中压真空断路器自动磨合测试台的设计与应用

王 晔

（北京机械工业自动化研究所 电物理中心，北京 100120）

中压真空断路器自动磨合测试台的设计与应用

王 晔

（北京机械工业自动化研究所 电物理中心，北京 100120）

0 引言

随着电力需求的扩大，人们对电力系统的可靠性要求也越来越高，中压真空断路器作为电力系统的重要电气元件，对电路起控制与保护作用，其动作可靠性直接影响到供电的可靠性。

为了保证中压真空断路器出厂后可靠工作，厂家必须模拟它在电力系统中的实际工作情况，对产品进行一定次数的空载分合操作，这就是中压真空断路器的磨合试验。自动磨合测试台则是用于对断路器进行磨合试验的专用设备。

1 断路器磨合工作原理

1.1 磨合试验项目

磨合试验项目分为合/分操作和自动重合闸操作：合/分操作是模拟断路器正常工作时的分闸与合闸的操作；自动重合闸操作是模拟断路器跳闸后的自动重合闸操作。重合闸操作一般用于输电线路上，这是断路器由于继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动强行送一次电的过程。作用是提高供电的可靠性，减少线路停电的次数。磨合试验动作次序如下表：

上表中，C表示合闸（CLOSE），O表示分闸（OPEN）。分闸操作是指开关从合位置转换到分位置的操作；合闸操作是指开关从分位置转换到合位置的操作。 合分操作是指开关合闸后，无任何有意延时就立即进行分的操作。T1～T4可以在触摸屏中进行设置，表示合、分闸的时间间隔。

一般说来，O-0.3S-CO-180S-CO 是中压断路器的额定操作顺序。按照GB1984的规定：这是自动重合闸操作顺序，自动重合闸有一次重合闸和二次重合闸，一次重合闸时间为0.3秒，二次重合闸为180秒，这个操作顺序即是模拟断路器在永久性的短路故障下重合闸的要求。

1.2 合格判断与处理

通过给断路器二次插头中的合闸回路、分闸回路、储能回路施加电压，使断路器本身的电气执行元件实现储能和分合闸功能，并通过二次插头的合闸、分闸、储能状态的辅助触点判断相应的操作是否执行成功。操作时PLC系统能够通过二次插头自动检测断路器当前的合分状态，并自动发出分合闸指令。

不合格项分为拒合、拒分、误合、误分、储能故障。当不合格项有一项出现时，可终止磨合试验。如果测试结束未发生上述不合格现象，则判该产品为合格。

2 断路器电动操作机构测试台的机械及电气设计

2.1 机械设计

如图1所示，本测试台为自动化生产线上的一部分，运行中转台自动上料，小车自动运料到测试工位；测试结束后，小车自动取料，把合格品运到下一条生产线上，把不合格品运到返修口。小车运料结束后，自动停在磨合房外，磨合房门关闭以降低分合闸产生的车间噪声。

2.2 电气设计

测试台主机控制系统采用OMRON公司的CP1H模块，连接触摸屏，并可通过计算机管理系统进行监测，具有结果显示、参数设置、运行提示、故障自诊断、数据管理等功能。

图1 现场布置图

2.2.1 程序流程图

图2 程序流程图

具体测试过程如下：

1）自动上料

自动上料分为转台上料与返修口上料。

转台上料时，如果为上个工位的不合格产品，或工装放反，则小车会将工装放于返修口。若为正常产品，则放于相应可用空闲工位（操作员可在触摸屏里设定可用工位）。

返修口上料只限于1-4工位。产品放入返修口以后，电机转动使产品紧靠小车轨道一侧，然后申请上料到可用空闲工位。

2）测试

上料到位后，相应工位的下压气缸动作，向下压住产品；黄灯闪烁提示工人接插58芯插头；插入插头后，先手动合闸、分闸一次，检查产品是否有合闸、分闸动作。如无法合分闸，则放弃测试，产品由小车拉回返修口下线维修，若人工分合正常，则旋转工位上的启动开关到“开始”位，正式进行自动合分闸测试。

3）下料

测试结束后，黄灯提示工人拔下58芯插头，如果是合格产品，则转动工位上双位置开关到“开始”位，产品流入下一工位；如果是不合格产品，则转动工位上双位置开关到“放弃”位，产品被小车拉回返修口下线进行返修。

2.2.2 触摸屏结构介绍

图3 触摸屏界面系统图

2.2.3 主要操作界面及使用介绍

开机后触摸屏会自动进入主菜单画面,根据需要可选择两侧按钮,进入各个画面中。

1）设备参数设置界面

图4 测试参数设置-设备参数

根据需要开启各工位，如使用1#工位，则设为“1#启”。下半部分的粉色状态显示框显示各工位当前状态。

2）产品参数设置界面

图5 测试参数设置-产品参数

设备可以对下述磨合试验的参数进行设定：

（1）磨合试验项目的设定：允许进行最多4步、每步最多30000次（磨合周期）的磨合试验，每步可以在自动合分闸试验、自动重合闸试验中选择一个，同时设备能够自动计算各步磨合次数的总和；

（2）操作电源电压设定：合闸电源、分闸电源、储能电源的电压相同，这些电压可为DC110V或DC220V等。

（3）操作时间间隔设定：操作时间间隔（T1～T4）可设定，范围0～999.0s；

储能、分闸、合闸最长操作时间设定：储能、分闸、合闸最长操作时间可以分别设定，此时间同时作为拒合、拒分、误分、误合、储能故障的判断与保护时间。

3）状态监控界面

图6 状态监控1-综合测试

左边是监控各工位当前测试状态和结果；右边是暂停按钮，可停止各工位的测试，以便在测试中检查问题

（1）产品状态显示：当二次插头与设备连接后，根据二次插头的储能、合闸、分闸辅助触点状态，在触摸屏上显示断路器的储能、合闸、分闸状态；

（2）控制命令显示：当设备通过二次插头向断路器输出合闸、分闸信号时，在触摸屏上显示合、分闸命令；

（3）试验项目次数显示：显示设定的磨合试验项目的完成情况、所有项目的总设定次数与已完成次数，并具有断电保存功能。

3 结束语

磨合试验是中压真空断路器生产中的一个重要环节，磨合测试方式的优劣直接关系到断路器的质量和使用寿命。生产线上的自动磨合试验台的使用不但能保证磨合测试的质量，也可以提高中压真空断路器生产的自动化程度，有助于生产厂家提高产品的生产效率，节省人工成本。

[1]周军,海心.电气控制及PLC[M].机械工业出版社,2001.

[2]EasyBuilder8000使用手册.

[3]贵州省电机工程学会.贵州电力试验研究院.贵州电力技术,2006.

Design and development of automatic running-in machine for MV vacuum interrupter

WANG Ye

本文讲述了一种适于自动生产线上使用的中压真空断路器自动磨合测试台，内容包括自动上料、磨合测试操作等。实践证明了该设计的可行性。

中压真空断路器；磨合测试台

王晔（1976 -），男，江苏盐城人，工程师，本科，主要从事电控设计工作。

TH122

A

1009-0134(2011)4(上)-0126-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2011.4(上).39

2010-11-22