ABB测试台说明书.doc

宝光集团 低压断路器脱扣特性测试台
BAOGUANG 操 作 手 册
1. 概 述
每台低压断路器出厂前都必须进行脱扣特性测试，按照国家标准及IEC标准，在进行脱扣动作调整时，应该通以非周期分量为零的标准正弦波电流。我公司经过多年努力，精心开发的BT8―10型低压断路器脱扣特性测试台，不但有效地解决了这一问题，而且测试精度高，性能完善，有利于提高工作效率。本产品应用了多项先进技术，如：采用永磁真空同步开关进行选相合、分闸操作，使实际输出的电流波形完全为正弦波，且永磁真空同步开关具有超过10万次的操作寿命，可以进行特频繁的操作；应用微机进行精密计量，我公司特为这一测试台开发了一系列专用软件，所以能获得试验电流波形图及试验电流最大值、有效值、限流值、动作时间值等准确数据。测试台界面清晰、设置合理，各项参数均能满足低压断路器的脱扣特性测试要求，特别是对于有限流功能的断路器，完美地解决了由限流引起的电流测量精度问题。
本产品设计合理，使用方便，功能强大，外形美观。可供各专业试验站、低压断路器的生产制造和研制单位，作为产品质量检测和出厂检验之用。
2. 产品外形图：

图1 测试台外形图
3. 主要技术参数
主要技术参数列于表1
表1：主要技术参数
项 目
单位
参 数
额定工作电压
V
380 / 220 AC（两相+零线）
额定频率
Hz
50
额定功率
kVA
30
额定输出电压
V
0～12AC单相
输出瞬态最大电流
A
10000
电流测试精度

≤±2%（100～10000A）
输出（直流）电阻
µΩ
≤650
选相合闸时间精度
µs
≤±200
定时分闸时间设置
s
0.2 / 0.5 / 1.0 / ∞
长Ｘ宽Ｘ高
mm
1830Ｘ970Ｘ1100
重量
kg
700
4. 主要元件：
4.1 多磁路变压器
为得到稳定、可靠的大电流，我们选用国家定点专业厂家生产的多磁路变压器，以满足设备的各项测试要求。
4.1.1 多磁路变压器技术参数
多磁路变压器的技术参数如表2所示
表2：多磁路变压器的技术参数
项 目
参 数
每一磁路容量
6kVA
额定组合容量　
24kVA
短路容量（5S）
120kVA
初级电压　　　　　　　　　
380V
初级空载电流　　
16A
初级短时电流　　　　　　　　
79A
次级电压（全并）　　
12V
次级电压（全串）
60V
次级电流（全并）
2000A
次级电流（全串）　　　　　　　　
400A
次级短时电流（全并）
10000A
次级短时电流（全串）　　　　　　
2000A
组合阻抗（％）　　
≤ 2.5
组合空载电流（％）
10
重量
316 kg
外形尺寸　长×宽×高　　　
980 ×340 ×610

4.1.2 多磁路变压器工作原理
为了得到稳定的正弦波输出电流,多磁路变压器TD（见图2)设四个单元磁路A、B、C、D, 总的二次输出电压为U2A, U2B, U2C, U2D之和。
U2 = U2A+ U2B+ U2C+ U2D

