专利名称：高压断路器综合特性测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于高压断路器机械特性综合试验的仪器。
现有的高压断路器特性试验仪器存在着下述缺点其一、额定电压30％、65％的低压特性试验，现仅有可控硅(SCR)整流调压原理构成的设备，这种装置的负载特性与实际中使用的大容量蓄电池组的负载特性相差甚远，不符合规程要求；其二、常规的多路光线示波和转鼓测速仪等一类模拟测试设备，体积苯重、操作使用麻烦，它们用紫外线感光纸和座标标纸多路录波与划线的办法采集数据，精度低、不直观，感光纸上的波形不便观察和保存；其三、现有一种Z80八位微处理器构成的微机化装置，虽然体积小、精度高，但无多路示波功能，因此无法测出弹跳时间、次数和分析动静触头，保护环三者之间的缓冲接触特性。
本实用新型的目的是克服上述缺点，而提出的一种便于携带、实现控制、测量、示波为一体的断路器综合特性试验装置。
本实用新型的特征是将8x98系列16位单片机系统(7)用I／O接口电路板(6)和传感器件(5)同高压断路器(SW)相连接，I／O接口板的硬件电路是由速度(V)隔离变换及数字式单稳消抖电路(1)，断口时间(t)与同期检出电路(2)，DC／DC控制和机构电流(i)变换电路(3)所组成。
附
图1是本实用新型的方框连接图，图中(5)是传感器，(6)是I／O接口电路，(7)是单片微机系统。这几大部份，连同一台PP40A四色打印描绘器，置于一标准机箱中，使之成为一台带程控功率输出，具有多路示波功能的数字存贮打印示波器。
附图2是本实用新型的实施电路原理图，结合图2的具体电路，对I／O接口电路原理作进一步说明①速度(V)隔离变换与计数式单稳消抖电路(1)，动触头的运动速度由光栅、磁栅、导电滑板等传感器(附图1示意为导电滑板，附图2示意为光栅)，把速度变换成方波电平，方波的波宽等于栅距(即步长△L)，方波的周期时间(△t)长短，取决于动触头移动速度的快慢。此方波信号经电阻R3、二极管D1、D2、光耦器GD2和反相器IC3隔离整形后，送至双D触发器IC4，IC4接成二分频加D型触发器方式，反相器IC3输出的速度方波反相电平，与数字式单稳触发器IC4的R1、2复位端连接，二分频器的时钟端C1的计数脉冲是单片机引脚P2.5输出的脉宽调制波(PWM)，这样触发器IC4就构成一个利用计数脉冲调节单稳时间的数字式单稳触发器，选取一定的计数时钟频率，改变单稳的触发时间，可有效地滤除因机械振动造成的示波边沿抖动信号，利用硬件滤除高频干扰后，测速信号与8x98单片机的高速输入HS1.0接口，方波上升沿引起单片机CPU响应高速输入HS1.0中断，两次中断之间T1计数器的时间差为△t1，这样既知道了某时刻的△1，又知道了△ti，则瞬时速度可按(1)式求出Vi＝△L／△ti＝△L／ni·focl／3×8·C1×10米／秒式中Vi为任意速度，△L为栅距，ni为T1计数器两次中断之差值，focl单片机晶振频率，C1为计算常数。
求得每个△L距离内的瞬时速度后，再进行数字平滑滤波，并按定义求最大，刚分合速度和划出V＝f(L)速度一行曲线。
(2)断口时间(t)与同期检出电路(2)；附图1所示的模拟断路器为一个Y型结构，有2个动静触头(亦称断口)，而实际的断路器使用中可有6个Y结构，12个断口，测时就是指当发出机构控制命令，加上驱动电压开始计时，到断口接通或断开电路的时间。因此12路断口的通断状态，先由附图(2)中GD3～GD14组成的12路隔离变换电路，把这些开关位置信号变换成高低两种电平信号，电容C4～C16滤除感应电势，IC5～IC6为12个施密特反相器整形，与单片机系统(4)、8155I／O芯片的PB0－7、PC2－5，12根输入线连接，而12路断口同期一致性时间，为提高测试精度，先用大规模可编程GAL芯片IC7按逻辑式(2)设计为同期检出电路，硬件检出同期信号后Tt＝(DK1·DK2…DK12)·
