用于变电站中的智能电子设备的测试系统

文档序号:1957891 发布日期:2021-12-10 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 用于变电站中的智能电子设备的测试系统 (Test system for intelligent electronic equipment in transformer substation ) 是由 L·威 M·拉马钱德拉 M·阿杰 S·艾思 于 2020-04-29 设计创作,主要内容包括:描述了一种用于测试IED的测试开关单元(100,300,600,900,1200,1500)的示例。测试开关单元中的每一个可以分别用于跳脱电路的断开、CT电路的短路、以及随后的VT电路的隔离。一旦跳脱电路已经断开,并且CT/VT电路已经分别短路和隔离,就可以通过提供适当的测试信号对IED进行测试。通过操作连接至延伸穿过所有测试开关单元的共用轴(116,322,616)的杠杆(118,324,618)同时触发测试开关单元的断开、短路和隔离功能,其中,位于轴上的凸轮(114,320,614)断开和闭合每个测试开关单元的接触部以实现相应的功能。(An example of a test switch unit (100, 300, 600, 900, 1200, 1500) for testing an IED is described. Each of the test switch cells may be used for disconnection of the trip circuit, short-circuiting of the CT circuit, and isolation of the subsequent VT circuit, respectively. Once the trip circuit has been opened and the CT/VT circuit has been short-circuited and isolated, respectively, the IED can be tested by providing appropriate test signals. The open, short and isolation functions of the test switch units are triggered simultaneously by operating a lever (118, 324, 618) connected to a common shaft (116, 322, 616) extending through all the test switch units, wherein a cam (114, 320, 614) on the shaft opens and closes the contacts of each test switch unit to perform the respective function.)

具体实施方式

发电和配电系统被适配成生成电能、将电能传输并且分配到负载。这种系统可以进一步包括变电站,这些变电站可以包括比如发电机、电力变压器、输电/配电线路、断路器和电压调节器等装备。这种装备可以通过智能电子设备或IED进行保护、监测和控制。通过各种传感器,IED可以接收与各种部件相关的操作信息,响应于此,IED可以产生一个或多个控制信号,以用于控制这种装备的操作。

在上文提到的部件中,IED还可以耦接至跳脱电路(trip circuit)、电流互感器(CT)电路和电压互感器(VT)电路。如通常所理解的,跳脱电路通过断开电力经过的电路来响应过载状况。进一步地,CT电路和VT电路两者将电流转换到于是可以利用或测量的水平。

IED可例行进行维护,或者在某些情况下可能必须维修。IED的测试和维护是通过测试开关单元实现的。测试开关单元通常可以耦接至待测试的IED。在测试开始前,测试开关可以隔离IED和跳脱电路、CT电路和VT电路。一旦相关电路和IED被隔离,测试开关单元可以向IED提供一个或多个测试输入,以用于测试IED的运行。IED可以产生对应于测试输入的某些响应,然后可以确定这些响应以确定IED是否以期望的方式操作。

通常地,多个测试开关被用作测试系统的一部分。在某些情况下,测试系统可以由不同的单独部分组成,这些部分可能必须用于执行测试操作。例如,这种传统的测试系统可以包括主单元(该主单元耦接至IED),可插入单元可以插入该主单元中。然后,可插入单元可以断开或隔离适当的电路,以便隔离用于测试的IED。然而,在这种测试开关单元中,主单元和可插入单元是都测试智能电子设备所需的单独部件。为了使用测试系统,测试人员可能必须手动将可插入单元的插头插入并调整到主单元的接触部中。在要测试多个IED的情况下,可插入单元必须连续地从一个主单元移除并插入到另一要测试的IED的主单元中。可插入单元的连续插入和移除需要巨大的人工耗费。

此外,可插入单元在被插入时可能还必须与主单元的每个接触部准确地对准,因为对准不准确可能导致连接松动,且因此可能不会引起用于测试的IED的准确隔离。在某些情况下,在主单元被定位在一高度处的情况下,测试人员可能必须进一步努力以将可插入单元准确地对准并且固定在主单元内。

描述了用于测试系统的测试开关单元的方式和示例。在一个示例中,所描述的测试系统是单个单元。为此,至少可以用较少的耗费来安装和操作测试系统。此外,由于不存在单独的可插入单元,因此也避免与对准和松动连接相关的问题。所描述的测试系统包括一个或多个可以用于测试IED的测试开关。在一个示例中,用于智能电子设备的测试系统的测试开关单元可以包括继电器引线和磁引线。在一个示例中,测试开关单元可以用于跳脱电路或者用于CT/VT电路。在任一情况下,测试开关单元可以进一步包括至少一个接触元件。继电器引线是任何可以与IED电连接的端子。另一方面,励磁引线是接收输入电流的端子。在一个示例中,接触元件能够断开跳脱电路。在另一示例中,对于CT电路,测试开关单元可以包括至少两个接触元件。在这种情况下,接触元件可以实现耦接至IED的CT电路的隔离,使得可以测试所考虑的IED。

