一种电子元件抗老化试验装置的制作方法

本实用新型涉及电力行业的电气元件及设备检测领域，尤其涉及一种电子元件抗老化试验装置。

背景技术：

目前剩余电流动作断路器广泛的应用于工厂、家庭等场合的配电系统中，当人身触电或电网泄漏电流超过额定剩余电流值时，可在极短的时间内迅速切断故障电源，保护人身及用电设备的安全。根据GB16916-2014、GB16917-2014标准要求，剩余电流动作断路器必须进行验证电子元件抗老化性能试验，以确保其电子元件的有效性。

针对标准要求，电子元件抗老化性能试验装置也在不断的更新换代，目前已有的电子元件抗老化性能试验装置可以基本满足标准试验要求，但也普遍存在试验效率低下，设备生产成本高等缺点。因此有必要研发一套成本较低、且能够高效完成检验目的的电子元件抗老化性能试验装置。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种电流特性测试自动控制调节电流的装置，用可编程逻辑控制器自动控制的方法解决了试品与线路发热以及电网波动导致电流不稳定的问题。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种电子元件抗老化试验装置，该装置包括试验工位、电源装置和控制装置，所述电源装置包括变压器和调压器，所述控制装置包括可编程逻辑控制器PLC、电压传感器、电流传感器、触摸屏HMI和执行元件，所述控制装置分别与试验工位和电源装置连接，所述电源装置与试验工位连接。所述可编程逻辑控制器PLC为整个试验装置的控制核心，试验人员可以通过触摸屏对试验数据进行设置，触摸屏将试验数据上传至PLC，PLC通过执行单元对试验电源进行控制，可以实现试验电压、电流的自动调节。电源部分的电流、电压传感器实时采集电压、电流数据，并将实时数据传至PLC，PLC可根据实时的试验数据与预设试验数据进行比较，从而对试验的电压、电流进行调整，并保持试验电压、电流的稳定。三台试品同时进行试验时，各工位上的光电传感器实时检测试品合分状态，若某一试品分断，则光电传感器将试品分断信息上传至PLC，PLC通过执行单元对该工位旁路进行短接，保证另外两工位连续通流，试验不间断。

本实用新型对电源部分、控制部分、试验工位等进行了改进。通过试验测试，改进后的试验装置具有试验电压、试验电流调节快速，且稳压、稳流精度高，试验效率高，设备购置成本较低等优点，具有较好的市场前景，对于高质量、高效率的完成电子元件抗老化性能试验具有极其重要的意义。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本实用新型有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中电源部分电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。

需要说明的是，在下述的实施例中，利用图1～2的示意图对按本实用新型一种电子元件抗老化试验装置进行了详细的表述。在详述本实用新型的实施方式时，为了便于说明，示意图不依照一般比例绘制并进行了局部放大及省略处理，因此，应避免以此作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种电子元件抗老化试验装置，该装置包括试验工位、电源装置和控制装置，电源装置包括变压器和调压器，控制装置包括可编程逻辑控制器PLC、电压传感器、电流传感器、触摸屏HMI和执行元件，控制装置分别与试验工位和电源装置连接，电源装置与试验工位连接。

本实用新型对电源部分、控制部分、试验工位等进行了改进。

1.电源部分的改进：为了提高试验装置调节试验电压、电流的速度，并提升试验电压、电流测量精度，本实用新型对电源部分进行了改进。改进后的电源部分电路原理图如图2所示。

由于被试品的额定电压各不相同，试验时1.1Un需要由调压器来进行调节。现有的电子元件抗老化试验装置大都采用一台调压器进行试验电压的调节，在实际运行中往往存在着许多弊端，①调压时间长，由于调压器量程较大，在调压过程中调压器从零位开始调节，需要较长的时间才能达到预期试验电压。②回路电压压降大，由于调压器线圈较长，导致回路电压压降往往较大。③调压器的容量、体积较大，直接导致试验装置成本增加，且体积大不利于试验装置的集成。因此本试验装置的电源部分利用三台变压器AT5、AT6、AT7及一台调压器AT8的组合进行试验电压的调节，根据试验电压预设值通过接触器AKM5-AKM7对三台变压器进行自动投切，得到略小于要求值的电压，再利用调压器对试验电压进行微调，得到预期试验电压，从而快速、准确的实现试验电压的调整。且调压器容量、体积相对较小有利于降低试验装置成本，便于设备的集成，有效的解决了传统试验装置存在的问题。