…(2) 再送高速输入HS1.2，这样就大大缩短了程序判断时间。通过对单片机HS0.0编程，可以按预定的时间产生时标，对上述各量按式(3)中断记时TDKi＝no·8×3／focl·C2×10－6秒…(3) 式中TDKi断口时间及同期时间，no为HSO·O中断次数，fosl晶振频率，C2为HSO·O软件定时器分频系数。
(3)DC／DC控制和机构电流(i)变换电路3。
①DC／DC电路；高压断路器低电压特性试验。本实用新型是采用高反压大功率复合三极管构成串联稳压电路，分三级MK1、MK2、MK3串联，由单片机高速输出HSO、1、2、3接超小型功率中间继电器J的线圈，以控制超小型功率中间继电器接点J1－1、J2－1、J3－1自动切换输出，其输出接被测试对象的驱动部分；且在第2级MK2的输出端接有负载特性调节电阻RW0，可使负荷特性与蓄电池负荷特性完全一致。
②机构电流(i)传感变换电路；对机构电磁线卷电流过渡过程，采用磁位计传感变换器BL，磁位计是一种特殊结构的空芯互感器，初级为DC／DC电路的输出线，次级为空芯线圈。
e＝W／LSμodi／dt…(4)式中W／L为线压密度，S为线卷面积μo为空气导磁率。
由式(4)知，磁位计为一电流微分环节，欲获得被测电流i，必须采用积分还原，即i＝Sedt(5)通过调节线卷抽头和变换附图2中积分电容C17可以获得与实际过程相一致的机构电流波形。
本实用新型既具有数字微机式仪器精度高的优点，又具有模拟式设备描述物理过程波形的特长，还包括了程控低电压试验功能，且体积小、重量轻、携带使用方便，是断路器特性试验的升级换代设备。
权利要求1.一种高压断路器综合特性测试仪，其特征是将8x98系列16位单片机系统(7)用I/O接口电路板(6)和传感器件(5)同高压断路器(SW)相连接，I/O接口板的硬件电路是由速度(V)隔离变换及数字式单稳消抖电路(1)，断口时间(t)及同期检出电路(2)、DC/DC控制和机构电流(i)变换电路(3)组成。
2.如权利要求1所述的高压断路器综合特性测试仪，其特征是所说的速度(V)隔离变换及数字式单稳消抖电路(1)中，双D触发器IC4接成二分频加D型触发器方式，反相器IC3输出的速度方波反相电平与双D触发器IC4的R1.2复位端连接，双D触发器IC4二分频器的时钟端C1的计数脉冲是单片机引脚P2.5输出的脉宽调制波(PWM)，构成一个单稳时间可以任意调节的数字式单稳触发器。
3.如权利要求1所述的高压断路器综合特性测试仪，其特征是所说的DC／DC变换电路(3)是采用大功率高反压复合三极管构成串联稳压电路，再分MK1、MK2、MK3三级串联，由单片机HSO、1、2、3输出接超小型功率中间继电器J的线圈，由其接点J1－1、J2－1、J3－1输出接被测试对象的驱动部分；在第2级MK2的输出端，接有负载特性调节电阻RWO。
专利摘要本实用新型是一种高压断路器综合特性测试仪，是将单片机系统(7)用I/O接口电路板(6)和传感器件(5)同高断路器相连接，I/O接口板的硬件电路是由速度(V)隔离变换及数字式单稳消抖电路(1)，断口时间(t)及同期检出电路(2)、DC/DC控制和机构电流(i)变换电路(3)组成。可以输出额定值30％、65％、100％三种程控试验驱动电压，并同时测量出机械传动特性参数和描绘出速度、时间、机构电流的波形曲线。本实用新型精度高、体积小、携带使用方便。
文档编号G01R31/00GK2146719SQ9223437
公开日1993年11月17日 申请日期1992年9月29日 优先权日1992年9月29日
发明者刘积昌 申请人:刘积昌