断路器机械特性测试仪

附录：

中国上海测试中心（上海市计量测试技术研究院）是政府按照集中投入大型科学仪器，开展科学技术研究，为社会综合性测试技术服务而建立的技术机构。1984年，被科技部定为***测试中心，并要求逐步建设成为“分析测试方法的研究中心，仪器分析技术人员的培训中心，分析测试的技术服务中心”。

上海市计量测试技术研究院是上海市政府计量行政部门依法设置的国家法定计量检定机构，也是国务院计量行政部门批准建立的华东地区法定计量检定机构——华东国家计量测试中心，同时也是国家科技部批准建立的***分析测试中心——中国上海测试中心。国家计量器具质量监督检验中心(上海)是在上海市计量测试技术研究院基础上筹建的，是国内**的在地方计量机构基础上筹建的综合性***计量器具质检机构。

挂靠我院的国家金银制品质量监督检验中心(上海)、上海市环境保护产品质量监督检验总站、上海市电子产品质量监督检验站、上海市贵金属宝玉石质量监督检验站、上海市信息系统及产品质量监督检验站、上海市气体化工产品质量监督检验站，同时也是上海市计量测试技术研究院设立的专门从事环保产品、电子产品、贵金属宝玉石、信息系统及产品、气体化工产品检测的技术部门。

上海市计量测试技术研究院、华东国家计量测试中心、中国上海测试中心、国家计量器具质量监督检验中心(上海)、国家金银制品质量监督检验中心(上海)通过了中国国家认证认可监督管理委员会的计量认证。同时，我院通过了国家认监委的食品检验机构的计量认证。挂靠我院的各上海市产品质量监督检验站通过了上海市质量技术监督局的计量认证。计量认证范围可通过“机构名称”和“产品/产品类别”、“项目/参数”进行查询。

按照建立的初衷和科技部的要求，中心始终把服务社会、服务企业作为自己的一项神圣使命，为上海的科技**、经济发展提供了重要技术支撑。多年来，为上海**块石英电子表的诞生、桑塔那轿车国产化、风云卫星、大桥斜拉索、秦山核电站、浦东国际机场等多个重大工程、大型企业提供了测试服务，并制定或参与制定了一批产品、系统等方面的技术标准，起到了技术平台的作用。

一、技术参数

1.1、  使用环境

输入电源  220V±10%  50Hz±10%         大气压力  86～106kpa

温    度  －10～40℃                   湿    度  ≦80%RH

1.2、  **性能

绝缘电阻  ＞2MΩ

介电强度  电源对机壳工频1.5KV耐压1分钟，无闪络与飞弧。

1.3、  基本参数

时    间： 量程   25000.0ms          *小分辩率0.1ms

偏差   ① 250   ms档位        0.1ms±1个字

② 2500  ms档位        0.1ms±1个字

③ 25000 ms档位          1ms±1个字

合闸电阻： 量程  1600欧                分辨率：1欧

速    度： 量程 20.00m/s             分辩率0.01m/s

偏差　 ① 0-2m/s以内       ±0.1m/s±1个字

②  2m/s以上        ±0.2m/s±1个字

行    程：

电    流： 量程 20.00A               分辩率0.01A

输出电源： DC0～280V数字可调/20A（瞬时工作），分辨率1V。

外形尺寸： 360mm(L)×280mm(W)×300mm(H)