图2 多磁路变压器工作原理图

接在二次输出电流回路中有选相合闸开关ZK和被试断路器S，分流器FL。将输出电压U2 调到所需值，再将试品断路器S合闸，当永磁真空同步开关ZK合闸后，试验回路出现电流．试验电流在分流器FL上产生的电压信号输入至微机并进行运算。
由于瞬动特性试验电流值（I）很大，永磁真空同步开关ZK合闸后，被试断路器S立即分闸。但作为设备的后备保护，要求ZK合闸后，经一定设定时间，ZK自动分闸，详见第7条第3款。必要时用手动分闸。
4.2 FLP1-10型低感分流器
为了测量试验回路的电流大小．需要在二次回路中串联低感分流器FL，从FL上检测到精确的电压信号，输入至微机进行采样计算。
低感分流器主要技术参数：
短时工作电流：10 kA
信 号 电 阻：304.5 µΩ
输出信号电压：3 V
4.3 调压器：
为得到连续可调、稳定的电压，由两台TEDGC-5kVA　02～50V单相调压器同轴组装串联而成，要求：
输入电压 380V AC单相　
　　　 输出电压　 0至430V AC单相
输出电流　 23A
4.4 永磁真空同步开关：
采用BTM ─ D10型永磁真空同步开关（以下简称同步开关），该开关应用最新先进技术，采用单稳态永磁机构，传动简单可靠，永磁机构控制单元采用全电子化智能化控制。由主开关电源、控制电源、电容器组、推挽驱动MOSFET开关器件、分合闸位置检测器、光电隔离器件、开关电压检测器等组成。控制单元根据断口电压信号的采样，通过逻辑计算后发出分、合闸指令。通过高性能的电子元器件的选用、严格的工艺和调试控制、合理的测量电路及运算电路设计来减小控制信号的离散性，使得选相合闸时间精度≤±200 µs ，其主要 技术如下：
4.4.1 同步开关电参数
a) 额定工作电压： 380 V AC；
b) 额定电流：1250 A；
c) 额定短时耐受电流：25 kA（1s）；
d) 额定短路关合电流：63kA（峰值）。
4.4.2、同步开关机械参数： 图3 永磁真空同步开关外形图
a) 开距： 4±0.1 mm；
b) 超行程：2±0.5 mm
c) 合闸速度 0.2±0.1 m/s;
d) 分闸速度 0.3±0.1 m/s
e) 合闸弹跳：0 ms
4.4.3、同步开关外形见图3
5．系统原理图
5．1 系统一次原理图见图4

图4 一次原理图
5．2 系统二次原理图见图5
图5 二次原理图

6. 开机及参数设置
6.1 开机
测试台操作台面分下图所示三个区:
测试区 屏幕显示区 控制面板

图6 测试台操作台面

1） 查设备完好，依次合上隔离开关D，空气开关CB,电源电压指示为:380V。
2） 按下 总电源合 按钮，调压器应调回零位。合K1开关，提供系统220V操作电源；合K2开关，提供工控机插座电源。
3）打开工控机，双击桌面应用程序图标，进入检测程序。
4）确认同步开关处于分闸状态（即控制器分指示灯亮，否则用鼠标左键单击参数设置、同步开关操作区中分闸按钮），安装被测试品，安装时试品应处于分闸状态，按检测要求接好与设备输出的连线。
特别说明：如果同步开关处于合闸状态，在接试品时有可能产生危及人身安全的强烈电弧。
5），将试品合闸。
6）按被试品检测要求，在控制面板上调整设备的输出电压。
控制面板如图7所示