测试开关单元可以进一步包括可旋转凸轮。凸轮设置有一个或多个异型元件(比如凸轮凸角),该一个或多个异型元件设置在凸轮的圆周处。可以注意到,异型元件可以被认为是设置在凸轮的圆周上的任何一个或多个结构突起。这样的元件在操作期间在凸轮旋转后与接触元件接合,凸轮的旋转将接触元件沿向下方向推离凸轮。在一个示例中,凸轮的旋转可以通过耦接至轴的杠杆的作用而被手动影响,该凸轮安装在该轴上。手动运动杠杆实现轴的旋转,进而实现凸轮的旋转。随着凸轮旋转,设置在凸轮上的异型元件也运动并且与一个或多个接触元件接合以从其初始位置运动。随着接触元件运动,跳脱电路的断开、CT的短路、以及随后的VT电路的隔离中的一者可能发生,这取决于所使用的测试开关单元是用于跳脱电路还是用于CT/VT电路。一旦跳脱电路已经断开,并且CT/VT电路分别已经短路和隔离,可以通过提供适当的测试信号对IED进行测试。在一个示例中,耦接至跳脱电路的测试开关单元包括跳脱接触元件。在另一示例中,耦接至CT/VT电路之一的测试开关单元包括主接触元件和次接触元件。

描述了用于操作测试系统的方式和方法的示例。在一个示例中,测试系统可以包括第一测试开关单元、第二测试开关单元和第三测试开关单元。杠杆可以被接合以使凸轮绕其轴线(A)旋转。杠杆耦接至凸轮。在旋转时,当凸轮与第一测试开关单元的跳脱接触元件接合时,凸轮断开耦接至第一测试开关单元的跳脱电路。在进一步旋转后,凸轮使耦接至第二测试开关单元的CT电路短路。在一个示例中,凸轮可以包括前异型元件(leadingprofiled element)和次异型元件。前异型元件与第二测试开关单元的次接触元件接合,以及后异型元件(trailing profiled element)与第二测试开关单元的主接触元件接合。在进一步旋转时,当凸轮与第三测试开关单元的VT接触元件接合时,凸轮隔离耦接至第三测试开关单元的VT电路。

所描述的方式消除了对作为单独部件的测试手柄的需要,并且克服了出于测试目的而定位这种测试手柄可能产生的任何问题。测试开关单元的安装也更容易安装,并且不需要被熟练地引导到适当和期望的槽中。如下面的段落中所描述的,测试开关单元提供了一种用于以最小的努力隔离各种类型的电路的高效机构。此外,所描述的测试开关单元也不太复杂,因此将是成本有效和经济的。

结合附图进一步描述测试开关单元的操作。在可能的情况下,相同的附图标记在附图中以及以下描述中用于指代相同的或类似的部分。

图1图示了根据本公开的一个示例的测试开关单元100的截面视图。单元(比如测试开关单元100)可以进一步安装在测试系统中,其中,这种测试系统可以用于测试安装在发电和配电系统内的智能电子设备(IED)。如上文指出的,本图描绘了一个示例中的测试开关单元100。在不脱离权利要求的主题的范围的情况下,其他示例也是可能的。

返回到图1,测试开关单元100包括矩形外壳,在该矩形外壳中可以存在各种部件。在一个示例中,测试开关单元100包括继电器引线102和励磁引线104。继电器引线102适于使得它可以耦接至智能电子设备和相应的跳脱电路。如通常所理解的,跳脱电路可以包括断路器,这些断路器在可能存在某些过载状况(比如热过载、短路和接地故障)的情况下断开电路。另一方面,励磁引线(field lead)104被适配成耦接至励磁电源电流。测试开关单元100可以进一步包括测试信号引线106。测试信号引线106通过导电元件108电耦接至继电器引线102。导电元件108可以是有线连接器的形式或者可以是固体金属板,这样在继电器引线102与测试信号引线106之间提供电耦接。

耦接至励磁引线104,测试开关单元100还包括跳脱接触元件110。跳脱接触元件110可以由导电且柔性的材料制成。跳脱接触元件110的一端部与励磁引线104固定。由于跳脱接触元件110的柔性材料,跳脱接触元件110的另一端部(即端部112)是可运动的。在本示例中,跳脱接触元件110的端部112抵接导电元件108。在正常操作中,测试信号引线106不被使用并且是断开的,跳脱接触元件110提供从励磁引线104到跳脱电路的励磁电源电流的导电路径,这些跳脱电路可以耦接至继电器引线102。

测试开关单元100可以进一步包括安装在轴116上的凸轮114。轴116进一步耦接至杠杆118。杠杆118被适配成在假想平面中运动,该假想平面垂直于凸轮114被适配成旋转所围绕的轴线A。凸轮114设置有异型元件120,该异型元件随着凸轮114旋转也在圆形路径上运动。在一个示例中,杠杆118可以手动地致动,或者可以通过机械从动装置直接或间接地联接。在后一种情况下,这种机械从动装置可以基于一个或多个控制信号被致动。

