专利名称：高压开关参数测试仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压开关参数测试仪。
一般来说，高压开关的生产厂家供电、发电部门每生产、安装或检修一台高压开关都必须对其开关的性能、参数进行严格测试。
目前一般采用的高压开关测速装置，通过一个设置在开关动触头作动行程中某一预定位置的通孔。获得光电脉冲信号。利用电磁振荡器绘制出一条高压开关动触头运动的曲线，再用精度为0.02mm的卡尺量出有关数据后经过计算才能获得高压开关的有关性能参数。这种测速装置采取定光通量。移动定位标量和调整光通量的方式，对于测试精度影响极大。频率振荡器的振荡频率是恒定的(100周/秒)。共振幅只能在某一个很限小的范围内调节，此例说，当测量DRSR-220开关的分闸速度时，由于分闸速度高，曲线将被拉得很平，因此很难准确的测量刚分时间，最大速度，刚分，刚合速度瞬时速度，最大速度时间及断口的不同期，在测量上存在着几个重大问题即它不能求测出高压开关的瞬时速度，刚分(合)时间，断口的不同期，不能测量开关长行程，不能一机多用，不能测高速开关，仪器整套昂贵，体积大，重量大，操作人员多、复杂。另外，对于电压高，切断电流大分(合)闸速度高的高压开关不能使用。例如SW7-110KV开关刚分速度10m/s，最大分闸速度为15m/s。法国DRSR-220KV开关，刚分速度18m/s，最大分闸速度19m/s。如果仍然使用电磁振荡器测量，是满足不了高压开关测速的要求，并测量高压开关的瞬时速度。刚分(合)时间、断口的不同期，最大速度、时间，就无能为力了。
本发明的目的是提供一种测量高压开关的瞬时速度，刚分(合)时间，断口不同期，最大速度，最大速度时间及高压开关动触头运动全过程的运动曲线，各种参数的高压开关参数测试仪，该测试仪还可在测量的同时，直接显示并记录下列数据及特性曲线。
1.断口的刚分(合)时间。
2.任意两个断口的不同期。
3.断口不同期的大小比较。
4.触头运动动作时间。
5.断口的刚分(合)速度(瞬时速度)。
6.最大刚分(合)瞬时速度。
7.动触头速度达到最大的时间。
8.开关动触头分(合)全运动的速度位移曲线。
9.分(合)过程中，动触头位置和相应时间的点阵曲线。
10.动触头运动过程中任一时间的位置。
11.动触头运动过程中，任一位置处的时间。
12.动触头运动过程中任一时间处的瞬时速度。
13.触头运动过程中任一位置的速度。
14.动触头运动到刚分(合)点时所走的距离。
15.分(合)点的总行程。
以及其他有关的触头的其它信息。甚至获取触头运动过程中任意位置时的瞬时速度V(s)和相应时间T(s)以及任意时刻动触头位移S(t)是观察微小速度时间变化，研究开关机械特性的一种必要手段。
本发明的高压开关参数测试仪主要由光电转换装置，信号处理电路，启动定时电路及微机数据处理系统。
图1图2是本发明的二种最佳实施电路图。
图3图4是本发明瞧鞯慕峁箍蛲己褪荽硐低车目蛲肌 1.光电转换电路的结构特征在于以10+0.02-0.05mm为单位的等距孔光栅尺，在光栅尺的一侧有两只红外线发光管1.2.相并联，在光栅尺的另一侧有两只硅光管5.6相并联。光栅尺在高压开关动触头上固定，随开关动触头运动。
2.信号处理电路的结构特征在于在两只硅光管的集电极上都分别串联了两个阻容滤波电路3.4.到第一级晶体管7.8集电极前置放大电路的基极上。第一级晶体管7.8为串联集电极放大电路。第一级晶体管7.8的集电极与第二级晶体管的基极相串联组成第二级晶体管7.8.9.10集电极前置放大电路，第一和第二级晶体管放大电路为并联电路，从第二级晶体管集电极9.10串一只双驱动器11.为吸收增大脉冲信号电路，然后再串联一只与非门12和串联一只脉冲信号指示13为信号输出电路，与非门12与光电耦合器14串联给与非门15输出为脉冲信号高压隔离整形电路就在给与非15的输出端串联到微型计算机数据处理系统的计数器16中。
