MCCB機(jī)械壽命試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)方案

1、MCCB機(jī)械壽命試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)方案一方案概述 塑料外殼式斷路器（MCCB）的機(jī)械壽命是其在需要修理或者更換任何機(jī)械部件前能達(dá)到的機(jī)械操作次數(shù)。在GB-14048.2-2001中描述了MCCB機(jī)械壽命的基本參數(shù)。因此機(jī)械壽命是衡量MCCB性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。目前廣泛使用的機(jī)械壽命試驗(yàn)臺(tái)只能適用于某一特定殼架等級(jí)的MCCB，并不具備通用性，且功能單一，安裝繁瑣。本MCCB機(jī)械壽命試驗(yàn)臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱本試驗(yàn)臺(tái)）就是旨在解決以上存在的問(wèn)題。 本試驗(yàn)臺(tái)用于大全集團(tuán)630A和1600A塑殼斷路器，同時(shí)兼容其他合資及國(guó)產(chǎn)品牌1600A及以下塑殼斷路器。試驗(yàn)臺(tái)包含2個(gè)測(cè)試工位 ，可進(jìn)行機(jī)械壽命試驗(yàn)及回路電阻測(cè)試。二

2、功能要求分析 本試驗(yàn)臺(tái)用于測(cè)試MCCB的機(jī)械壽命，包含4種基本測(cè)試模式： 1、合閘+分閘；2、合閘+脫扣按鈕脫扣+再扣；3、合閘+分勵(lì)脫扣+再扣；4、合閘+欠壓脫扣+再扣。也可根據(jù)用戶要求，增加其他用戶定義的測(cè)試動(dòng)作模式。試驗(yàn)臺(tái)可通過(guò)人機(jī)界面根據(jù)不同用戶的測(cè)試要求對(duì)如下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：測(cè)試總次數(shù)（1-99,999）,操作頻率（60-480次/小時(shí)），開(kāi)關(guān)極數(shù)（3P/4P），失效判斷次數(shù)，動(dòng)作模式等。實(shí)際測(cè)試次數(shù)具有記憶功能，即使突然出現(xiàn)的斷電故障，也不會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，重新啟動(dòng)后能接著上次的結(jié)果繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。 數(shù)據(jù)記錄可記錄所有測(cè)試項(xiàng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形。并根據(jù)用戶要求輸出試驗(yàn)報(bào)表。 MCCB操

3、作機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu)（或步進(jìn)電機(jī)）操作；為脫扣器器提供各種交直流分勵(lì)脫扣、欠壓脫扣電源；同時(shí)，提供30A直流程控電流源用于測(cè)試回路電阻，提供開(kāi)關(guān)電源用于觸頭失效檢測(cè)，測(cè)量精度高于1%，回路電阻測(cè)量范圍1m。三試驗(yàn)整體設(shè)計(jì) 根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的功能要求，MCCB機(jī)械壽命通用試驗(yàn)臺(tái)的整體設(shè)計(jì)如下： MCCB機(jī)械壽命試驗(yàn)臺(tái)由2大部分組成：機(jī)械操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中機(jī)械操作系統(tǒng)由試驗(yàn)臺(tái)框架，試驗(yàn)品安裝機(jī)構(gòu)和功能測(cè)試機(jī)構(gòu)組成；控制系統(tǒng)由氣動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)品的安裝，測(cè)試功能的機(jī)械執(zhí)行等功能，為MCCB機(jī)械壽命試驗(yàn)提供硬件條件?？刂葡到y(tǒng)利用氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械壽命測(cè)試功能，電氣控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)試

4、驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，并實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與保存等功能。本試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備尺寸為1500mm（寬）X800mm(深)X1600mm（高）（其中臺(tái)面高度為1000mm）四試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了提高試驗(yàn)臺(tái)的工作效率，試驗(yàn)臺(tái)為2工位機(jī)械壽命測(cè)試，可同時(shí)對(duì)2臺(tái)MCCB進(jìn)行機(jī)械壽命試驗(yàn)并監(jiān)測(cè)。1）安裝機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)安裝機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)MCCB的固定。a) 試驗(yàn)臺(tái)安裝機(jī)構(gòu)由下托塊，上托塊，安裝基座和連接滑塊等4部分組成，其中上下托塊和安裝基座都鑲有燕尾槽，實(shí)現(xiàn)安裝尺寸的任意調(diào)節(jié)b) 試驗(yàn)用MCCB安裝分析本方案設(shè)計(jì)的一種MCCB的長(zhǎng)為175mm，寬為105mm；另一種MCCB的長(zhǎng)為406mm，寬為

5、190mm，可見(jiàn)兩款MCCB的外形尺寸具有差異性。利用安裝基座上的燕尾槽調(diào)節(jié)Y方向尺寸以應(yīng)對(duì)不同MCCB的長(zhǎng)度尺寸，利用上托塊和下托塊上的燕尾槽調(diào)節(jié)連接滑塊在X方向的尺寸以對(duì)應(yīng)不同的MCCB的寬度尺寸。通過(guò)調(diào)節(jié)以上兩個(gè)方向的尺寸，試驗(yàn)臺(tái)安裝機(jī)構(gòu)可適用于所有殼架等級(jí)MCCB的固定。2）功能測(cè)試機(jī)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)有四種測(cè)試模式，但是每種測(cè)試模式都需要幾個(gè)基本動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能，試驗(yàn)臺(tái)功能測(cè)試機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是完成試驗(yàn)MCCB分閘或儲(chǔ)能，合閘和脫扣等基本動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械壽命試驗(yàn)。試驗(yàn)臺(tái)功能測(cè)試機(jī)構(gòu)由合閘機(jī)構(gòu)，分閘或儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)等3部分組成。合閘機(jī)構(gòu)，分閘或儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)由氣缸或脫扣器實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的動(dòng)作，