如先前所描述的,继电器引线102可以耦接至IED和跳脱电路。IED的测试将包含用于提供一个或多个测试信号的测试信号引线106。由于导电元件108提供励磁引线104与继电器引线102之间的励磁电源电流的导电路径,因此在正常操作期间利用测试信号引线106也可能引起励磁电源电流通过测试信号引线106。为此,使用测试开关单元100断开跳脱电路使得没有励磁电源电流通过杠杆118。结合图2进一步描述测试开关单元100操作的方式。

图2图示了测试开关单元100处于其工作的不同阶段中的截面视图。如前所述,测试开关单元(比如测试开关单元100)安装在发电和配电系统内。此外,测试开关单元(比如测试开关单元100)可以耦接至跳脱电路和IED。在正常操作条件下,由适当的发电部件产生的磁场电源电流(可互换地称为“励磁电流”)被提供至励磁引线104。励磁电流通过励磁引线104并且通过跳脱接触元件110。因为跳脱接触元件110的端部112先前与导电元件108接触(如图1中所示),并且因为测试信号引线106是断开的,所以励磁电流通过跳脱接触元件110和导电元件108、到达继电器引线102、最终通过可以耦接至继电器引线102的跳脱(trip)电路。

为了隔离用于测试的IED,杠杆118在描绘为方向B的方向上运动。杠杆118在方向B上的运动实现轴116的旋转,这进而引起凸轮114的旋转。随着凸轮114旋转,凸轮114的异型元件120也在圆形路径上运动,接近跳脱接触元件110。随着异型元件120运动得更近,异型元件与跳脱接触元件110接合。随着异型元件120进一步运动,异型元件推动跳脱接触元件110,使得端部112在描绘为方向C的方向上运动。随着端部112背离导电元件108运动,该端部使励磁引线104与导电元件108电解耦并断开连接。由于导电元件108也连接至继电器引线102和测试信号引线106,所以端部112的运动也使励磁引线104与继电器引线102和测试信号引线106解耦。随着端部112与导电元件108解耦,可以耦接至继电器引线102的跳脱电路处于断开状态。然后,可以开始使与IED耦接的CT电路短路和隔离的阶段。这将结合图3至图5进行说明。

图3图示了根据本公开的一个示例的测试开关单元300的截面视图。单元(比如测试开关单元300)可以进一步安装在测试系统中,其中,这种测试系统可以用于测试安装在发电和配电系统内的智能电子设备(IED)。如上文指出的,本图描绘了一个示例中的测试开关单元300。在不脱离权利要求的主题的范围的情况下,其他示例也是可能的。所述的测试开关单元300使得它可以耦接至CT电路和IED。

返回到图3,测试开关单元300包括矩形外壳,在该矩形外壳中可以存在各种部件。在一个示例中,测试开关单元300包括继电器引线302和励磁引线304。继电器引线302被如此适配使得继电器引线可以耦接至智能电子设备和相应的CT电路。如通常所理解的,CT电路是允许将高电流源转换成低电流源的电路。这种转换能够测量电流值,否则这些电流值考虑到它们的高幅值而可能是不可能的。

励磁引线304被适配成耦接至励磁电流。测试开关单元300可以进一步包括测试信号引线306和另一连接器端口308。测试信号引线306通过导电元件310电耦接至继电器引线302。导电元件310可以是有线连接器的形式或者可以是实心金属板,这样在继电器引线302与测试信号引线306之间提供电耦接。

耦接至励磁引线304,测试开关单元300还包括主接触元件312和次接触元件314。主接触元件312和次接触元件314中的每一者的一端部与励磁引线304连接。主接触元件312的另一端部和次接触元件314的另一端部(即,分别是端部316和端部318)是可通过凸轮320运动的。主接触元件312和次接触元件314中的每一者可以由导电且柔性的材料制成。在本示例中,主接触元件312的端部316抵接导电元件310。在正常操作中,当测试信号引线306未被使用并且断开时,主接触元件312提供从励磁引线304到CT电路的励磁电源电流的导电路径,该CT电路可耦接至继电器引线302。

次接触元件314以类似于主接触元件312的方式线性地延伸背离其附接到励磁引线304的点。然而,次接触元件314的端部318不与测试开关单元300的任何其他部件接触。在一个示例中,主接触元件312和次接触元件314这两者是可运动的。在一个示例中,主接触元件312和次接触元件314的运动通过凸轮320实现。

凸轮320安装在轴322上,该轴进而耦接至杠杆324。类似于杠杆118,杠杆324使得它被适配成在假想平面中运动,该假想平面垂直于被适配成凸轮320被适配成旋转所围绕的轴线A。在一个示例中,杠杆324可以手动地致动,或者可以通过机械从动装置直接或间接地联接。在后一种情况下,这种机械从动装置可以基于一个或多个控制信号被致动。凸轮320设置有前异型元件326和后异型元件328(统称为异型元件326、328)。前异型元件326使得它的前缘延伸超过后异型元件328的前缘。随着凸轮320旋转,异型元件326、328也在圆形路径上运动。异型元件326、328可以是设置在凸轮320的外表面上的凸轮凸起。