重　　量： 9kg

二、性能特点

1、    性  能

l       时    间：12个断口的固有分、合闸时间，同相同期、相间同期。

l       重 合 闸：每断口的合－分，分－合，分－合－分过程时间：一分时间、一合时间、 二合时间、金短时间、无电流时间值。

l       弹    跳：每断口的合闸弹跳时间，弹跳次数，弹跳过程，弹跳波形;每断口的分闸反弹幅值。

l       速    度：刚分、刚合速度，*大速度，时间－行程特性曲线。

l       行    程：总行程，开距，超行程，过冲行程，反弹幅值。

l       电    流：分、合闸线圈的分、合闸电流值、电流波形图。

l       动作电压：机内提供DC0～280V/20A数字可调断路器动作电源，自动完成断路器的低电压动作试验，测量断路器的动作电压值。

2、   特  点

适用于国内外生产的所有型号的SF6开关、GIS组合电器、真空开关、油开关的机械特性试验。

很强的抗干扰能力，在500KV变电站旁路母线带电的情况下，也能轻松试验，精准测量。

通用测速传感器(选配)，直线行程速度传感器，旋转测速传感器，安装极为方便、简捷。

开关动作一次，得到开关机械特性试验所有数据及相应的波形图谱。

主机可存储现场试验数据，机内实时时钟，便于存档保存试验日期、时间。

主机大屏幕、宽温度、直透视、背景光液晶、全中文显示所有数据及图谱，液晶对比度电子调节、断电记忆。

中文菜单操作,使用方便。仪器内置打印机，随时快速打印所有数据及图谱。

仪器配有数据分析管理软件，具有USB接口，试验结果可输出到各类针式、激光或喷墨打印机打印试验报告，使现场试验计算机化。

三、术语定义

分（合）闸时间：分（合）闸线圈上电作为计时起点，到动、静触头刚分（合）时间。

同相同期：同相之中，分（合）闸时间*大与*小之差。

相间同期：三相之中，分（合）闸时间*大与*小之差。

平均速度：分（合）闸过程中，动触头总行程的前、后各去掉10%,取中间80%，动触头运动的行程与时间之比。

*大速度：分（合）闸过程中，动触头开始运动后，取动触头运动每10ms为一个计速单位，直至动触头运动停止，得到若干个速度单元值，其中*大的单元速度值即为分（合）闸*大速度。

刚分（合）速度：根据被测开关的制造厂不同，开关型号不同，各制造厂定义 了不同的刚分、刚合速度，本测试仪将各种不同的定义部分列入其中，供用户自己选择。

四、面板布置

打开电源，按键，电子调节液晶对比度，直到显示效果*佳。

按键，仪器进入菜单操作界面：

屏幕上方为仪器操作主菜单，从左到右依次为【设置】、【测试】、【查看】、【文件】、【帮助】五个主菜单。

5.1、主菜单【设置】：

测试前，仪器的各种操作状态的设置。

5.1.1、【测试设置】

①传感器类型：有直线电阻、旋转电阻以及加速度传感器和光电传感器几项。

根据所用的传感器进行相应设定即可。若无传感器选择无。

②传感器安装：根据传感器安装位置不同，选取不同。安装一个传感器三相联动机构，选择三相联动；安装三个传感器，选择三相同测。

③速度测试：如现场不是速度试验，将此项关闭，可以缩短试验时间，减轻试验强度。

④速度定义：仪器已经固化了几种常规速度定义（注：此定义可以根据需要用PC机对仪器重新定义并固化），根据开关型号不同，选取相应的定义。如果找不到相应的定义，则一般取“合前分后10ms”测出“时间－行程特性曲线”再在曲线上进行相应分析得到相应速度值。

⑤行程测试：用直线传感器和光电传感器测试时，可以将此项开启，可以测试行程。

用其他传感器或者不想测试行程时，此项设置关闭。

⑥开关行程：用旋转传感器和加速度传感器测速时，输入开关的总行程值。

用直线传感器和光电传感器测试时，输入传感器的标注行程值。

⑦触发方式：

内电源内触发：用仪器内部直流电源进行分、合闸操作;

外电源外触发：仪器内部直流电源不工作，用现场电源（交流直流均可）操作开关动作。仪器做合（分）闸时，仪器的“外触发”接线直接并接到合（分）闸线圈上，开关动作时，仪器从线圈上取电压信号作计时起点。