图7 控制面板

各按钮 / 指示灯功能及操作说明如下：
a) 控制器合指示灯：同步开关合闸时，指示灯亮
b) 控制器分指示灯：同步开关分闸时，指示灯亮
c) 总电源合按钮 / 指示灯：总电源合闸时，指示灯亮
d) 总电源分按钮 ：控制总电源分闸
e) 调整升压按钮 / 指示灯：按下按钮，调压器升压。
f) 调整降压按钮 / 指示灯：按下按钮，调压器降压。
g) 磁路A合按钮 / 指示灯：按下按钮，磁路A合，指示灯亮。
h) 磁路A分按钮 / 指示灯：按下按钮，磁路A分，指示灯亮。
i) 磁路B合按钮 / 指示灯：按下按钮，磁路B合，指示灯亮。
j) 磁路B分按钮 / 指示灯：按下按钮，磁路B分，指示灯亮。
k) 磁路C合按钮 / 指示灯：按下按钮，磁路C合，指示灯亮。
l) 磁路C分按钮 / 指示灯：按下按钮，磁路C分，指示灯亮。
特别说明：开机时，上述g）h）i）j）k）l）指示灯均不亮；分合闸操作不到位时，g）h）i）j）k）l）指示灯也可能不亮；如果磁路A、B、C中有一组分、合指示灯均不亮，则同步开关合闸时输出波形会严重畸变。
7) 输出电压调节方法：
输出电压分为0～3 V、3～6 V、6～9 V、9～12 V四挡，按下述方法操作：
a) 0～3 V输出：按 磁路A分 、 磁路B分 、 磁路C分 按钮，相应的3个绿色指示灯均亮；并按下调整升压按钮，使输出电压达到要求值。
b) 3～6 V输出：按 磁路A合 、 磁路B分 、 磁路C分 按钮，相应的A合、B分、C分指示灯亮；并按下调整升压 按钮，使输出电压达到设定值。
c) 6～9 V输出： 按 磁路A合 、 磁路B合 、 磁路C分 按钮；相应的A合、B合、C分指示灯亮；并 调整升压 按钮，使输出电压达到设定值。
d) 9～12 V输出：按 磁路A合 、 磁路B合 、 磁路C合 按钮；相应的A合、B合、C合指示灯亮；并 调整升压 按钮，使输出电压达到设定值。
8） 软件测试：在显示屏上，根据试品的要求设置定时分闸时间 、选择试验电流大小、 按合闸按钮。在波形显示区出现电流曲线；在试验数据显示区显示：通电时间、I*I*t、I eff-total、I eff-half、I 五个计算数据。存储或记录数据。
9） 测试完成后，按 磁路A 、 磁路B 、 磁路C亮灯按钮对应的相分按钮, 使灯熄灭;按 调整降压 按纽，使 输出电压 为：0 V；且使同步开关分指示灯亮,保存测试数据，退出操作软件，关闭工控机电源，按 总电源分 按钮,所有指示灯均熄灭 。依次打开K2开关，断开工控机插座电源；打开K1开关，断开控制系统电源，打开空气开关CB和隔离开关D。并打扫
卫生，整理用具。
9） 如连续测试试品,重复上述 3) ～8) 步
6.2 参数设置
1） 系统界面
打开工控机，进入检测程序，出现系统界面，系统界面分为三部分：设置、操作区，波形显示区，试验数据显示区。如图8所示：

设置、操作区 波形显示区 试验数据显示区

图8 系统界面

2) 参数设置：
a. 串口选择
选择工控机与同步开关控制器的通讯端口，此设置一般状况下不用修改，使用程序默认值即可。
b. 定时分闸延时
同步开关是按照合闸—延时时间—分闸这一程序进行工作，延时时间的设置有四个选项：0.2s, 0.5s, 1s, max.。比如，选择0.2s,则同步开关在合闸后会自动延时0.2s分闸，如选择max，则同步开关合闸后不分闸，必须通过手动分闸。
c. 试验电流量程选择
采集卡内置三个量程：0－100A，100A－1000A，1000A－10kA。在试验电流选择下拉

菜单中选择合适的量程，采集卡会根据试验电流自动调节输入信号增益，以提高测量精

度。
d. 选相延时调整
开机後根据同步开关试合测得的试验电流波形，在选相延时调整输入框中，输入适当的

选相延时时间，控制同步开关在期望的电压相位角接通回路。

e. 试验特性选择
包括三项：瞬动脱扣，短延时和长延时。

3) 同步开关操作：
a. 合闸按键
控制同步开关闭合回路。
b. 分闸按键
控制同步开关分闸。
c. 数据存储
将试验数据存储在计算机硬盘上。
4) 波形显示：
a. 显示每次试验所测的电流波形
b. 应用工具可对波形进行测量。
5) 数据显示：
每次通电结束，数据显示区自动显示下列数据：
a. 通电时间：回路从接通到分断所用的时间(S)。
b. I*I*t：功耗。
c. I eff-total：瞬动脱扣试验中总的电流有效值
d. I eff-half：瞬动脱扣试验中第一个半波的有效值。
e. I：长延时试验中的电流有效值。

