雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)時間參數(shù)測量方法研究

概要：本文解釋了雙電源各時間參數(shù)（觸頭轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換動作時間、總動作時間、返回轉(zhuǎn)化時間的測試功能）的含義，詳細描述了試驗室的傳統(tǒng)測量方法，并分析了傳統(tǒng)方法的優(yōu)點與不足之處，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種新型檢測測試裝置模型。

關(guān)鍵字：時間參數(shù) 觸頭轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換動作時間、總動作時間、返回轉(zhuǎn)化時間 傳統(tǒng)測量方法 新型檢測測試裝置模型

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對電力供應(yīng)的要求也相應(yīng)的越來越高。其中，供應(yīng)的可靠性和安全性已成為最關(guān)鍵的指標。高層建筑、小區(qū)、醫(yī)院、機場、碼頭、消防、冶金、化工、紡織等不允許停電的重要場所，為了保證供電的持續(xù)性，往往配置了兩套以上的電源。保證因一路電源發(fā)生故障(停電、欠壓、過壓、斷相、頻率偏移)時，進行電源之間的自動切換。如何對轉(zhuǎn)換質(zhì)量進行考核，也就成了質(zhì)檢工作的重要內(nèi)容。因此，在國家電器標準GB/T14048.11-2008中，詳細規(guī)定了雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)各項性能指標應(yīng)達到的要求及相應(yīng)的測試準則。本文僅對其中的轉(zhuǎn)換性能方面進行研究。

標準中規(guī)定的輪換電器時間參數(shù)主要有以下幾個：觸頭轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換動作時間、總動作時間、返回轉(zhuǎn)化時間；觸頭轉(zhuǎn)換時間為測定的從第一組主觸頭斷開常用電源起至第二組主觸頭閉合備用電源為止的時間。轉(zhuǎn)換動作時間為測定的從主電源被監(jiān)測到偏差的瞬間起至主觸頭閉合備用電源為止的時間。不包括特意引入的延時。總動作時間為轉(zhuǎn)換動作時間與特意引入的延時之和。返回動作時間為從常用電源完全恢復(fù)正常的瞬間起至主觸頭組閉合常用電源的瞬間為止的時間加上特意引入的延時(1)。

可依據(jù)上面的定義，可作出如下的時間分布圖：

傳統(tǒng)的測量時間方法主要原理為：引入對應(yīng)于“第一組主觸頭斷開常用電源”“第二組主觸頭閉合備用電源”“主電源被監(jiān)測到偏差的瞬間”“常用電源完全恢復(fù)正常的瞬間”“主觸頭組閉合常用電源的瞬間”的無源開關(guān)量（電源狀態(tài)由檢驗電路中的接觸器輔助觸頭指示，雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)各種參數(shù)可由產(chǎn)品上相對應(yīng)的狀態(tài)輸出輔助端子指示），通過監(jiān)測開關(guān)量變化，測出各個過程的時間。

傳統(tǒng)的檢測時間方法由于原理簡單，設(shè)備投入少（僅需一臺數(shù)字多用表，一臺三相調(diào)壓器，及連接導(dǎo)線），得到了各個測試站及廠家的廣泛應(yīng)用。但隨著，雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切換速度的不斷加快，以及20世紀以來新技術(shù)對雙電源的影響，傳統(tǒng)的檢測方法已不能良好地評估轉(zhuǎn)換性能，或者根本無法使用。

首先，傳統(tǒng)檢測方法精度不高，數(shù)字多用表最高量程級別僅到毫秒級，對切換時間僅20ms或更低的雙電源來說，明顯不能滿足要求，同時，傳統(tǒng)檢測方法并非直接檢測變化量。都是通過檢測變化量相對應(yīng)的開關(guān)量的變化來得出具體時間。變化量轉(zhuǎn)化為開關(guān)量的過程時間也計入的雙電源的時間參數(shù)，當雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)反映越靈敏時，相應(yīng)測出時間誤差也越大。

其次，變化量必須轉(zhuǎn)化為開關(guān)量也導(dǎo)致了傳統(tǒng)的檢測時間方法無法適用于新型雙電源。高科技的應(yīng)用，使得雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的狀態(tài)輸出指示有了明顯變化。電子的，數(shù)字的，及遠程等輸出方式都能在新產(chǎn)品中見到身影。傳統(tǒng)采用輔助觸頭輸出的方式在新產(chǎn)品中已經(jīng)越來越少見。獲取傳統(tǒng)檢驗方法所需要的開關(guān)量往往需要拆開雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置，研究產(chǎn)品的具體構(gòu)造及原理。并有可能因為對產(chǎn)品的處理，影響產(chǎn)品的功能。

最后，傳統(tǒng)檢測方法效率極為低下。不僅一個廠家的一個類型的產(chǎn)品就確定一種接線檢測方式，而且對每一個切換時間的測量，都需要重新進行接線。這顯然不適合大批量檢驗的需要。

通過對傳統(tǒng)檢測方法的分析，可以清楚地認識到：對變化量的間接測量是傳統(tǒng)方法的最大缺陷，同時對數(shù)據(jù)的低效處理也是影響檢測的一個關(guān)鍵因數(shù)。為了克服傳統(tǒng)方法的缺陷，采用現(xiàn)代計算機技術(shù)，我們設(shè)計出了以下系統(tǒng)：

使用隔離變壓器將測試系統(tǒng)與主電路分開，防止兩者之間的相互干擾，采用電壓及電流傳感器直接從雙電源處取得所需要的信號數(shù)據(jù)并將之送到單片機，由單片機對數(shù)據(jù)進行處理，計算出各個切換時間。在液晶屏上直接輸出電壓，電流波形圖及各個時間具體值。

（1）GB14048.5-2008《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第5-1部分：控制電路電器和開關(guān)元件機電式控制電路電器》

作者簡介： 江亨湖（1985-），男，工程師，學(xué)士，主要從事低壓電器產(chǎn)品檢測