在一个示例中,次接触元件314的长度可以大于主接触元件312的长度,次接触元件314刚好定位在主接触元件312的边缘下方。在一个示例中,主接触元件312和次接触元件314两者被成形为线性延伸片的形式。在另一个示例中,主接触元件312可以设置有槽(图3中未示出),该槽如此被成形,这样允许前异型元件326经过次接触元件314并且与该次接触元件接合(如稍后结合图4至图5所说明的),但是不与主接触元件312接合。在一个示例中,后异型元件328的截面宽度大于设置在主接触元件312中的槽的宽度。测试开关单元300可以进一步包括与连接器端口308连接的短路元件330。短路元件330可以是金属板,该金属板具有允许次接触元件314的端部318与短路元件330接触的表面。

如先前说明的,测试系统可以包括多个测试开关单元(比如测试开关单元300),该多个测试开关单元可以彼此相邻布置(如结合图8所描述和说明的)。测试开关单元中的每个可以相互连接。在一个示例中,一个测试开关单元300的连接器端口308可以被适配成电耦接至相邻定位的测试开关单元的连接器端口308。

返回到图3,在一个示例中,继电器引线302耦接至IED和CT电路。IED的测试将包含用于提供一个或多个测试信号的测试信号引线306。由于导电元件310提供励磁引线304与继电器引线302之间的励磁电源电流的导电路径,所以在正常操作期间利用测试信号引线306也可能引起电源电流通过测试信号引线306。为了确保IED可以被测试,CT电路将被隔离。CT电路的隔离要求励磁电流的导电路径布设通过连接器端口308。为此,CT电路将被短路。结合图4至图5进一步描述使CT电路短路的方式。如将要说明的,在下面的段落中,励磁电流的路径将在断开导电路径(即,通过导电元件310在励磁引线304与继电器引线302之间建立的路径)之前建立。

图4至图5图示了测试开关单元300处于其工作的不同阶段中的截面视图。与跳脱电路(该跳脱电路可能处于断开状态,即不导通)相反,CT电路不能断开,以便确保励磁电流不会中断。如前所述,测试开关单元(比如测试开关单元300)安装在发电和配电系统内。此外,测试开关单元(比如测试开关单元300)可以耦接至跳脱电路和IED。在正常操作条件下,由适当的发电部件产生的励磁电流被提供至励磁引线304。励磁电流通过励磁引线304并且通过主接触元件312。由于跳脱接触元件312的端部316与导电元件308接触,并且由于测试信号引线306是断开的,因此励磁电流行进通过跳脱接触元件306和导电元件308、到达继电器引线302、最终通过可以耦接至继电器引线302的CT电路。

为了隔离CT电路,杠杆324在描绘为方向M的方向上运动。杠杆324在方向M上的运动影响轴322的旋转,这进而引起凸轮320的旋转。随着凸轮320旋转,前异型元件326和后异型元件328也在与方向M对准的方向上沿圆形路径运动。随着前异型元件326运动,前异型元件通过存在于主接触元件312中的槽。在不与主接触元件312接合的情况下,前异型元件326前进并且与次接触元件314接合。随着凸轮320进一步旋转,前异型元件326在所示方向(方向N)上推动次接触元件314。随着次接触元件314在方向N上继续运动,次接触元件前进并且抵靠短路元件330。一旦次接触元件314与短路元件330接触,在励磁引线304与连接器端口308之间建立励磁电流的替代路径(图4)。

由于杠杆324的旋转继续沿着方向M进一步向下,所以凸轮320也继续旋转。在此阶段,后异型元件328继续运动,直到后异型元件开始沿着方向N推动主接触元件312。后异型元件328现在可以与主接触元件312接合。随着次接触元件314与短路元件330之间的接触已经建立,主接触元件312失去与导电元件310的接触,由此断开导电路径,即通过导电元件310(图5)提供的励磁引线304与继电器引线302之间的路径。在此阶段,励磁引线304和短路元件330(因此进而是连接器端口308)通过次接触元件314彼此连接。行进通过励磁引线304和次接触元件314的励磁电流然后被发送到连接器端口308。在一个示例中,连接器端口308可以进一步与测试系统内邻近测试开关单元300定位的测试开关单元中的类似连接器端口连接。在励磁电流被发送通过连接器端口308(与继电器引线302相反)的情况下,CT电路被短路并且IED被隔离。

如先前已经描述的,为了测试IED,跳脱电路必须断开。随着跳脱电路的断开,CT电路将被短路和隔离,VT电路将被隔离。为此,在跳脱电路断开(如结合图1至图2所描述的),并且CT电路被短路和隔离(如结合图3至图5所描述的)的情况下,接下来的步骤包含VT电路的隔离。现在结合图6至图7描述VT电路的隔离。

图6图示了根据本公开的一个示例的用于隔离VT电路的测试开关单元600的截面视图。单元(比如测试开关单元600)可以进一步安装在测试系统中,其中,这种测试系统可以用于测试安装在发电和配电系统内的智能电子设备(IED)。如上文指出的,本图描绘了一个示例中的测试开关单元600。在不脱离权利要求的主题的范围的情况下,其他示例也是可能的。

