[发明专利]基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置及其方法

说明书

本发明涉及基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置及方法，断路器断口的一侧接地，另一侧地线从互感器穿过，采样电路、方波发生器和互感器串连，方波发生器连接方波发生驱动电路，方波发生驱动电路连接中央处理器，采样电路的输入端和输出端分别连接至放大电路，放大电路连接模数转换电路，模数转换电路连接中央处理器。断路器现场测试时，不需要断开地刀或拆除地线，不需要爬高接线；测试工作时，在每个半波周期内，高速采样驱动电流值，并计算驱动电流的有效值，通过对比电流值大小，可确定断路器断口的状态；现场接线简单，只需将钳口互感器卡到断路器地刀接地杆上或接地铜排上；现场不需要拆除地线，可有效抑制现场的电磁干扰。

技术领域

本发明涉及一种基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置及其方法。

背景技术

目前，传统测试方法是，将断路器断口的一侧短接并接地，另外一侧分别接一根测试线引入仪器面板接线端子，仪器信号地与大地相连接。测试时，仪器判断信号端的状态，如果为高电平(高阻)，表示断口分状态；如果为低电平，则信号端子与地短接，表示断口为合状态。

如果测试现场有其他母线带电运行，因为电磁场干扰，导致信号线产生感应电压，会导致仪器损坏及人身安全问题。

对于GIS开关来说，开关检修时，GIS两侧的地刀是闭合的，常规检测是需要拆掉接地刀闸外部的接地铜排，从而增大了现场的工作量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置，特点是：断路器断口的一侧接地，另一侧地线从互感器穿过，采样电路、方波发生器和互感器串连，方波发生器连接方波发生驱动电路，方波发生驱动电路连接中央处理器，采样电路的输入端和输出端分别连接至放大电路，放大电路连接模数转换电路，模数转换电路连接中央处理器。

进一步地，上述的基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置，其中，所述断路器断口的一侧通过刀闸接地。

更进一步地，上述的基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置，其中，所述方波发生器是输出频率为5kHz的方波发生器。

更进一步地，上述的基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试装置，其中，所述采样电路是型号为ACS712-5的电流传感器模块。所述方波发生器是型号为C8051F380/TQFP48的芯片。所述方波发生驱动电路是型号为L293的芯片。所述放大电路是TL082集成运放单元。所述模数转换电路是型号为ADS7864的模数转换器。所述中央处理器是型号为C8051F380的处理器。

基于互感器励磁特征的断路器动作时间测试方法，包括以下步骤：

(1)开始测试时，由方波发生器产生一5kHz的方波，方波通过一个非门反向缓冲，产生其中一路驱动方波，方波再经过一个非门反向缓冲，产生另外一路方波，两路方波频率相同，相位相反，作为后级的H桥电路驱动信号；

(2)两路方波信号输入到方波发生驱动电路，产生一个5kHz的方波，用于驱动互感器；

(3)驱动电流通过隔离电流采样电路，采样电路输出等比例的电压波形，输出的电压通过放大电路，输入到模数转换电路；中央处理器以100kHz的速度连续启动模数转换电路并读取AD采样值，每个采样周期为0.1ms，相当于互感器驱动电流的半个周波；

(4)在每个采样周期内，采样10个AD值，通过中央处理器运算，得到半个周波的电流值；由于外部断路器断口的合分闸状态不同，互感器的励磁电流幅度不同，通过比较电流的大小，确定外部断路器的合分状态，状态通过中央处理器的GPIO输出，约定高电平为分状态，低电平为合状态，GPIO实时反应断路器的分合状态。