一种可控开关器件电寿命的测试系统及方法与流程

本发明涉及可控开关测试，具体涉及一种可控开关器件电寿命的测试系统及方法。

背景技术：

1、可控开关器件，如接触器、继电器等作为一种电气、信号控制的电器设备广泛地应用于多种输电、配电、用电和控制场合，作为典型的电磁类开关器件，该类器件根据控制线圈上的控制信号进行主触点的闭合或分断，以实现对负载的通断或信号控制。在工作过程中，主触点频繁的通断极易导致主触点拉弧，瞬间的高温电弧将损伤主触点或在主触点表面产生氧化杂质从而降低器件的电气性能。因此，器件的健康状态好坏和故障与否对整个输电、配电、用电系统和信号控制系统能否稳定、正常运行具有紧密联系和重要影响。故对该类器件触点的电寿命的测试结果决定了其是否能被使用，以及对产品可靠性的重要评估。

2、现有的技术方案中，大部分都是通过电源、可控开关器件、负载串联形成大电流回路对器件引脚进行接触电阻测试，大多都是通过人工搭建方式，自动化测试程度较低；不能将不同电源类型的可控开关器件如dc、ac电源的开关器件适配于一个平台实现自动化使用，且在遭遇停电等意外事件时测试会突然停止，设备数据会丢失，不能做到及时提醒维护人员维修后继续测试；同时不能做到将测试数据收集分析后，直接输出寿命曲线加入数据库，以实现对使用中的可控开关器件进行电寿命预测功能。

技术实现思路

1、本发明提出的一种可控开关器件电寿命的测试系统及方法，可至少解决上述技术问题之一。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、一种可控开关器件电寿命的测试系统，包括测试模块和外部电源，其特征在于，

4、所述测试模块串联在主电路中，包括一个ct1，用于采集串联回路中的电流；

5、还包括一个电压采集点a、b，用于采集到触点两端的电压值uab；

6、还包括一个温、湿度采样模块，实时采样被测样品的外部环境的温、湿度数据；

7、还包括一个控制与采样模块，用于采集到电压、电流、温、湿度数据，并接受外部控制下发pwm信号来控制可控开关器件进行分、合动作；

8、所述测试模块具备一只输入“p+”和一只输出“p-”接口，电流方向总是从“p+”进入装置，从“p-”流出设备，在ct1检测到回路存在电流后，通过pwm信号控制被测样品周期性分、合，采集每次分、合后电压、电流、温、湿度数据上传到“控制与采样”模块打包后通过串口通信方式传输出去。

9、进一步的，所述测试模块包括n个，n为大于等于1的自然数；

10、外部电源选择接入一个交流输入或电网，也可接入一个直流电源；

11、包括n个可控开关器件；包括1个ac/dc模块，用于把交流电转换成直流电，电压可调节；包括一个1个dc/ac模块，用于把直流电转换成交流电，电压可调节；还包括1个ac/ac模块，用于转换交流电压等级实现变压功能；还包括1个dc/dc模块，用于转换直流电压等级实现变压功能；还包括一个储能装置,具备bms控制，用于进行充、放电操作；

12、还包括一个电源模块，配合储能装置给整个系统控制单元进行供电；

13、还包括一个二极管d1,正常工作时作为储能装置充电回路，并防止其反灌电流进主回路；

14、还包括一个可调负载，用来让回路产生可调的电流值；

15、还包括一个控制单元，整个系统的控制中枢，对内可控制转换模块、储能装置、可调负载、测试装置、及可控开关器件，对外可以与远程后台服务器进行有线或无线连接，将耦合的电寿命曲线、设备的告警状态等信息实时上传进去；

16、还包括远程后台服务器，一个服务器，作为系统的数据库，收集控制单元的上传信息，并可下发指令给到控制单元；

17、还包括一个移动交互终端和云平台，人机交互界面，用于查看当前系统状态、数据及下发指令。

18、进一步的，

19、若采用dc源供电，包括正极串联一个可控开关器件k2后，接到可控开关器件k3正极，同ac/dc模块输出并联，可控开关器件k3负极同二极管d1阳极连接，二极管d1阴极与储能装置充电的正极连接，负极为d点，储能装置放电回路正极与可控开关器件k4正极连接，可控开关器件k4负极与e点连接,e点有两个输出回路，其一是dc/ac模块的输入，其二是dc/dc模块的输入；

20、其中，dc/ac电源模块的输出连接可控开关器件k7正极，可控开关器件k7负极连接到ac/ac模块的输入，输出侧正接到可控开关器件k5正极，可控开关器件k5负极接入到测试模块的p+，串联一个电子负载在回路中后，在测试模块的p-点再回到ac/ac模块的输出负；dc/dc电源模块的输出连接可控开关器件k6的正极，可控开关器件k6的负极连接到同可控开关器件k5负极是并联的，dc/dc模块的输出侧也是同p-并联的。

21、进一步的，

22、若采用电网/ac源供电，正极串联一个可控开关器件k1后，接到ac/dc模块输入侧，接到可控开关器件k3正极，同ac/dc模块输出并联，可控开关器件k3负极同二极管d1阳极连接，二极管d1阴极与储能装置充电的正极连接，负极为d点，储能装置放电回路正极与可控开关器件k4正极连接，可控开关器件k4负极与e点连接,e点有两个输出回路，其一是dc/ac模块的输入，其二是dc/dc模块的输入；