辅助触点触发：没有线圈上电的信号，可采用辅助触点方式触发测试。

传感器触发：手动开关，没有电控机构，无法有记时起点。可选用传感器动作时作为记时起点进行测量。

手动开关:手动开关的测量。

⑧测试时长：指内部电源输出操作电压的时间长度。

250ms  :一般常规开关的单分、单合试验，选250ms时长。

2500ms :一般开关做重合闸操作时，选此测试时长。合—分，分—合，分—合—分。

25000ms: 一般接触开关，分合刀闸前有预动作的，分合刀闸所需要时间很长的。

提示：所有选项完成后，将光标移至屏幕*下方的确定上，再按确定键，即算完成所有设置。

内部电源电压校验：用万用表量“控制电源输出”的合闸端或分闸端，将测试时长设定在2500ms或25000ms，做单合或单分操作，即可量到输出电源的电压值。

注意：仪器内部操作电源不可用作现场储能电机的电源!

校验完毕后务必将测试时长调回到250ms！否则长时间直流输出会烧毁开关合分闸线圈。

根据开关需要设置合闸，分闸，重合闸的输出电压值。设置好后按确认。

5.1.3、【辅助调试】

若遇特殊开关，正常测试数据和出厂数据不符合，或者出厂数据在正常测试情况下数据有所偏差，就进此项进行微调。一般不建议。

5.1.4、【状态检测】

检测传感器工作是否正常，安装是否合理。以及开关分合位状态是否正确。确保接线正确。 删除用户自己定义的速度定义。

5.1.5、【日期时间】

设置仪器的时间，一般出厂都调整好了，不需要设置。

5.1.6、【显示选项】

提示：所有设置完成后，仪器即自动保存设置项，下次试验如不更改，则仪器仍按照此设置进行试验。

5.2、主菜单【测试】：仪器完成设置后，进行试验。

5.2.1、【自动测试】【合闸测试】【分闸测试】

开关的单合、单分试验。自动测试，是以A1断口为判断标准，若A1分，自动做合闸测试，若A1为合，则做分闸测试。

5.2.2、【低电压】

合闸、分闸的自动低电压动作试验，进入界面后，根据仪器的屏幕操作提示进行操作即可。

5.2.3、【手动操控】

在某个设定电压下，对开关反复进行多次分合试验。如：

①在30%的额定电压下，对开关连续操作三次，开关应可靠不动作，即用此功能完成。

②开关厂做开关试验前在额定电压下，对开关需进行多次分合后，再进行试验，也用此功能。

根据提示：调整好电压，按左键合闸，按右键分闸，按确认键储能输出。退出按返回。

5.2.4、【重合闸】

对开关做重合闸试验。

①【合－分】开关的“合－分”试验，整定“合－t1－分”控制时间间隔后试验，直接得到开关的一合时间、一分时间、金短时间值。

②【分－合】开关的“分－合”试验，整定“分－t2－合”控制时间间隔后试验，直接得到开关的一分时间、一合时间、无电流时间值。

③【分－合－分】开关的“分－合－分”试验，整定“分－t2－合-t1－分”控制时间间隔后试验，直接得到开关的一分时间、一合时间、二分时间、金短时间、无电流时间值。

5.3、主菜单【查看】

仪器完成试验后，查看、分析、打印试验结果。

5.3.1、【数据图形】

测试所得结果显示，按上下键切换数据表格和图形显示界面。

综合曲线图谱，包括各断口的时间波形、弹跳波形、时间－行程曲线、线圈电流波形等，这些波形都是以时间为横坐标在一个坐标图上显示的综合图谱。

以表格的形式显示所测的结果值，包括各断口的固有分合时间值、同相同期、相间同期、刚分刚合速度、*大速度、线圈电流、开关总行程、超行程或反弹幅值等。

5.3.2、【弹跳过程】

显示各断口的弹跳时间、弹跳次数。右边看到每断口更详细的弹跳过程，显示相应断口的第1合时刻、第1分时刻、第2台时刻、第2分时刻……的更详细的弹跳过程。按上下键，切换选择各断口。如要打印弹跳结果，按返回键，然后移动光标到【文件】菜单下【打印界面】，确定即可。