2.自动控制系统的建立：本实用新型同时也对电流调节回路进行了改进，图2中的AT1、 AT4为电流调节回路的粗调调压器、变压器，AT2、AT3为电流调节回路的微调调压器、变压器。微调调压器与变压器的引入有利于减小调节细度，避免电流调节时由于调节细度不足造成的往返震荡，提高试验电流的调节精度，减少调节时间。AT9、AT10是使用特殊工艺制作的一种变压器，主要目的是用来合成电压、电流，工作电压同时施加在AT9、AT10的原边与副边，现有电子抗老化试验装置一般只使用一台变压器AT10进行试验电压、电流的合成，本设备引入AT9 目的是为了增加回路阻抗，便于对较小试验电流的调节。另外，现有设备往往采用一台125A 的电流传感器进行试验电流的采集，对于较小的试验电流，例如10A以下，电流传感器的测量精度较低，容易造成试验数据的不准确。本试验装置采用四台不同量程的电流传感器，其量程分别为0-3A、0-10A、0-30A、0-125A，针对试验电流的不同，通过PLC与执行单元AKM8-AKM11 的配合，实时切换电流传感器，保证实时的试验电流值在电流传感器量程的20％-100％范围内，确保试验电流测量的准确性。

3.三工位系统的实现：试验装置以PLC为控制核心，通过电压、电流传感器和控制元件实现系统的自动控制，其控制流程为标准负反馈控制。试验人员通过触摸屏对试验参数进行设置， PLC输入模块采集到所设置的参数后，其数字量节点会对相关控制元件发出指令，通过控制元件接通或短接变压器，并对电机式调压器进行正反转调节，调节电压、电流值的同时，PLC会通过输入模块读取电压、电流传感器的实时值，并与试验预期值进行比较，若实时值不在满足条件的范围，则继续通过数字量节点对试验电压、电流进行调节；若实时值在满足条件的范围内则停止调压，并继续对试验电压、电流进行读取，若波动超出要求范围则继续进行调节，确保试验参数的稳定。

根据标准要求，剩余电流动作断路器在进行该项试验时，需要对3台试品进行检测，3台试品均通过试验，则可判定试验通过，若3台试品中只有2台试品通过试验则需要取另外3 台试品进行重复试验，重复试验通过才认定为该项试验通过。在该项试验中，单台试品的试验周期为168小时，若试验设备只有一个工位，3台试品则需要504小时，即至少需要21天才能完成试验，如果其中有1台试品没有通过试验，需要进行重复试验，则试验时间还需加倍，这样就极大的降低了试验效率。试验通过与否的判定及试验时长与工位数量的关系见下表。

电子元件抗老化试验通过判定及试验时长与工位数量的关系

为了提高试验效率，现有的一些电子元件抗老化试验装置设置了三个独立工位，即采用三套独立的电源，那么试验装置电源部分成本需要增加近三倍，试验装置的体积也会随之增大。为了降低试验装置成本，一些电子元件抗老化试验装置将三个工位相互串联，虽然这种方法在三台试品均通过试验的前提下可以有效的减少试验时间，但若其中1台试品不能通过试验，在试验过程中断开，由于三工位串联的原因，则试验回路断开，试验停止。在这种情况下，由于其它两台试品没有完成整个试验过程，因此不能判定这两台试品是否合格，也就无法判断是否需要进行重复试验，这种方法也不能完全满足试验要求。

本实用新型对传统三工位串联设计进行了改进，分别在三个工位上安装了高精度光电传感器，传感器分为光电发射端与感应端，发射端持续发射光电信号，在试验过程中，若试品分断，操作手柄落下时会阻断光束，这时传感器会输出DC24V电压信号给PLC数字量输入模块，PLC 判断试品的合分状态后会发出指令，闭合接触器，接通并联在该工位两端的短接回路，快速重新接通试验回路，使得试验装置另外两工位能够不间断通流，连续进行试验，从而在不增加试验装置电源部分容量的前提下，实现了三个工位同时进行试验的目的，极大的提高了试验效率。