23、其中，dc/ac电源模块的输出连接可控开关器件k7正极，可控开关器件k7负极连接到ac/ac模块的输入，输出侧正接到可控开关器件k5正极，可控开关器件k5负极接入到测试模块的p+，串联一个电子负载在回路中后，在测试模块的p-点再回到ac/ac模块的输出负；dc/dc电源模块的输出连接可控开关器件k6的正极，可控开关器件k6的负极连接到同可控开关器件k5负极是并联的，dc/dc模块的输出侧也是同p-并联的；

24、同时k1负极也接到k7负极上，与ac/ac模块输入并联。

25、另方面还公开一种可控开关器件电寿命的测试方法，采用上述的可控开关器件电寿命的测试系统，包括以下步骤，

26、首先，检测a、b点的电压值，当ua电压大于一定限值且ub点的电压值低于设定限值时，确认为交流供电，此时断开k2，闭合k1；

27、其次，后续检测c、d点的电压值，当ucd电压高于设定范围，判定外部电源有效供电，此时断开k4、k7，闭合k3,储能装置不对主回路输出并开始充电；

28、最后，手动输入可控开关器件供电类型为交流后，此时断开k6、闭合k5，控制可调负载输出额定电流值，准备开始测试。

29、进一步的，还包括以下步骤，

30、首先，检测a、b点的电压值，当ua电压大于设定限值且ub点的电压值低于设定限值时，确认为交流供电，此时断开k2，闭合k1；

31、其次，检测c、d点的电压值，当ucd电压高于设定范围，判定外部电源有效供电，此时断开k4、k7，闭合k3,储能装置不对主回路输出并可以开始充电；最后，手动输入可控开关器件供电类型为直流后，此时断开k5、闭合k6，控制可调负载输出额定电流值，准备开始测试。

32、进一步的，还包括以下步骤，首先，检测a、b点的电压值，当ua电压低于设定限值且ub点的电压值高于设定限值时，确认为直流供电，此时断开k1，闭合k2；

33、其次，后续检测c、d点的电压值，当ucd电压高于设定范围，判定外部电源有效供电，此时断开k4，闭合k3、k7,储能装置不对主回路输出并可以开始充电，最后，手动输入可控开关器件供电类型为交流后，此时断开k6、闭合k5，控制可调负载输出额定电流值，准备开始测试。

34、进一步的，还包括以下步骤，检测a、b点的电压值，当ua电压低于设定限值且ub点的电压值高于一定限值时，确认为直流供电，此时断开k1，闭合k2；

35、其次，后续检测c、d点的电压值，当ucd电压高于设定范围，判定外部电源有效供电，此时断开k4、k7，闭合k3,储能装置不对主回路输出并可以开始充电；最后，手动输入可控开关器件供电类型为直流后，此时断开k5、闭合k6，控制可调负载输出额定电流值，准备开始测试。

36、进一步的，还包括以下步骤，检测a、b点的电压值，当ua电压低于设定限值且ub点的电压值低于设定限值时，确认为外部电源故障，此时断开k1、k2；

37、其次，检测c、d点的电压值，当ucd电压低于设定范围，判定外部电源无效供电，此时断开k3，闭合k4,储能装置开始接入准备放电；

38、最后，手动输入可控开关器件供电类型为交流后，此时断开k6、闭合k7、k5，控制可调负载输出额定电流值，准备开始测试。

39、进一步的，还包括以下步骤，首先，检测a、b点的电压值，当ua电压低于设定限值且ub点的电压值低于设定限值时，确认为外部电源故障，此时断开k1、k2；

40、其次，后续检测c、d点的电压值，当ucd电压低于设定范围，判定外部电源无效供电，此时断开k3，闭合k4,储能装置开始接入准备放电；最后，手动输入可控开关器件供电类型为直流后，此时断开k7、k5，闭合k6，控制可调负载输出额定电流值，准备开始测试。

41、由上述技术方案可知，本发明公开了一种自动匹配输入电压类型、可控开关器件电源类型及可调压的自动化测试装置及系统。同时公开了一种利用电压、电流、温度等因素实时耦合，输出可控开关器件全寿命曲线，并可以实时监测器件状态，匹配当前寿命阶段，在异常时可以旁路保护产品电寿命预测方法及系统。还公开了可以在外部电源故障时，可以支持短时持续工作，并提醒维护人员的测试装置及系统。

42、本发明的可控开关器件电寿命的测试系统，采用自动化操作，被测样品放置在装置上后，自动匹配输入额定电压，可以自动完成寿命测试并输出测试数据，大大缩短了时间和人力成本。可以分别切换测试直流型、交流型可控开关器件，并可以自动调节额定输入电压实现匹配，适用范围更宽、更广；可以在外部电源故障时，可以支持短时持续工作，并提醒维护人员维护，维修，提高安全及稳定性。可以测试可控开关器件电寿命并获取全寿命周期内的曲线图并输入数据库，在后续该器件使用过程中，可以实时监测器件的触点状态，匹配数据库中寿命曲线，当其处于全寿命周期一定阶段时(如后半阶段)，上报告警信号提醒用户，并提供短时旁路的装置以继续使用，直到该器件被人工更换，以达到提高整个产品可靠性的目的。