1上位于支撑座2的前侧和后侧均设置有活动板5，该活动板上靠近测试台的一侧设有用于与待测单板插接的接插件，接插件与测试设备连接实现信号传递，两个活动板导向装配在底座上而构成活动连接座。在底板1上位于支撑座2的u形板开口内安装有丝杠螺母机构3，丝杠螺母机构3沿前后方向导向装配在底板1上，且丝杠螺母机构3的丝杆沿其轴向方向具有两段旋向相反的螺纹，从而将丝杠螺母机构3的丝杆形成为双向丝杆，且在丝杆上旋向相反位置处设有两个螺母，上述的活动板5沿前后方向导向固定在丝杠螺母机构3的两个螺母上。丝杠螺母机构3连接有步进电机4，步进电机4构成了用于驱动丝杠螺母机构3的丝杆转动的驱动电机，步进电机4带动丝杠螺母机构3的丝杆转动，进而带动两个螺母沿前后方向相向或相背移动，最终带动对应的两个活动板5沿前后方向相向或相背动作。这样的结构设置形式能够直接通过步进电机4带动两个活动板5动作，减少驱动部件，而且传动稳定，两个活动板5的移动行程准确度较高，移动一致性较好。

本实施例中的丝杠螺母机构3的两个螺纹段的螺距可以一致，也可以不一致，也就是仅需要保证二者同步动作即可，活动板5移动过程中的速度不限定，可以同速，也可以不同速。丝杠螺母机构3主要是为了实现两个活动板的同步、反向传动连接，通过一个机构的动作而带动两个活动板5同步动作，以实现接拆线过程中两个活动板与待测单板的同步插接配合。当然在其他实施例中，也可以采用如曲柄滑块机构等其他现有技术中可利用的传动机构代替以实现同步、反向传动连接，在采用曲柄滑块机构时，可以将曲柄设置为具有两个相背延伸的悬伸端，滑块有两个，分别设置在曲柄的相背两侧，并将对应的活动板设置在滑块上，在转动曲柄的过程中，两个滑块受曲柄的带动而实现相对或相背同步动作，在这其中，曲柄的驱动可以人工操作，也可以采用电机驱动。当然在其他实施例中，也可以设置两个具有相反的单旋向丝杆并通过联轴器连接实现传动，也可以采用齿轮配合等其他连接形式代替联轴器实现两个丝杆的传动配合，两个丝杠螺母机构可以各自动过步进电机驱动转动，二者之间无传动关系。在其他实施例中，丝杠螺母机构可以直接通过设置在丝杆一端的手轮进行手动驱动。

继电保护单板测试系统还包括与步进电机4控制连接而通过调整对应的丝杆转动的扭矩和步数来控制活动板5的行程的plc，该plc形成了测试系统中的控制器。采用plc控制步进电机4的方式与现有技术plc控制步进电机转动的形式一致，不再详细展开。通过plc控制丝杠螺母机构3的丝杆转动，带动对应的螺母移动，进而带动活动板5移动，实现待测单板测试过程中的快速接拆线。

除了采用plc控制活动板5的移动行程之外，为了保证测试过程的安全性，在本实施例中，在底板1上还设有两个限位开关6，限位开关6分别固定在支撑座2的前侧和后侧，各自用于对两个活动板5挡止限位。通过限位开关6再次限制了活动板5的行程，精准的实现了两个活动板5相向移动至接插件与待测单板的连接端子导通的到位控制，利用限位开关6到位控制的方式再次避免待测单板与活动板5的接插件之间的短路，接触不良等问题。

定义位于前侧的活动板5为前活动板，位于后侧的活动板5为后活动板，前活动板和后活动板主要是实现与待测单板的接拆线，前活动板和后活动板上分别设置有用于与待测单板的对应侧的连接端子适配插接实现信号传递的若干个接插件。活动板5采用矩形尼龙块制成，上述的接插件包括与待测单板对应的接线口以及导电探针。具体的是前活动板的接插件包括与待测单板相对应的改制后的快插以太网接口51，该快插以太网接口51用于与待测单板的前侧的以太网口插接配合；前活动板上位于快插以太网接口51的旁侧还设有用于与待测单板的前侧的平头探针适配插接的平头弹性探针接口52，前活动板上的各个接插件主要是实现待测单板与外部设备的通信，用于将采集到的信号传递给处理终端进行分析比较。后活动板的接插件包括用于与待测单板的连接器端的连接插孔插接配合的尖头探针53，实现对待测单板的供电以及与系统的其他单板的信息交互，包括开入开出以及模拟量等的测试信号采集。在前后板和后活动板相对靠近时，直接与定位在支撑座2上的待测单板整体适配插接，不需要人工逐个进行接线工作，操作简单，节省人工，而且接线和检测效率高。

