一种断路器超行程的检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种断路器超行程的检测方法，其特征在于：所述的检测方法为位移传感器采用螺纹方式安装于断路器绝缘拉杆上，位移传感器的前端与触头弹簧持平，当合闸时位移传感器内的输出电阻被压缩接入工作电压V12，并检测输出电压值后计算出断路器的超行程。由于采用上述的结构，本发明实现了对超行程的实时、准确的检测，使得用户可以直观的看到超行程，随时掌握断路器性能，保障了断路器工作的安全性、可靠性。
【专利说明】一种断路器超行程的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能断路器的生产检测领域，特别涉及一种断路器超行程的检测方法。
【背景技术】
[0002]在真空断路器中，当断路器合闸后动静触头会继续移动一定的距离，该距离称为超行程。此行程是为了保证触头压力，提高合闸的可靠性并减少触头磨损，一般由与绝缘拉杆相连的触头弹簧来提供。如果超程太小就不能保证触头在烧损后应有的触头压力，同时初始分闸速度变小会影响断路器的开断和动热稳定性能，甚至产生重合闸弹振；如果超程太大会增加操作机构的合闸功，使合闸变的极不可靠，因此实际使用过程中会定期检测超程值大小。
[0003]目前对于断路器超行程的检测方法一般分为灯亮法和机械尺寸测量法两种。灯亮法是以合闸过程中动静触头刚接触灯亮开始至合闸终了位置时动触杆所运动的行程。机械测量法又分为直接测量法和间接测量法，是以合闸过程中动触杆端部刚与静触杆的引弧环端平面相平开始至合闸终了位置时，动触杆所运动的行程。显然上述灯亮法实现起来非常繁琐且误差大，测量法的人为测量误差大，且需要在合闸的情况下打开断路器机壳危险性大。
[0004]针对上述问题，提供一种新型的检测方法，能够安全便捷的对断路器的超行程进行检测是现有技术需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种断路器超行程的检测方法，达到安全便捷的对断路器的超行程进行检测的目的。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的检测方法为位移传感器采用螺纹方式安装于断路器绝缘拉杆上，位移传感器的前端与触头弹簧持平，当合闸时位移传感器内的输出电阻被压缩接入工作电压V12，并检测输出电压值后计算出断路器的超行程。
[0007]所述的位移传感器的接入断路器的，输入电压经过电阻R165、R166分压后输入到运算放大器，经过电压跟随器后再经过电阻R167、R168分压后将采样电压送入控制器进行计算。
[0008]所述的位移传感器分压后的采样电压为输入电压的1/4。
[0009]所述的位移传感器的最大行程为10mm，最大采样电压值为3.3V。
[0010]所述的控制器采集位移传感器的采样电压后计算出断路器的超行程，计算方法为:
[0011]X = 4*(Vad*3.3/1024)/(V12/10)；
[0012]其中X为超行程，V12为外部输入给位移传感器的电压，Vad为AD通道的采样值。
[0013]所述的控制器的型号为NXP控制器LPC2136。
[0014]所述的外部输入给位移传感器的电压V12的计算方法为:
[0015]V12 = V12ad*3.3/1024/0.164，
[0016]其中V12ad为位移传感器在输出电阻未被压缩时输入到AD引脚的实际电压值。
[0017]一种断路器超行程的检测方法，由于采用上述的结构，本发明实现了对超行程的实时、准确的检测，使得用户可以直观的看到超行程，随时掌握断路器性能，保障了断路器工作的安全性、可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明；
[0019]图1为本发明一种断路器超行程的检测方法的电路图；
[0020]图2为本发明一种断路器超行程的检测方法中输入电压计算的电路图；
[0021]图3为本发明一种断路器超行程的检测方法中超行程的计算流程图；
[0022]图4为本发明一种断路器超行程的检测方法中输入电压的计算流程图。
【具体实施方式】
[0023]本发明为位移传感器采用螺纹方式安装于断路器绝缘拉杆上，其前端与触头弹簧持平，则合闸时与触头弹簧具有相同的压缩行程。当合闸时其一端被压缩输出电阻，在其两端加工作电压V12，则可检测出输出电压值，该电压值与压缩行程成线性关系，通过检测该电压值大小即可检测出超行程大小。位移传感器的最大移动距离定为10mm，内阻为5kQ。
[0024]如图1所示，P0S_A为传感器的输出端，经过电阻R165和电阻R166分压后输入到运放的电压为0.5P0S_A，经过电压跟随器后并由电阻R167和电阻R168分压后输出电压为
0.25P0S_A，即P0S_A0，其中C50、C110为电容，LZ7为电感，均起到滤波作用，DB22为双通道反并联二极管，起到电压限幅作用，限制P0S_A0的幅度范围为O?VDD3以保护AD通道引脚。