3.启动定时电路的特征在于高压开关的继电保护器20与启动定时电路中的光电耦合器17相连接给与非门的输出端直接和微型计算机数据处理系统的定时器19相连接。
4.微机数据处理系统的结构特征在于利用微机中的计数定时器进行做为计数器和定时器，根据它内部的构成，对监控对象高压开关的动触头，断口的参数、脉冲进行定时采样，完成数据采集，然后将采集到的数据做处理。图3.图4为本仪器的结构框图。
1.光电转换装置是固定在高压开关断口的顶部。图1是光电转换电路图，用一根以10+0.02-0.05mm为单位的等孔距光栅尺，该尺与高压开关的动触头相连在一起，在此的两侧有两只红外线发光管1.2.和两只硅光管5.6.当高压开关动触头运动带动栅尺移动一个孔距，光透过光栅尺照在硅光管上，这时就有一个脉冲产生进入信号处理电路周而复始，红外线发光线1.2是并联在电路中的，硅光管5.6也是并联在电路中的都分别在光栅尺的两侧。
2.信号处理电路图1.在强电下操作有很强的外电场干扰，为了避免干扰，在处理电路中有滤波阻容电路3.4.它的连接在硅光管5.6.和晶体管集电极前级放电路7.8之间，阻容电路是从硅光管的集电极晶体管7.8的基极串联连接的。为了加大脉冲信号在电路中采用了二级晶体管7.8.9.10.前置放大。7.8.晶体管的集电极与9.10.晶体管的基极相串联。从晶体管9.10.的集电极放信号输出、输入到双驱动器11和与非门12中，经与门12输出的脉冲信号送入光电耦合器14进行隔离整形后经与非门15送入定时/计数器CTC16进行数据信息进行处理。它们都是以串联的方式进行连接的，13是脉冲信号指示。
3.启动定时电路图2高压开关继电器的常开触点20与光电耦合器17相串联，当启动信号由高压开关继电器的常开触点来时进入光电耦合器17进行对该信号加工隔离再送入与非门18整形，这是为了防止干扰信号进入启动定时器中，经与非门18整形的信号输入到定计器CTC19中，它们都是以串联的形式进行连接的。
4.微相数据处理系统图4，高压开关参数测试仪是一种以TP801A型微机为主体微型计算机定时数据处理，根据微型机定时采样的原理，对高压开关或类似装置的(分)合运动过程的信息进行加工处理。当脉冲信号输入到定时/计数器CTC16.19时，它对这个信号进行分析，运算等一系列的加工，然后送入到存贮器21进行定位修改地址指针，再送入中央处理器CPU22进行加工处理，最后利用操作盘送入输出信号数据等一系列参数输出部分(打印机)24进行参数打印。<微型计算机具备打印、显示功能>。主要由软件控制。
光电转换装置在高压开关端口顶部固定，光栅尺与高压开关动触头连接在一起，并随之移动，光栅尺是以10
为单位的等距孔光栅尺，每移动一个孔格，光源被遮断一次，这样由红外线发光管1.2和硅光管5.6完成光与电脉冲信号的转换，电脉冲信号经3.4.滤波后输入到晶体管7.8.进行集电极置前放大，电脉冲信号的输入输出指示灯13是指示脉冲的进入，光电脉冲信号输入时，信号指示13就发亮，否则不亮，然后，经过双驱动器来增大脉冲信号的电流量11，经与非门12对脉冲信号进行高低电平指示输出，最后输入到光电耦合器14进行对脉冲信号隔离，排除干扰杂波信号，进行处理整形，通过与非门接着输入到计数器CTC16中进行对脉冲的数据处理。图1.