5.3.3、【电阻波形】

有合闸电阻，石墨触头等过渡断口波形的，可查看其电阻波形，一般无。

5.3.4、【电阻数据】

有合闸电阻，石墨触头等过渡断口波形的，可查看其电阻波形，一般无。

5.3.5、【数据分析】

对所测得的“时间－行程”曲线进行分析可以得到相关的数据，当然*主要的是得到刚分刚合速度数据。(如下图)

操作提示：

进入“速度分析”界面，在“时间－行程”曲线上有实线、虚线两根坐标竖线，虚线在A通道的刚分刚合点上，实线为刚分刚合速度的定义点，屏幕左上角为两根坐标线与行程曲线上相交的坐标值。横坐标为时间，纵坐标为开关动触头在此刻下的行程位置点，实线可左右移动，移动时坐标点会实时变化，虚线不能移动。

“S＝XX.Xmm”为行程曲线上两个坐标点的纵坐标之差。

“t＝XX.Xms”为行程曲线上两个坐标点的横坐标之差。

“V＝XX.XXm/s”为此两点纵坐标差与横坐标差之比值，即动触头在此两点之间的平均速度。如果我们按开关厂家的刚分刚合速度定义设定此两点。那么V即为所测的刚分刚合速度。

当然，左右移动两根坐标线到相应位置，查看两坐标点的纵坐标之差，可以看到开距、超行程、过冲过程、反弹幅值等数据。在曲线上还可以看到动触头的起始运动时刻点等一系列“综合数据表格”中没有显示的数据，供分析用。

5.3.5、【试验信息】

可查看试验的相关信息。

5.4、主菜单【文件】

仪器完成试验后，对数据文件进行相关操作。

5.4.1、【打开数据】

调出仪器中已经保存的试验结果。

5.4.2、【保存数据】

保存所测试的试验数据。

保存文件以日期作为文件名，所存结果只要不进行刷新，可长久保存。本仪器可以存储上千组数据。保存后文件名自动相加。若无数据，则显示为空。

5.4.3、【U盘读取】【U盘保存】

若有U盘功能，则可进行U盘读取和保存数据。

5.4.4、【打印界面】

对屏幕显示的当前数据界面进行打印。

5.4.5、【综合打印】

打印固定的试验单，包括表头，数据界面和图形界面。

5.5、主菜单【关于】

仪器的知识产权权属，软件的版本号，仪器的出厂序列号，公司网址、邮箱、地址、售后联系电话等相关信息。

六、现场连线

特别**提示：仪器到现场后，请首先将仪器保护地“”与现场大地连接，方可进行其它接线与操作;试验完后，关掉仪器电源，再拆其它线，*后拆除地线。

6.1、地线与断口线

见附录三：《断口接线图》

6.2、分合闸控制线

①分合闸控制电源由仪器内部提供时，断开被测开关控制箱内的控制电源（通常是将控制箱内控制电源与控制母线相连的保险拨掉），但不能切断开关机构的储能电源，然后再按附录二《内部电源控制接线图》接线。

②使用外部现场电源作分合闸控制时，“控制电源输出”不接线。

开关做单合试验时，“外触发”两根线并接合闸线圈两端;

开关做单分试验时，“外触发”两根线并接分闸线圈两端。

七、传感器的安装

本仪器配备二种测速传感器，分别在不同情况下使用。二种传感器通过一根传感器信号线，连接到仪器的“速度传感器”��座上。

7.1、旋转传感器

通用式传感器适用于传感器作直线运动时的测速，有些开关，尤其是进口和合资开关，直线传动部分被封闭在开关本体里面，通用传感器找不到安装地点。开关厂家出厂做速度试验时，在开关分合指示器或旋转轴上做试验，此种情况选用旋转传感器。