对于支撑座2来说，在本实施例中，支撑座2采用平面铝合金金属制成，支撑座2上设置有用于定位待测单板的定位部，具体的是在支撑座2的上端面上设置有上下延伸的定位销21，定位销21有三个，且呈三角形布置在支撑座2上，同时在支撑座2上可拆定位有料盘8，定位销21设置能够实现料盘8的找正，料盘8与对应的定位销21插装配合而定位在支撑座2上，料盘8上设有用于固定待测单板的定位槽81。若直接将待测单板放置在支撑座2上，在前活动板和后活动板向支撑座2移动、完成接线过程中，前活动板和后活动板对待测单板有一定的冲击力，可能会造成待测单板的受压拱起，损伤待测单板。同时在本实施例中，料盘8内设置有的定位槽81与待测单板的板面尺寸一致，定位槽81沿前后方向延伸，在定位待测单板时，直接将待测单板沿从前向后的方向插入至定位槽81内即可实现定位。另外，在料盘8上位于定位槽81的后端还挡设有信号转接件9，信号转接件9上并排间隔布置有一定数量的转接接触结构。信号转接件9包括印制板和连接在印制板上的转接板，通过印制板布线，将待测单板的连接端子通过信号转接件9与后活动板连接，具体的是信号转接件9的前侧面具有用于与待测单板的后端连接端子插接连接的单板插接端子，信号转接件9的后侧面上具有用于与测试设备连接的测试插接端子91，各个测试插接端子91的间距大于单板插接端子的间距，这样设置是能够将待测单板的后端连接端子之间的间距放大，并在信号转接件9上采用孔与孔连接的方式与待测单板的后端连接端子紧密接触，方便后活动板的尖头探针53的布局以及与信号转接件9的紧密接触。由于待测单板的后端连接端子间距较小，排布较密，直接将后活动板与待测单板插接需要较高的插接精度要求，这种设计主要是为了对待测单板的后端连接端子的二次保护，减少插接精度要求。同时在本实施例中，料盘8的两侧采用楔形结构82设计，方便抓取料盘8进行上下料操作。

同时在支撑座2上端一侧还设有微动开关7，该微动开关7构成用于检测支撑座2上是否有料盘8放置的检测开关，且该微动开关7与上述的plc连接，在实际的使用过程中，当料盘8放置于支撑座2上时，微动开关由off变为on，当料盘8从支撑座2上取下时，微动开关由on变为off。设置微动开关主要是能够实现在实际检测过程中，plc会监测微动开关的信号控制上述的步进电机4和测试设备的启动和关闭。同时该测试系统还包括上下料装置，上下料装置包括机器人，机器人具有上下料机械手，上述的plc与机器人控制连接，plc可在检测到微动开关7处于off状态也就是支撑座2上没有料盘8时，控制上下料机械手上料，并在检测到待测单板的测试完毕状态时控制上下料机械手下料实现无人干预的全自动测试和上下料过程。在本实施例中，通过控制器接收到的微动开关7的信号，当微动开关为on时，机器人无动作，当微动开关为off时，机器人接受微动开关7的信号，将下一个带有待测单板的料盘8抓取并定位至支撑座2上，实现对各个待测单板的自动上下料。

该继电保护单板测试系统的测试流程如图3所示，主要包括以下几个步骤：

（1）自动测试前的准备：首先将机器人上电，完成复位动作即机器人的机械臂移动至测试等待区，控制不仅电机运动的plc上电，将待测单板放置在料盘8上。

（2）自动上料：plc上电后，自动检测微动开关的状态，若开关状态为off，则表示支撑座2上暂无待测单板，plc将此信号上传至机器人控制器，机器人控制器接受到信号后，机械臂开始到待测区抓取装有待测单板的料盘8，并将料盘8放置在支撑座2上，自动完成上料过程。其中微动开关7为受料盘8重力下压可实现开关切换的开关，plc与微动开关7之间的采集信号传递、以及plc与机器人之间的控制信号传递均为现有技术，不再详细展开。

（3）全面测试：当支撑座2上的微动开关状态由off变为on时，步进电机4连接的丝杆正向转动带的动螺母移动，前活动板和后活动板向支撑座2移动，且活动板5上的接插件与对应的待测单板上的连接端子整体适配插接，完成接线过程。plc将接线完毕的信号上传至pc机，pc机开始自动测试，依次完成开入测试、开出测试、模拟量测试、网口测试等项目。

（4）自动下料：pc机测试完毕后，将测试结束信号下传至plc，plc接到信号后，控制丝杠螺母机构3的丝杆反向转动带动螺母移动，前活动板和后活动板背向支撑座2移动，完成拆线过程。plc将拆线完毕信号上传至机器人，机器人控制机械臂移动至支撑座2处，将装有已测单板的料盘8抓起，并转动机械臂至下料区，将料盘8放置在下料区，完成下料过程。

整个测试过程操作全自动化，无法人工介入，检测效率高。外部设备完全不直接接触待测单板，有效放置器件因外力或静电的损伤。

在其他实施例中，可以不设置丝杠螺母机构，直接通过手动推动活动板移动；支撑座上可以不设置料盘，直接将待测单板放置在支撑座上；料盘与支撑座之间定位可以采用分设在二者上的定位槽和定位块实现；支撑座上的微动开关直接采用光感应开关代替，在将料盘放置在支撑座上时，光感应开关失去光线而关闭，料盘离开时，光感应开关得到光纤而打开；在其他实施例中，可不设置控制器，均通过都手动开启关闭驱动电机和测试设备，手动上下料。

本发明所涉及的单板接拆线装置的实施例，单板接拆线装置的结构与上述的继电保护单板测试系统的实施例中单板接拆线装置的结构一致，不再详细展开。