测试开关单元600包括继电器引线602和励磁引线604。继电器引线602被如此适配使得继电器引线可以耦接至智能电子设备和相应的跳脱电路。另一方面,励磁引线604被适配成耦接至励磁电流。测试开关单元600可以进一步包括测试信号引线606。测试信号引线606通过导电元件608电耦接至继电器引线602。导电元件608可以是有线连接器的形式或者可以是实心金属板,这样在继电器引线602与测试信号引线606之间提供电耦接。

耦接至励磁引线604,测试开关单元600还包括VT接触元件610。VT接触元件610可以由导电且柔性的材料制成。VT接触元件610的一端部与励磁引线604固定。在一个示例中,VT接触元件610的另一端部(即端部612)是可运动的。在本实施例中,VT接触元件610的端部612抵接导电元件608。在正常操作中,测试信号引线606不被使用并且是断开的,并且VT接触元件610提供从励磁引线604到跳脱电路的励磁电流的导电路径,这些跳脱电路可以耦接至继电器引线602。

测试开关单元600可以进一步包括安装在轴616上的凸轮614。轴616进一步耦接至杠杆618。杠杆618使得杠杆被适配成在假想平面中运动,该假想平面垂直于凸轮614被适配成旋转所围绕的轴线。凸轮614设置有异型元件622,该异型元件随着凸轮614旋转也在圆形路径上运动。在一个示例中,杠杆618可以手动地致动,或者可以通过机械从动装置直接或间接地联接。在后一种情况下,这种机械从动装置可以基于一个或多个控制信号被致动。

如前所述,继电器引线602可以耦接至IED和VT电路。IED的测试将包含用于提供一个或多个测试信号的测试信号引线606。由于导电元件608提供励磁引线604与继电器引线602之间的励磁电流的导电路径,因此在正常操作期间利用测试信号引线606也可能引起励磁电流通过测试信号引线606。为此,使用测试开关单元600断开VT电路使得没有励磁电流通过测试信号引线606。结合图7进一步描述测试开关单元600操作的方式。

图7图示了测试开关单元600处于其工作的不同阶段中的截面视图。在正常操作条件下,由适当的发电部件产生的励磁电流被提供至励磁引线604。励磁电流通过励磁引线604并且通过VT接触元件610。最初VT接触元件610的端部612与导电元件608接触,并且因为测试信号引线606是断开的,所以励磁电流行进通过VT接触元件610和导电元件608、到达继电器引线602、最终通过可以耦接至继电器引线602的跳脱电路。

为了隔离用于测试的IED,杠杆618在描绘为方向X的方向上运动。杠杆618在方向X上的运动实现轴616的旋转,这进而引起凸轮614的旋转。随着凸轮614旋转,凸轮614的异型元件622也在圆形路径上运动,接近VT接触元件610。随着异型元件622运动得更近,异型元件与VT接触元件610接合。随着异型元件622进一步运动,异型元件推动VT接触元件610,使得端部612在描绘为方向Y的方向上运动。随着端部612背离导电元件608运动,该端部使励磁引线604与导电元件608电解耦并断开连接。由于导电元件608也连接至继电器引线602和测试信号引线606,端部612的运动也使励磁引线604与继电器引线602和测试信号引线606解耦,由此完全隔离VT电路。

在跳脱电路被隔离(如结合图1至图2所说明的)、CT电路被短路和隔离(如结合图3至图5所说明的)以及VT电路被隔离(如结合图6至图7所说明的)的情况下,可以启动IED的测试。在这种情况下,一个或多个测试信号可以被提供至测试信号引线606,以用于测试耦接至继电器引线602的IED。图8图示了根据一个示例的类似于测试开关单元300的两个测试开关单元800-1和800-2的不同阶段的等距视图,这两个测试开关单元设置在测试系统800内,用于测试安装在变电站中的智能电子设备。在示例中,除了测试开关单元800-1和800-2外,测试系统800还可以具有多个测试开关单元。应该注意的是,测试开关单元的类型将取决于电路的类型,即跳脱、CT和VT电路中的任何一者将被隔离。如将观察到的,杠杆324耦接至轴322(为了清楚起见,通过虚线描绘),该轴延伸穿过测试开关单元800-1和800-2。

在本示例中,相邻的测试开关单元800-1、800-2的连接器端口308通过接触部806连接。图8描绘了结合图3至图5说明的用于隔离用于测试IED的CT电路的阶段。在操作中,杠杆324在描绘为方向M的方向上运动,这进而引起凸轮320的旋转。随着凸轮320旋转,前异型元件326和后异型元件328在圆形路径上运动。随着前异型元件326运动,前异型元件通过存在于主接触元件312中的槽。在不与主接触元件312接合的情况下,前异型元件326前进并且与次接触元件314接合。随着凸轮320进一步旋转,前异型元件326在所示方向(方向N)上推动次接触元件314。随着次接触元件314继续在方向N上运动,次接触元件前进并且抵接短路元件330。一旦次接触元件314与短路元件330接触,就在励磁引线304与连接器端口308之间建立励磁电流的替代路径。