启动定时电路高压开关的继电保护器常开触点(简称继电器)20，与启动定时电路的光电耦合器17相串联，当高压开关的继电器操作杆向下压一下时，高压开关内的动触头就开始作分(合)闸运动在这同时高压开关继电器的常开触点的启动信号脉冲输入到仪器的启动电路光电耦合器17中，经过隔离再经过与非门18直接送入到定时电路的总时器19中进行数据处理。在这个时候，仪器内部开始计时，高压开关的动触头和仪器的定时器同时运动和计时。
时间测量法高压开关的动触头是由初速Vo开始到Vt为结束。可在刚结束的瞬间，高压开关的动触头与静触头进行相碰，可这时由于反冲作用动触头又向回移动一段距离最后慢慢地回到合的位置。高压开关动触头的运动全过程是一个抛物线型状。它的轨迹是当开关动触头刚运动(指初速)时，有一个信号脉冲，图2，这个脉冲信号通过光电耦合器17进行信号隔离整形，输入到定时器CTC19中，进行时间的计算，就这样开始定时计算所通过的脉冲信号数，计算高压开关动触头运动的全过程的总时间，瞬时等。
下面将举例说明以SW6-220KV少油开关为例，测量合闸过程首先将开关的动触头打到分的指示位置，将高压开关参数测试的光光电转换装置固定在高压开关的端口顶部，光栅尺与动触头相连在一起通过光电转换器可接线进入仪器中，各断口线也同时接入仪器的断器杆座中，此后接通高压开关继电器与仪器启动定时电路相串联，经核查接线无误后打开仪器的电源开关，操高压开关的继电器进行合操作。这一次性操作可以得到每相断口的刚合时间。
每相断口的不同期。
每相断口的刚合速度(指瞬时速度)。
每相断口的最大速度。
每相断口的最大速度时间。
以及描述开关动触头运动全过程的时间位移曲线和位移速度曲线。等24种参数，另外，从这两条曲线上可以了解到开关的运动情况，故障情况和反映动触头的特征状况。
高压开关参数测试，克服了上述目前现有的仪器的缺点，解决并且突破了现在的多种高压开关测试仪器只能测量小区间行程的平均速度和局限性，解决了多年来未能解决的开关动触头运动瞬时速度的测量问题，因此，它适应于超高压开关的研制开发，检测和安装调试，可靠性高，测试效率高，数据精度高，体积小，重量轻，操作简单，显示直观，汉字输出，参数打印，开关过程整个曲线绘制等，适用范围广的新型仪器，通过多次的现场实验，测试，结果达到了国内标准，在测量瞬时速度这方面达到了国际水平。
为了和各种速度参数定义相符，该仪器改进了以往多种测试仪器利用小区内求平均速度近似瞬时速度的方法，各速度参数均为实际瞬时值和标准值，还具有测试效率高数字显示清楚直观，同期鉴别，自动比较误差等性能。
时间测量误差不大于0.00001%速度测量误差不大于0.1%适用范围，只要光栅尺的运动能反映触头运动(不管开关的型号)即可。(实用测量真空开关时应用1mm光栅等孔距尺)其它不论长短行程，速度高低均使用10+0.02-0.05mm的光栅等孔距尺(通用)。
测速度范围宽0.001m/s-100m/s。
因外该仪器总重量不超过9kg，携带方便，操作简单，用一人即可现场测试，抗干扰性能强，在50万伏高压下仍能正常工作。防震性能强，放在载重汽车上行驶500公里山路仍能继续工作。连续工作时间≥8H。温度适应范围-45℃～40℃。
权利要求
1.高压开关参数测试仪包括光电转换装置，信号处淼缏罚舳ㄊ钡缏芳拔⒒荽硐低场Ｆ涮卣髟谟冢浩涔獾缱蛔爸弥猩栌械染嗫坠庹こ撸诠庹こ叩囊徊嗌栌蟹⒐夤 .2，另一侧设有光敏元件5，6。信号处理电路设有双驱动器11，光电耦合器14与非门15和计数器16。启动定时电路连接在高压开关继电器的常开触点之间，微机数据处理系统由定时器19计数器16中央处理器22所组成，它由软件控制。
2.根据权利要求1的高压开关参数测试仪其特征在于，信号处理电路由红外线发光管1，2.并联在电路中，硅电光敏管5，6二个并联在电路中，它们都分别在光栅尺的两侧。二级晶体管前置放大7.8.9.10.。7.8.串联，9.10串联，7.8.和9.10并联在每个硅光管的集电极与放大晶体管7.8.的基极之间分别有阻容滤波3.4.电路相串联，在第二级晶体管放大电路的输出端经过双驱动器11及与非门12与光电耦合器14相连。在与非门的输出端有一个脉冲输入输出指示发光管13，如果有脉冲输入，发光指示13发亮。否则不亮。光电耦合器输出端接入微机数据处理计数器16中。
3.根据权利要求1的高压开关参数测试仪其特征在于，其光电转换装置中的光栅尺可与高压开关的动触头相连接在一起，其孔距为10
mm发光管为红外线发光管。光敏元件为硅电光敏三极管。
4.根据权利要求1高压开关参数测试仪的启动定时电路其特征在于高压开关继电保护器的常开触点20与启动定时电路中的光电耦合器17相连，经与非门的输出端18输入到微机数据处理系统的定时器19中。
全文摘要
本发明的高压开关参数测试仪由光电转换装置、信号处理电路、启动定时电路及微机数据处理系统组成，用于测量高压开关的瞬时速度，刚分(合)时间、断口不同期、最大速度、最大速度时间，以及高压开关动触头运动全过程的运动曲线等参数，该测试仪还可在测量的同时直接显示并记录测试数据及特性曲线。
文档编号G01R31/00GK1034812SQ8810041
公开日1989年8月16日 申请日期1988年2月3日 优先权日1988年2月3日
发明者贾相鹤, 崔癸英 申请人:贾相鹤