[0025]此处AD采样采用的是NXP控制器LPC2136，其内部自带10位AD采样器，对应最大采样值为2的10次方即1024，对应最大采样电压值为3.3V。假设AD通道采样值为Vad，则对应于输入到AD通道的实际电压值为Ul =Vad*3.3/1024。由于传感器的输出电压是经过1/4分压后输入到AD通道，则传感器的实际输出电压值为U = 4U1 = 4*(Vad*3.3/1024)。假如传感器最大行程为10mm，两端输入电压为V12，则单位行程的电压为V12/10。由上得出传感器输出电压值和行程的关系为X = U/ (V12/10) = 4* (Vad*3.3/1024) / (V12/10), X即为超行程。软件中采用定时器每间隔1.25ms采样一次实时电压值，每秒钟共计采样800次，然后取每秒的平均值通过上述公式计算出超行程用于显示。软件流程如图3所示。
[0026]如下图2所示，上述的V12为外部输入给传感器两端的电压，该电压要求为+12V，但是在使用同一厂家不同批次或者不同厂家生产的电源模块提供该电压时，该电压通常不能准确的为+12V，有的稳定为12.5V、13.5V等，这样计算出的超行程就会产生误差，为此增加了针对V12的跟踪检测电路。
[0027]V12为使用的电源模块输出电压，也就是加在传感器两端的电压，经过R201和R202分压后输入给运算放大器，分压大小为10/(10+51) = 0.164V12，经过电压跟随器后输入给AD采样通道，通常V12电压值不会超过14V，则输入给AD通道的电压值最大为14*0.164 = 2.296V<3.3V，这样既满足电压输入范围要求又保障了 AD采样的精度。C51、Clll为电容，LZ8为电感，均起到滤波作用，DB23为双通道反并联二极管，起到电压限幅作用，限制V12_0的幅度范围为O?VDD3以保护AD通道引脚。
[0028]假设AD通道采样值为V12ad，与超行程的AD计算方法类似，则输入到AD引脚的实际电压值为U2 = V12ad*3.3/1024，V12的实际大小为V12 = U2/0.164 =V12ad*3.3/1024/0.164。软件中采用定时器每间隔1.25ms采样一次实时电压值，每秒钟共计采样800次，然后取每秒的平均值并根据上述公式准确计算出V12电压值，将此电压值带入超行程的计算公式则计算出来的超行程准确无误。软件流程如图4所示。
[0029]这样即使使用不同型号的电源模块来给传感器供电也能得到稳定准确的V12电压值，在软件计算超行程的时候即可根据实际V12值的大小计算超行程大小，保证了超行程检测的准确性，并可将该检测值显示出来以供用户随时查看。
[0030]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的检测方法为位移传感器采用螺纹方式安装于断路器绝缘拉杆上，位移传感器的前端与触头弹簧持平，当合闸时位移传感器内的输出电阻被压缩接入工作电压V12，并检测输出电压值后计算出断路器的超行程。
2.根据权利要求1所述的一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的位移传感器的接入断路器的，输入电压经过电阻R165、R166分压后输入到运算放大器，经过电压跟随器后再经过电阻R167、R168分压后将采样电压送入控制器进行计算。
3.根据权利要求2所述的一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的位移传感器分压后的采样电压为输入电压的1/4。
4.根据权利要求1所述的一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的位移传感器的最大行程为1mm,最大采样电压值为3.3V。
5.根据权利要求1或2所述的一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的控制器采集位移传感器的采样电压后计算出断路器的超行程，计算方法为:
X = 4*(Vad*3.3/1024)/(V12/10)； 其中X为超行程，V12为外部输入给位移传感器的电压，Vad为AD通道的采样值。
6.根据权利要求2所述的一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的控制器的型号为NXP控制器LPC2136。
7.根据权利要求5所述的一种断路器超行程的检测方法，其特征在于:所述的外部输入给位移传感器的电压V12的计算方法为:
V12 = V12ad*3.3/1024/0.164， 其中V12ad为位移传感器在输出电阻未被压缩时输入到AD引脚的实际电压值。
【文档编号】G01B7/02GK104236440SQ201410523282
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】束龙胜, 刘超, 刘建, 陶路路 申请人:安徽鑫龙电器股份有限公司