后异型元件328继续,直到它开始沿着方向N推动主接触元件312。后异型元件328现在可以与主接触元件312接合。在次接触元件314与短路元件330之间的接触已经建立的情况下,主接触元件312失去与导电元件310的接触,由此断开导电路径,即通过导电元件310提供的励磁引线304与继电器引线302之间的路径(如图8中所示)。在此阶段,励磁引线304和短路元件330(因此进而是连接器端口308)通过次接触元件314彼此连接。行进通过励磁引线304和次接触元件314的励磁电流然后被发送到连接器端口308。

测试开关单元800-1和800-2两者的连接器端口308可以进一步通过连接器806彼此连接。以这种方式,励磁电流从励磁引线304被发送通过到达测试开关单元802-1和802-2的连接器端口308。可以注意到,本示例已经被说明为仅描绘了两个测试开关单元,即单元800-1和800-2。在不脱离本主题范围的情况下,也可以使用附加数量的测试开关单元,比如测试开关单元100、600。例如,测试系统800可以包括测试开关单元100、300和600。在这种情况下,杠杆324的致动将引起测试开关单元(例如,测试开关单元100、300、600)中的每一个中的凸轮(例如,凸轮114、320、614)的运动,并且因此隔离适当的电路。在这种情形下,测试开关单元100、300和600将以结合前面附图描述的方式操作。

描述了用于操作包括第一测试开关单元(例如,测试开关单元100)、第二测试开关单元(例如,测试开关单元300)和第三测试开关单元(例如,测试开关单元600)的测试系统800的方法。在一个示例中,该方法包含接合杠杆,比如杠杆324。杠杆324进而耦接至凸轮,即相应测试开关单元100、300、600的凸轮114、凸轮320和凸轮614。杠杆324的运动影响凸轮114、凸轮320和凸轮614的旋转。随着凸轮114、凸轮320和凸轮614中的每一个旋转,这引起在凸轮114与测试开关单元100的跳脱接触元件112接合时耦接至第一测试开关单元100的跳脱电路断开。随着凸轮114的运动,凸轮320也运动。凸轮320包括前异型元件326和后异型元件328。随着凸轮320运动,凸轮320的前异型元件326与次接触元件314接合,并且凸轮320的后异型元件328与主接触元件312接合。以类似的方式,当凸轮614与VT接触元件610接合时,凸轮614的旋转影响VT电路的隔离。

可以注意到,结合前面的附图描述的测试开关的各种示例可以通过其他示例来实现,这些其他示例也将属于本公开的范围。结合图9至图17进一步描述这样的示例。

图9图示了根据另一本公开的用于断开跳脱电路的测试开关单元900的截面视图。在一个示例中,测试开关单元900包括继电器引线902和励磁引线904。继电器引线902被适配成使得继电器引线可以耦接至IED和相应的跳脱电路。另一方面,励磁引线904被适配成耦接至励磁电源电流。测试开关单元900还包括第一主接触元件906、第二主接触元件908(统称为主接触元件906和908)和次接触元件910。在一种情况下,主接触元件906和908以及次接触元件910可以由导电且柔性的材料制成。可以注意到,主接触元件908可以类似于(如结合图1至图2所说明的)跳脱接触元件110。

在测试开关单元900内,第一主接触元件906和次接触元件910两者的一端部与继电器引线902连接,而另一相应的端部,即端部912、914是自由的。类似地,第二主接触元件908的一端部与励磁引线904连接,而第二主接触元件908的另一端部,即端部916也不固定到测试开关单元900的任何部分。结果,接触元件906、908、910中的每一个的一端部是固定的而另一端是可运动的。测试开关单元900进一步包括凸轮918。在一个示例中,凸轮918的部分可以与接触元件906、908、910接合,其结果是每个接触元件906、908、910围绕固定它们的相应点的点运动。

凸轮918安装在轴920上,该轴进而耦接至杠杆922。类似于杠杆118,杠杆922使得它被适配成在假想平面中运动,该假想平面垂直于被适配成凸轮918被适配成旋转所围绕的轴线A。在一个示例中,杠杆922可以手动地致动,或者可以通过机械从动装置直接或间接地联接。在后一种情况下,这种机械从动装置可以基于一个或多个控制信号被致动。凸轮918设置有一组内异型元件924、926以及外异型元件928。内异型元件924、926于是被限定在凸轮918上,使得内异型元件924、926几乎直径上相对于彼此设置。随着凸轮918旋转,内异型元件924、926接触并运动主接触元件906、908,而外异型元件928接触并运动次接触元件910。

继续本示例,测试开关单元900进一步包括连接至导电元件932的测试信号引线930。导电元件932可以是金属板,该金属板具有允许次接触元件910的端部914与导电元件932接触的表面。如先前所描述的,继电器引线902可以耦接至IED和跳脱电路。IED的测试将包含用于提供一个或多个测试信号的测试信号引线930。如结合图1所说明的,为了测试,使用测试开关单元900通过运动杠杆922断开跳脱电路使得没有励磁电源电流通过杠杆922。结合图10至图11进一步描述测试开关单元900操作的方式。