7. 测试
1. 打开应用程序，出现图8所示的系统界面，图8左侧的参数设置、同步开关操作区如图9所示。
2. 从串口选择栏设置串口。
3. 从定时分闸延时栏选择定时分闸延时时间。
一般情况下，瞬动试验选择0.2S或0.5S;短路试验选择0.5S或1S；

长延时选择MAX
4． 从试验电流选择栏（精确测量范围）选择试验电流大小。
5． 从选相延时调整栏调整选相延时。
6. 从试验特性选择栏选择瞬动脱扣，短延时脱扣或长延时脱扣。
此项设置的目的是因为在长延时试验时，有时动作时间长达数十分钟，计算机记录的数据量很大，所以采用连续采集1S数据，计算出该段区间的电流有效值，然后再进行采集，直到试品脱扣或回路断开。最后计算出总的试验电流的平均有效值。
7. 设置好上述项目后，试验回路准备完毕，即可点击合闸按键，同步开关合闸，同时工控机开始采集数据，采集完成后再波形显示框中绘出试验电流波形，并显示出相应的电流数据。
8． 当定时分闸延时设置选择MAX时，按下合闸按键后，同步开关始终保持在合闸状态，这时，波形显示框上方的开关状态指示灯会绿黄交替闪烁，提醒操作员，同步开关还在接通状态，当长延时试验结束、试品脱扣后，必须按分闸键，分断同步开关，为下次试验做好准备。这里需要特别强调的是在作长延时试验时，如果在试验过程中（回路接通后）想分断同步开关，必须长按分闸按键，直到同步开关动作（分断回路）。
9. 波形测量分析
a. 在波形显示框中，有黄色和蓝色两个十字光标，可用鼠标拖动光标移动，可测得两个光标纵轴和横轴之间的差值，即为图10的Y1－Y2和X1－X2值。

图10波形测量框

图11 波形测量框上的图形模板

b. 在波形测量框（图10）的右上角是图形模板，它是用来对显示波形作测量，放大，缩小，移动等操作的。当需要移动光标时，先点击图11左下第一个十字图案按钮，当该按钮左上角的绿色灯亮起后，即可用鼠标拖动光标移动。
中间第二个按键为对波形放大缩小按键。如图12所示，分别为放大所选区域，横轴方向放大，纵轴方向放大，退后到上一次放大，和指定点放大，指定点缩小。
右下的手掌图案按键为波形移动按键。选中该项后，在图形框中按住鼠标左键，可随意

移动。波形到任何位置

图12波形显示框上的波形放大缩小按键
c. 图10中home按键，其作用是当放大缩小波形后，按下此按键，可退回到初始波形。
d. 在波形显示框（如图13所示）的下方是游标操作工具栏。

游标移
游标横坐标 动控制器

游标纵坐标 游标显示控制

游标移动控制钮

图13 游标操作工具栏

1：游标横坐标（单位：S）
2：游标纵坐标（单位：A）
3：游标选择（在下面第5条操作会用到）
4：游标属性控制栏（如图14所示可调节游标颜色，线宽，线型等属性）需要说明的是其中一项：bring to center。在我们对波形作放大或缩小操作时，游标可能会被移出波形框，这是用此工具就可以把游标调至波形框中央。
5：游标移动控制器：由四个菱形按键组成，指示上下左右四个方向，需要移动游标时，先点击3所示的按键，选择需要移动的游标，这是该按键左上角的小灯会点亮，这是通过对游标移动控制器的操作就可以将游标移动到需要位置。（此方法比鼠标拖动游标移动控制精度高，适用于测量时的微调。）

图14游标属性控制栏

10.存储数据：
当一个开关做完特性试验后，如想要保存测试数据，可点击存储波形按键，这时会弹出数据存储对话窗口（如图15所示），要求测试员输入产品型号，规格，编号。测试日期和文件号会自动生成。点击存储数据按键，自动存入计算硬盘，位置在E:\report\目录下。文件为TXT格式，可用EXCEL,WORD等工具打开，编辑。