安装注意：旋转传感器的轴应尽量与开关旋转轴保持同心，否则传感器旋转有阻碍，测出曲线的毛刺会很重，影响测试数据的准确。

7.2、直线传感器

如果需要很精准地测出，开关的动作行程，则需要使用直线传感器。

直线传感器有三种规格，分别是50mm、200mm和300mm。

50mm直线传感器用于真空开关行程速度的测量;

200mm、300mm用于SF6开关行程，速度的测量，此两种传感器为非标准配置。

以某型号真空开关为例，如下图。直线电阻传感器在安装时，要保证传感器运动轴能够直线运动，用磁性万能支架固定好传感器。对于SF6开关、油开关，方法类似。

提示：直线传感器因其现场安装的烦琐性，不是本产品的常规配件，用户可根据需要，针对不同的开关，自己设计安装支架，保持传感器的拉杆与开关动触头的运动平行和同步，可以很精准地测出开关的运动行程及相应的速度。

八、仪器的配套性与售后服务

本公司产品自售出、发票开具之日起，三包一年，终身维修！欢迎对本公司产品反馈宝贵意见和信息，我们将竭诚实现您的设想与要求，谢谢合作！

附录一、使用仪器所测得的部分图形和文本结果

附录二、内部电源控制接线图

注意：必须断开被测开关控制箱内的控制电源（通常是将控制箱内的控制电源与控制母线相连的保险拨掉），但不能切断开关机构的储能电源。

附录三、断口接线图（三断口）

断口接线图（六断口）

附录四、测试现场常见技术问题及处理办法

一、现场用仪器进行控制合、分闸操作时，开关不动作

1、现场合、分闸控制接线不正确或控制回路存在问题

处理办法：找到现场控制柜的控制接线图，询问相关保护专业人员，分别找出合、分闸线圈和开关辅助接点，参见本说明书附录二控制接线图及说明重新接线。检查控制回路，保证回路畅通。

2、仪器提示“输出短路或负载过大，请关机检查控制接线”

（1）控制接线错误，造成仪器输出短路，致使短路保护功能启动，仪器“合、分闸控制电源”无输出。

处理办法：关机后参见上述第1、1条重新检查接线。

（2）现场线圈负载过大，仪器无法正常驱动

处理办法：①对于电磁机构的开关，由于开关合闸线圈要求的驱动电流很大（高达100A或几百安），而仪器操作电源的*大带载能力为20A。致使负载过大，仪器无法正常驱动。

现场一般都是把合闸控制线接在合闸线圈前级的合闸接触器线圈上，用仪器控制开关接触器合上，用接触器驱动开关合闸线圈，使开关动作。或者采用“外触发”方式操作开关合闸。

②对于液压和弹簧机构的开关，由于仪器对输出电流大于6A时就默认为“负载过大”。请看一看或者用万用表实测一下合闸线圈的电阻阻值，确认合闸线圈电流较大。然后请认真检查接线，确认合闸输出没有短路，则取消仪器的短路保护功能进行试验。（注：仪器的短路保护功能取消后，“合、分闸控制电源”输出就不具备保护功能，如果此时控制电源输出确实是短路状态，则可能会造成仪器控制电源的损坏！请谨慎操作）