图10至图11图示了处于各种不同操作阶段中的耦接至跳脱电路和IED的示例测试开关单元900。在正常操作条件下,由适当的发电部件产生的励磁电源电流(可互换地称为“励磁电流”)被提供至励磁引线904。励磁电流通过励磁引线904并且通过第二主接触元件908。因为第一主接触元件906的第一端部912先前与第二主接触元件908的端部916接触(如图9中所示),并且因为测试信号引线930是断开的,所以励磁电流行进通过一对主接触元件906、908,到达继电器引线902,最终通过可以耦接至继电器引线902的跳脱电路。

如图10至图11中所描绘的,为了隔离用于测试的IED,杠杆922沿方向B向下运动。杠杆922的运动影响轴920的旋转,这进而引起凸轮918的旋转。随着凸轮918旋转,内异型元件924、926也在圆形路径上运动。随着内异型元件924、926运动,内异型元件推压主接触元件906、908。随着相反的内异型元件924、926推压主接触元件906、908,主接触元件906、908被推开,由此断开它们之间的接触(图10)。

随着杠杆922被进一步沿向下方向推动,凸轮918进一步旋转,使得外异型元件928朝向次接触元件910运动。随着杠杆922被进一步向下推动,外异型元件928继续朝向次接触元件910运动。外异型元件928可以随后推压次接触元件910,由此引起次接触元件910朝向导电元件932运动并最终接触导电元件(图11)。

在次接触元件910与导电元件932之间的接触已经建立并且主接触元件906、908不再电接触的情况下,通过一对主接触元件906和908提供的导电路径,即励磁引线904与继电器引线902之间的路径中断。在此阶段,励磁引线904和导电元件932(因此进而是测试信号引线930)通过次接触元件910相互连接。在端部914与导电元件932耦接时,可以耦接至继电器引线902的跳脱电路处于断开状态。然后,可以开始使与IED耦接的CT电路短路和隔离的阶段。这将结合图12至图14进行说明。

图12图示了根据本公开的另一示例的测试开关单元1200的截面视图,其中测试开关单元1200耦接至IED和CT电路。所述的测试开关单元1200使得它可以耦接至CT电路和IED。测试开关单元1200包括继电器引线1202和励磁引线1204。继电器引线1202被如此适配使得继电器引线可以耦接至智能电子设备和相应的CT电路。

励磁引线1204被适配成耦接至励磁电流。测试开关单元1200可以进一步包括测试信号引线1206和连接器端口1208。测试开关单元1200还包括第一主接触元件1210、第二主接触元件1212(统称为主接触元件1210、1212)、以及第一次接触元件1214和第二次接触元件1216(统称为次接触元件1214、1216)。第一主接触元件1210和第一次接触元件1214中的每一者的一端部与继电器引线1202连接。类似地,第二主接触元件1212和另一次接触元件1216中的每一者的一端部与励磁引线1204连接。主接触元件1210、1212的另一端部1218、1220和次接触元件1214、1216的端部1222、1224是自由的,而没有固定到测试开关单元1200的任何部分。主接触元件1210、1212和次接触元件1214、1216可以由导电且柔性的材料制成。在正常操作中,当测试信号引线1206未被使用并且是断开的时,一对主接触元件1212和1214提供从励磁引线1204到CT电路的励磁电源电流的导电路径,该CT电路可以耦接至继电器引线1202。可以注意到,主接触元件1212和次接触元件1216可以分别类似于主接触元件312和次接触元件314(在图3至图5中描述)。

测试开关单元1200进一步包括安装在轴1228上的凸轮1226,该轴进而耦接至杠杆1230。类似于杠杆118,杠杆1230使得它被适配成在假想平面中运动,该假想平面垂直于被适配成凸轮1226被适配成旋转所围绕的轴线A。凸轮1226设置有一组内异型元件1232、1234以及外异型元件1236、1238。内异型元件1232、1234于是被限定在凸轮1226上,使得内异型元件1232、1234几乎直径上相对于彼此设置。以类似的方式,外异型元件1236、1238几乎直径上相对于彼此设置。外异型元件1236、1238使得外异型元件在与内异型元件1232、1234相比时走过具有更大半径的圆形路径。

在操作中,随着凸轮1226旋转,内异型元件1232、1234接触主接触元件并使主接触元件1210、1212运动,而外异型元件1236、1238接触并运动次接触元件1214、1216。测试开关单元1200可以进一步包括导电元件1240、1242,每个导电元件分别与连接器端口1208和测试信号引线1206连接。导电元件1240、1242可以是金属板,该金属板具有允许次接触元件1214、1216的端部1222、1224与导电元件1240、1242接触的表面。

为了确保IED可以被测试,CT电路将被隔离。CT电路的隔离要求励磁电流的导电路径布设通过连接器端口308。为此,CT电路将被短路。结合图13至图14进一步描述使CT电路短路的方式。如将要说明的,在下面的段落中,励磁电流的路径将在断开导电路径(即,通过导电元件1240、1242在励磁引线1204与继电器引线1202之间建立的路径)之前建立。

最初,主接触元件1210、1212的端部1218、1220接触,次接触元件1214、1216都不与导电元件1240、1242接触(图12)。结果,励磁电流行进通过一对主接触元件1210和1212、到达继电器引线1202、最终通过可以耦接至继电器引线1202的CT电路。