6、并由PLC控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)一種機(jī)械壽命測(cè)試模式。如圖。.五試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1） 氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于氣動(dòng)系統(tǒng)泄露小，反應(yīng)快，動(dòng)作迅速，維護(hù)簡(jiǎn)單，管路不易堵塞，長(zhǎng)期運(yùn)行不會(huì)發(fā)生熱現(xiàn)象等特點(diǎn)，本試驗(yàn)臺(tái)選用氣動(dòng)系統(tǒng)作為動(dòng)力系統(tǒng)單元?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)由氣缸，單向節(jié)流閥和二位五通電磁換向閥等3部分組成。此回路采用單向節(jié)流閥的雙向調(diào)速回路，可實(shí)現(xiàn)氣缸的正向和反向運(yùn)動(dòng)。因?yàn)椴捎门艢夤?jié)流調(diào)速方式時(shí)，對(duì)外負(fù)載變化不大，進(jìn)氣阻力小，負(fù)載變化對(duì)速度影響小，系統(tǒng)能夠更好的完成機(jī)械壽命試驗(yàn)，所以試驗(yàn)臺(tái)采用了排氣節(jié)流調(diào)速方式對(duì)各個(gè)動(dòng)作氣缸進(jìn)行速度控制。為了準(zhǔn)確地進(jìn)行功能測(cè)試完成機(jī)械壽命試驗(yàn)，在試驗(yàn)臺(tái)單元?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用

7、減壓閥對(duì)各個(gè)動(dòng)作氣缸的動(dòng)作力進(jìn)行調(diào)節(jié)。2） 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)主要由PLC系統(tǒng)（包括可擴(kuò)展模塊及模擬量模塊）及漏電保護(hù)斷路器，中間繼電器，限位傳感器，濾波器，人機(jī)界面等組成。電氣控制系統(tǒng)以PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作，根據(jù)不同的機(jī)械壽命測(cè)試模式控制每個(gè)工位的機(jī)械動(dòng)作，判斷被測(cè)產(chǎn)品的通斷，并對(duì)測(cè)試次數(shù)進(jìn)行記錄。人機(jī)界面會(huì)顯示被測(cè)產(chǎn)品的通斷，并對(duì)測(cè)試次數(shù)進(jìn)行記錄。人機(jī)界面會(huì)顯示被測(cè)產(chǎn)品的通斷，并對(duì)測(cè)試次數(shù)進(jìn)行記錄。人機(jī)界面會(huì)顯示被測(cè)產(chǎn)品的通斷狀態(tài)及故障信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。 手動(dòng)操作時(shí)通過(guò)氣缸的啟停按鈕控制電磁換向及氣缸，使系統(tǒng)達(dá)到不同MCCB壽命試驗(yàn)所需的正確位置，從而手動(dòng)實(shí)

8、現(xiàn)對(duì)氣缸動(dòng)作力以及動(dòng)作位置的調(diào)節(jié)。自動(dòng)控制時(shí)，按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)氣缸，由軟件編程實(shí)現(xiàn)具體的動(dòng)作過(guò)程。PLC根據(jù)限位傳感器，用戶對(duì)機(jī)械壽命試驗(yàn)次數(shù)，間隔時(shí)間以及測(cè)試模式的設(shè)定值，電磁換向閥的狀態(tài)等實(shí)現(xiàn)MCCB分閘或儲(chǔ)能，合閘和脫扣等動(dòng)作，自動(dòng)控制氣缸正反運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定的完成MCCB機(jī)械壽命試驗(yàn)。在系統(tǒng)發(fā)生故障，氣缸動(dòng)作異?；蛟囼?yàn)MCCB滑扣時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換，并發(fā)出故障信號(hào)。3） 試驗(yàn)電源試驗(yàn)臺(tái)提供的電源如下：程控電流源：用于測(cè)試回路電阻，提供30A程控電流源，電流輸出精度1%，該電流源測(cè)試僅供失效判斷。分勵(lì)脫扣電源：3路AC24V440V 三路連續(xù)可調(diào)；3路DC24V25連續(xù)可調(diào)，電源輸出精度1%

9、。欠壓脫扣電源：3路AC24V440V 三路連續(xù)可調(diào)；3路DC24V25連續(xù)可調(diào)，電源輸出精度1%。開(kāi)關(guān)電源：3路直流24V，5A直流開(kāi)關(guān)電源用于觸點(diǎn)失效檢測(cè)。4） 控制軟件軟件采用LabView設(shè)計(jì)，提供參數(shù)設(shè)定，數(shù)據(jù)顯示，試驗(yàn)控制，數(shù)據(jù)記錄等各項(xiàng)功能?？赏ㄟ^(guò)軟件進(jìn)行試驗(yàn)全過(guò)程控制，可進(jìn)行測(cè)試總次數(shù)（1-99,999）,操作頻率（60-480次/小時(shí)），開(kāi)關(guān)極數(shù)（3P/4P），失效判斷次數(shù)，動(dòng)作模式等參數(shù)設(shè)定，并可顯示及保存所有測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)方案出自，首次發(fā)布在百度文庫(kù)。軟件參考畫(huà)面如下：參數(shù)設(shè)置試品狀態(tài)顯示六主要設(shè)備清單序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)廠家數(shù)量備注1工業(yè)計(jì)算機(jī)Advantech IPC610-H研華1含鍵鼠等附件2PLCS7-1200系列西門子1含電源，CPU，輸入輸出等全部功能模塊及PLC程序源代碼3監(jiān)控組態(tài)軟件LabViewNI1含控制程序源代碼4控制臺(tái)非標(biāo)定制維思15回路電阻測(cè)試電源TDK-Lambda 750W，gen20-38