图15数据存储对话窗口
3）特别说明
a. 试验数据显示区中的几个项目释义
I eff-total :总的电流有效值（即电流自导通至分断时的均方根值）
I eff-half :应用曲线拟合法测得的第一个半波的有效值
在做瞬动试验时会出现这样的现象，由于试验电流很大，第一个通电的半波会出现如图16所示的凹坑，经分析是由于电流很大，试品固有的后备保护起作

图16开关限流作用的示波图
用，导致正弦波畸变。这样就带来了一个问题，应该如何确定试验电流数值，因为前一个半波是畸变的，显然不能用均方根值（I eff-total）来表示。我们采用了曲线拟合的数学算法，对没有发生畸变之前的曲线进行拟合，还原出标准的正弦信号，从而求出试验电流（I eff-half）。所以必须要求选相要在零度，这时正弦电流不会出现过渡过程，才能有效还原出真实正弦信号。
I：试验电流有效值（即电流自导通至分断时测得的峰值经换算得到的有效值）
此值即为没有发生如图16所示限流作用情况下的试验电流有效值（如图17所示）。

图17试品开关无限流作用时的示波图
b. 在做长延时试验时，必须将定时分闸延时设在max档。
c. 在长延时试验时，如果在试验过程中想要分断同步开关，必须长按分闸按键，点击是无效的。
d. 必须在试验电流选择栏（如图9所示）适当选择试验电流值。否则有可能造成测量精度下降。

8. 使用注意事项与故障处理：
8.1 使用注意事项
1）严禁带负荷操作隔离开关、空气开关
2）如有紧急情况，可直接按 总电源分 按纽，切断整个系统供电
3）调压器进行升压操作时，输出电压不能超过380V，否则可能损坏多磁路变压器
4）设备机壳应可靠接地
5）为保证测量精度，同步开关操作每分钟不宜超过3次
6）操作完成后，应使同步开关处于分断位置；长期存放和运输时应使同步开关处于合闸位置。
7）铁磁材料在永磁机构动静铁心间的遗留会影响同步开关参数
8) 输出端口不可直接用母排短接，必要时可用长1400mm、截面为75平方毫米的软铜线短接，试验瞬动电流，否则会引起设备损坏。
8.2 故障处理
故 障 现 象
原 因
处 理 方 法
TD变压器初级无电压或电压与进线不一致。
D、CB未合上，或C1、C2、C4、C6未吸合，触头损坏或控制线路有故障。
合上或修复更换相应损坏的元器件，检查并修复相应的控制器。

初级无电压或不正常
变压器坏或D、CB等接线点接触不良。

更换或修复相应元器件。
不能调整电压
调压器损坏或马达损坏、接触点不良。
更换或修复相应元器件。
同步开关分、合闸不好
同步开关控制回路或位置开关。
更换或修复相应元器件。
检测无电流波形
FL损坏或接触不良。
更换或修复相应元器件。
工控机不能工作
电源是否正常。
更换或修复相应元器件。

9. 维护保养：
设备应定期检查，检查内容包括：
1） 对主要的设备定期检查是否有异常；
2） 检查 C1~C7 接触器的主触头和辅助触点烧蚀情况；
3） 检查紧固是否有松动；
4） 检查空气开关是否有异常；
5） 对工控机中的文件应定期的备份；
6） 发现设备受潮后，应及时对所有绝缘件进行检查；将已受潮的零件烘干燥后才可使用；

7） 不得在移动设备时，使设备台面受力；
8） 同步开关为易损件；
9） 在维护过程中，严禁用坚硬的物体撞击真空灭弧室外壳。
10） 调压器输出电压不能超过380V；

10. 运输、储存：
1） 设备在运输时不得倾翻及受强烈振动或雨淋；
2） 设备应放在通风干燥的室内储存，垂直放置。

11. 随机文件：
1） 产品合格证；
2） 安装使用说明书；
3） 装箱单。

12. 订货须知：
订货时应注明：
1） 所购产品最大瞬态电流、设备的主要技术条件。
2） 备件名称、数量。
3） 其它要求。
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