基于TRS-1000 溫升試驗系統(tǒng)的觸頭溫升檢測方法

過去，實驗室溫升試驗通常采用熱電偶與MX-100 數(shù)據(jù)采集設(shè)備相結(jié)合的方法。由于每次溫升試驗測試的次數(shù)較多，通斷電完全通過人工操作，耗時且低效。為此，引入TRS-1000 溫升試驗系統(tǒng)，提高了溫升試驗的測試效率和檢測精度。

1 溫升系統(tǒng)功能及其結(jié)構(gòu)

1. 1 系統(tǒng)功能

通過觸摸屏設(shè)定試驗電流值、線圈電壓等參數(shù)，然后將接觸器接通，試驗即可自動按照設(shè)定的模式運行。試驗過程監(jiān)視可視化，可以直觀地查看各種波形和回路狀態(tài);故障時自動切除電源，停止試驗，并發(fā)出報警，記錄故障形式;自動記錄波形，并可形成固定格式的試驗報告;試驗波形以數(shù)據(jù)庫的方式存放，方便調(diào)閱。

1. 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫升系統(tǒng)由小電流(5 ～ 120 A) 試品柜、大電流(100 ～ 1 000 A) 試品柜和控制柜3 部分組成，電源柜示意圖如圖1 所示。

圖1 電源柜示意圖。

測控系統(tǒng)安裝在控制柜內(nèi)，采用PXI 主機(jī)，工控機(jī)顯示器作為人機(jī)界面，可設(shè)定試驗電流、通電時間、試驗周期等參數(shù)，可顯示試驗狀態(tài)信息、故障信息以及進(jìn)行數(shù)據(jù)儲存。界面采用中、英雙語菜單?？刂泼姘寰哂斜匾纳想姲粹o、選擇開關(guān)、急停按鈕。測控系統(tǒng)計算機(jī)采用LabView 開發(fā)平臺開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)試驗波形的采集、分析。測控系統(tǒng)架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 測控系統(tǒng)架構(gòu)。

為了實現(xiàn)穩(wěn)流功能，該系統(tǒng)采用伺服電機(jī)配合NI 主機(jī)來完成，通過伺服電機(jī)調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出，從而調(diào)節(jié)輸出電流。伺服電機(jī)能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)調(diào)壓器的位置，并與控制命令比較，不斷地修正誤差，達(dá)到快速、準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電流的目的。穩(wěn)流系統(tǒng)示意圖如圖3 所示。

圖3 穩(wěn)流系統(tǒng)示意圖。

2 觸頭溫升檢測方法

2. 1 電器安裝與接線

首先，被試電器應(yīng)如正常使用情況時一樣，接線和完整安裝在其固有支架或等效的支架上，施加到電器接線端子螺釘上的擰緊力矩應(yīng)按照SEAL 產(chǎn)品說明書的規(guī)定，預(yù)期使用在單獨外殼中的電器，應(yīng)在SEAL 規(guī)定的最小外殼中進(jìn)行試驗;然后，將熱電偶與接線端子相連，其連接方法主要有3 種:對于多股導(dǎo)線，將熱電偶插入導(dǎo)線終端后用螺絲緊固;對于單股導(dǎo)線，將熱電偶焊接在導(dǎo)線終端;而對于橫截面積較粗的導(dǎo)線，可在導(dǎo)線接線片上鉆孔，隨后將熱電偶纏繞在鉆孔中固定;最后，將中性極與鄰近極串聯(lián)起來通以單相電流進(jìn)行試驗，試驗值按照中性極的約定發(fā)熱電流來確定。該電流分為約定封閉發(fā)熱電流和約定自由空氣發(fā)熱電流:約定封閉發(fā)熱電流值應(yīng)至少等于封閉電器在8 h 工作制下最大額定工作電流值。

如果電器一般不用于規(guī)定的外殼中且約定自由空氣發(fā)熱電流(Ith) 試驗已通過，則約定封閉發(fā)熱電流試驗可以不必進(jìn)行。

2. 2 參數(shù)設(shè)定

在人機(jī)界面(軟件) 輸入試驗設(shè)定，包括試驗電流值，通電時間，斷電時間，循環(huán)次數(shù)，配置電流、電壓、溫度測量通道。通常情況下，如果是新試品，循環(huán)次數(shù)設(shè)為10 次;如果試品做過電壽命試驗或者短路試驗，則循環(huán)次數(shù)應(yīng)設(shè)為15 次。通電時間第一次要達(dá)到熱平衡狀態(tài)，通常設(shè)為3 h，以后每次設(shè)為1 h。參數(shù)設(shè)定界面如圖4 所示。

圖4 參數(shù)設(shè)定界面。

2. 3 數(shù)據(jù)檢測及處理

參數(shù)設(shè)定后先接通試品，然后接通主回路，目的是防止電弧的產(chǎn)生。

系統(tǒng)開始記錄溫升( 包括觸頭溫升、觸橋溫升、環(huán)境溫度等)、電流、觸頭電壓的數(shù)據(jù)。測量觸頭電壓目的在于考察觸頭的接觸電阻，如果系統(tǒng)顯示溫升過高，而該觸頭的壓降正常，則可判斷是系統(tǒng)的問題，從而達(dá)到系統(tǒng)糾錯的目的。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡顯示在人機(jī)界面上。數(shù)據(jù)測量框圖如圖5 所示。

圖5 數(shù)據(jù)測量框圖。

系統(tǒng)能夠自動生成試品的Excel 報告，在窗口右邊是數(shù)據(jù)觀測區(qū)域，所有數(shù)據(jù)在此顯示，它包含一個通道選擇、一個圖表數(shù)據(jù)顯示和一個表格顯示。

(1) 通道選擇。包含21 個選擇框，每一個對應(yīng)圖表上一條曲線及表格上一行數(shù)據(jù)。當(dāng)選中或者取消選中時，圖表或者表格對應(yīng)地顯示或隱藏該行數(shù)據(jù)/曲線;選中或取消選中All Select 將所有曲線數(shù)據(jù)顯示或者隱藏。

(2) 圖表數(shù)據(jù)顯示。曲線方式顯示通道選擇中選中的通道數(shù)據(jù)，不同顏色對應(yīng)不同通道，通過右邊的通道顏色表查詢。

(3) 表格數(shù)據(jù)顯示。以表格方式顯示通道選擇中選中的通道數(shù)據(jù)，并且利用圖表上Start 和Stop 2 個光標(biāo)選中有效區(qū)域，將該段區(qū)域內(nèi)的平均值、最大值、最小值、方差等統(tǒng)計數(shù)據(jù)算出并顯示。系統(tǒng)生成溫升曲線圖如圖6 所示。

圖6 溫升曲線圖。

3 結(jié)語

TRS-1000 溫升試驗系統(tǒng)大大提高了實驗室人員的檢測效率，結(jié)合內(nèi)部的溫升測試方法及其企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，提高了溫升試驗的檢測精度。通過內(nèi)部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法，使得試驗數(shù)據(jù)能夠反應(yīng)溫升的實際情況，且更加有說服力。