为了隔离CT电路,杠杆1230在方向M上运动。杠杆1230在方向M上的运动影响轴1228的旋转,这进而引起凸轮1226的旋转。随着凸轮1226旋转,内异型元件1232、1234也在圆形路径上运动,并且推压主接触元件1210、1212。当相反的内异型元件1232、1234推压主接触元件1210、1212时,主接触元件1210、1212被推开,由此断开它们之间的接触。以类似的方式,外异型元件1236、1238朝向次接触元件1214、1216运动。随着杠杆1230被进一步向下推动,外异型元件1236、1238继续朝向相应的次接触元件1214、1216运动。外异型元件1236、1238可以随后推压次接触元件1214、1216,以朝向接触导电元件1240、1242运动并且最终接触这些导电元件(图13)。

随着次接触元件1214、1216与导电元件1240、1242之间的接触已经建立,主接触元件1210、1212彼此失去接触,由此断开导电路径,即励磁引线1204与继电器引线1202之间的路径(图14)。在此阶段,继电器引线1202和励磁引线1204与导电元件1240、1242电连接。穿过励磁引线1204和次接触元件1216的励磁电流然后可以被发送到连接器端口1208。在一个示例中,连接器端口1208可以进一步与测试系统内邻近测试开关单元1200定位的测试开关单元中的类似连接器端口连接。在励磁电流被发送通过连接器端口1208(与继电器引线1202相反)的情况下,CT电路被短路并且IED被隔离。

如先前已经描述的,为了测试IED,VT电路必须被断开。随着跳脱电路的断开,CT电路将被短路和隔离,VT电路将被隔离。为此,在跳脱电路断开(如结合图9至图11所描述的),并且CT电路被短路和隔离(如结合图12至图14所描述的)的情况下,接下来的步骤包含VT电路的隔离。现在结合图15至图17描述VT电路的隔离。

在测试开关单元1500内,第一主接触元件1506和次接触元件1510两者的一端部与继电器引线1502连接,而另一相应的端部,即端部1512、1514是自由的。类似地,第二主接触元件1508的一端部与励磁引线1504连接,而第二主接触元件1508的另一端部,即端部1516也不固定到测试开关单元1500的任何部分。结果,接触元件1506、1508、1510中的每一个的一端部是固定的而另一端是可运动的。测试开关单元1500进一步包括凸轮1518。在一个示例中,凸轮1518的部分可以与接触元件1506、1508、1510接合,其结果是每个接触元件1506、1508、1510围绕固定它们的相应点的点运动。可以注意到,主接触元件1508可以分别类似于VT接触元件610(在图6至图8中描述)。

凸轮1518安装在轴1520上,该轴进而耦接至杠杆1522。杠杆1522使得杠杆被适配成在假想平面中运动,该假想平面垂直于被适配成凸轮1518被适配成旋转所围绕的轴线A。凸轮1518设置有一组内异型元件1524、1526以及外异型元件1528。内异型元件1524、1526于是被限定在凸轮1518上,使得内异型元件1524、1526几乎直径上相对于彼此设置。随着凸轮1518旋转,内异型元件1524、1526接触并运动主接触元件1506、1508,而外异型元件1528接触并运动次接触元件1510。

继续本示例,测试开关单元1500进一步包括连接至导电元件1532的测试信号引线1530。导电元件1532可以是金属板,该金属板具有允许次接触元件1510的端部1514与导电元件1532接触的表面。结合图16至图17进一步描述测试开关单元1500操作的方式。

图16至图17图示了处于各种不同操作阶段的示例测试开关单元1500。在正常操作条件下,由适当的发电部件产生的励磁电源电流(可互换地称为“励磁电流”)被提供至励磁引线1504。励磁电流通过励磁引线1504并且通过第二主接触元件1508。因为第一主接触元件1506的第一端部1512先前与第二主接触元件1508的端部1516接触(如图15中所示),并且因为测试信号引线1530是断开的,所以励磁电流行进通过一对主接触元件1506、1508,到达继电器引线1502,最终通过可以耦接至继电器引线1502的跳脱电路。

为了隔离用于测试的IED,杠杆1522沿方向B向下运动,如图16至图17中描绘的。杠杆1522的运动影响轴1520的旋转,这进而引起凸轮1518的旋转。随着凸轮1518旋转,内异型元件1524、1526运动并推压主接触元件1506、1508。随着相反的内异型元件1524、1526推压主接触元件1506、1508,主接触元件1506、1508被推开,由此断开它们之间的接触(图16)。

随着杠杆1522被进一步沿向下方向推动,凸轮1518进一步旋转,使得外异型元件1528朝向次接触元件1510运动,并且随后可以推压次接触元件1510,由此引起次接触元件1510朝向导电元件1532运动并且最终接触导电元件(图17)。在此阶段,励磁引线1504和导电元件1532(因此进而测试信号引线1530)通过次接触元件1510相互连接。

尽管本公开的实现方式已经以特定于结构特征和/或方法的语言进行了描述,但是应当注意,本公开不限于所描述的特定特征或方法。相反,在本公开的一些实现方式的范畴中披露和说明了特定特征和方法。

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