注意：仪器只要重新关机或复位后，短路保护功能又重新启动。

3、检查仪器操作电源是否有直流输出

用万用表对仪器内部提供的操作电源进行电压校验检查（参见本说明书5.1.1条的第⑨项）。如电压输出正常，则进行其它检查;如无电压输出，则

（1）操作控制线上的保险管烧毁或控制线损坏。

处理办法：更换新保险管或重新接好控制线。

（2）仪器内部电源损坏

处理办法：用现场开关柜操作电源，采用“外触发”方式进行操作。（参见本说明书6.2.②条操作介绍）同时通知本公司返厂维修或提供备用机。

4、开关机构存在保护闭锁（如西门子、ABB开关）

处理办法：①使用仪器提供的内电源操作开关合、分闸试验，必须解除闭锁，请现场技术人员或开关厂家人员根据现场控制柜的控制接线图，协助解除闭锁。

②用现场操作电源，用“外触发”方式试验。

二、仪器做单合、单分测试时，开关动作了，但无数据显示

1、地线未完全接好

处理办法：认真检查地线，重新紧固地线。

2、合闸线圈或分闸线圈的阻值太大，以致负载过小（一般线圈电流小于1A时，容易出现此种情况），使得仪器提前触发，未采集到数据。

处理办法：取消短路保护功能再试验。（详见第1、2②条如何取消短路保护功能）

3、合闸不出数据，则合闸控制回路损坏，分闸不出数据，则分闸控制回路损坏。

处理办法：现场用好的那一路电源控制通道临时测试。如合闸不出数据，那么就用分闸通道测试合闸，方法是，把分闸控制线（绿色、黑色线）接在合闸线圈上，用分闸控制来操作开关合闸测试过程。现场测试完成后返厂维修或通知本公司提供备用机。

三、仪器做单合测试时，开关合上，马上又分开。

1、开关控制回路有问题

处理办法：认真检查开关控制回路，排除故障。

2、合闸控制通道损坏

处理办法：取下分闸控制线，只用合闸控制通道做试验（详见第2、3条的处理办法），试验完成后返厂维修。

四、打印机能走纸却不能打印文字、图形

1、打印纸安装反了

处理办法：重新正确安装热敏打印纸。

2、热敏打印机加热头坏了

处理办法：返厂维修热敏打印机加热头。

五、仪器进行速度测试时，测试结果出现满屏的竖条纹

传感器的选择项有误（如通用传感器用了直线或旋转、直线或旋转用了通用选项）。

处理办法：对传感器的选择重新进行设置。

技术答疑

1、仪器现场接地时，为什么要先接地线，然后再接断口线？

答：现场试验时，由于高压开关（尤其220Kv以上）的断口对地之间往往有很高的感应电压，此电压量值很大，能量较小，但足以威胁到仪器本身的**。仪器内部，断口信号输入端到地之间接有泄放回路。先接地线，实际优先接通了泄放回路，此时连接断口信号线时，即使断口感应了很高的电压，也能通过泄放回路泄放到大地，从而保证仪器的断口通道**。

2、如何判断仪器端口是否正常？

答：选择【测试】－【合闸测试】，仪器液晶显示屏的*下方有12断口的实时状态显示。屏幕显示如下图：

在这个界面下可以检测仪器的断口通道是不是完好，断口输入如果是悬空，应该显示“分”，如果对地短路，则应该显示“合”。所以分别把各个断口对地短接一下，观察状态显示的变化，来确定仪器断口时间通道是否正常。

3、什么是刚分（合）速度？以时间段和距离段定义开关的刚分（合）速度有何区别？

答：所谓刚分（合）速度是指高压开关刚分后（刚分前）一段时间（或一段距离）的平均速度。如果以时间为定义标准，IEC标准和我国的国家标准一般定义为合前分后10ms的平均速度。针对某些国家或某些开关生产厂家定义的不同，我公司仪器可以通过电脑和配套速度定义添加程度重新定义。既可以定义为时间段，也可定义为距离段，可灵活方便地为高压开关提供速度测试。以真空开关为例，10KV开关的开距一般为S＝11mm左右，其刚合（分）速度的定义为刚合前（刚分后）6mm的平均速度。也有的厂家定义为以下几种：

(1)合闸取全程平均，分闸取刚分后6mm的平均速度;

(2)合闸取全程平均，分闸取全程平均速度;

有了速度定义添加程序功能，也能方便根据具体的真空开关进行速度测试。另外，对真空开关进行速度测试时，由于分闸过程中缓冲机构起作用，整个分闸过程的平均速度很低。一般定义真空开关分闸过程中缓冲机构起作用前的平均速度为整个过程的平均速度，即合闸取全程平均，分闸取刚分后6mm的平均速度较为接近真实值。由于35KV真空开关开距一般为S＝22mm左右，所以以上所有针对10KV真空开关速度定义中的数值6改为10或11即可。