一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置及其测量方法

本发明属于熔断器特性测量，具体涉及一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置及其测量方法。

背景技术：

1、熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器，其广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。弧前时间是指熔断器从通入电流瞬间起到熔断器熔断为止整个过程所用的时间。熔断器的弧前时间-电流特性是判断某种熔断器是否能在某一场所下正常工作的重要依据，也是制造厂家必须提供的数据。

2、现有的已用于电压互感器保护用的熔断器的额定电流一般0.5、1、2、3.15、6.3a，因其作用主要为保护电压互感器，所以其额定电流值一般较小，这也导致了对该型号熔断器在某一电流下的弧前时间测量时间长。尽管目前市场中存在不少测量弧前时间电流特性的装置，但大部分装置都存在制造成本高、实验装置较大、安装不方便等。

3、传统方法需要利用示波器和电流检测计，设备的价格昂贵，试验装置整体成本很高，且需要工作人员时刻注意示波器的波形显示，在小电流下弧前时间很长，熔断波形的采集时间也很短，否则会出现波形刷新导致采集失败的现象，使用不方便。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是解决测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的结构复杂且成本高的问题，提出一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置及其测量方法。

2、为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置，包括交流电源、开关、调压器、待测熔断器、电流检测计、ni采集卡、上位机；

4、所述交流电源的正极连接开关，所述开关的另一端连接调压器的输入端，所述调压器的调压端连接待测熔断器，所述调压器的输出端连接交流电源的负极，所述交流电源的负极接地；

5、所述待测熔断器的另一端连接电流检测计，所述电流检测计分别连接交流电源的负极和ni采集卡，所述ni采集卡连接上位机。

6、进一步的，所述ni采集卡和上位机的连接通过bns转电子线将得到的电压信号分为两个电子线连接至ni采集卡中，再将combicon螺栓端子接线盒插入combicon连接器插座，完成ni采集卡与上位机的连接。

7、进一步的，所述上位机中基于labview软件进行一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测试。

8、一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，依托于所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置实现，包括如下步骤：

9、s1.基于labview软件创建while循环结构，在while循环结构中加入条件结构作为所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的主体结构；

10、s2.构建所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的数据采集系统；

11、s3.构建所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的数据分析系统；

12、s4.构建所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的数据输出系统；

13、s5.基于步骤s1-步骤s4构建的测试环境，连接所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置，进行所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测试。

14、进一步的，步骤s1中通过选用条件结构来实现：通过改变布尔灯的开或断控制所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的开启或关闭。

15、进一步的，步骤s2安装daqmx-数据采集系统，包括电压输入模块、daqmx定时模块，对电压输入模块设置ni采集卡的采样量程，对daqmx定时模块设置单位时刻内采集到的数据量，然后连接daqmx开始任务模块，完成数据采集系统的构建。

16、进一步的，步骤s3中安装数据分析系统，包括daqmx读取模块，索引数组模块、数据修改模块、单频测量模块、波形成分分析模块、时间字符串模块；

17、daqmx读取模块读取采集的数据，然后利用索引数组模块对采集的数据进行数组变换，通过数据修改模块对采集的数据乘以10转换为流经熔断器的实际电流，然后除以将实际电流转换为有效电流；

18、然后将所得数据连接至单频测量模块，加入频率显示控件得到实时频率；

19、将单频测量所接受数据转换后的信号经波形成分分析模块接至波形图模块中，加入时间字符串模块实现波形图显示实时时间，用以对熔断器的熔断时刻进行记录。

20、进一步的，步骤s4中安装数据输出系统包括波形图模块，将数据分析系统得到的数据输入到波形图模块中，实现波形在上位机中的展示，然后在数据采集系统中选择daqmx停止任务和清除数据模块，完成所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量过程。

21、进一步的，步骤s5的具体实现方法包括如下步骤：

22、s5.1.选择数据通道，点击开始按钮；

23、s5.2.调节调压器至检测电流，进行数据采集和分析；

24、s5.3.判断在检测电流下熔断器是否熔断，判断为是，得到数据分析结果为通过上位机显示的波形图记录熔断器升至检测电流的时间以及熔断时间，判断为否，则继续升高电流，重复步骤s5.2-步骤s5.3；

25、s5.4.基于步骤s5.3得到的数据分析结果，得到起始与熔断之间的时间差，该时间差即为所设置的检测电流所对应的弧前时间。

26、本发明的有益效果：

27、本发明所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置，可对熔断器通过的电流波形进行实时采集，并能通过调压器人为改变电流的大小，自动记录熔断时间，装置简单、成本低、占地面积小，具有很好的应用前景。

28、本发明所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，能够较为准确的采集到熔断器工作的电流波形和电流的有效值，其精度较好，并实现了自动记录弧前时间的功能，为弧前时间-电流特性曲线图的数据采集此项出厂检测指标节省了大量的人力物力，提供了强有力的装置支撑。对于在熔断器进行高压试验有可能会产有害气体或可能发生爆炸等现象的场合中，能够保障实验人员的安全。

技术特征：

1.一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置，其特征在于，包括交流电源(1)、开关(2)、调压器(3)、待测熔断器(4)、电流检测计(5)、ni采集卡(6)、上位机(7)；

2.根据权利要求1所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置，其特征在于，所述ni采集卡(6)和上位机(7)的连接通过bns转电子线将得到的电压信号分为两个电子线连接至ni采集卡(6)中，再将combicon螺栓端子接线盒插入combicon连接器插座，完成ni采集卡(6)与上位机(7)的连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置，其特征在于，所述上位机(7)中基于labview软件进行一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测试。

4.一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，依托于权利要求1-3之一所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，其特征在于，步骤s1中通过选用条件结构来实现：通过改变布尔灯的开或断控制所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的开启或关闭。

6.根据权利要求5所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，其特征在于，步骤s2安装daqmx-数据采集系统，包括电压输入模块、daqmx定时模块，对电压输入模块设置ni采集卡的采样量程，对daqmx定时模块设置单位时刻内采集到的数据量，然后连接daqmx开始任务模块，完成数据采集系统的构建。

7.根据权利要求6所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，其特征在于，步骤s3中安装数据分析系统，包括daqmx读取模块，索引数组模块、数据修改模块、单频测量模块、波形成分分析模块、时间字符串模块；

8.根据权利要求7所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，其特征在于，步骤s4中安装数据输出系统包括波形图模块，将数据分析系统得到的数据输入到波形图模块中，实现波形在上位机中的展示，然后在数据采集系统中选择daqmx停止任务和清除数据模块，完成所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量过程。

9.根据权利要求8所述的一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的测量方法，其特征在于，步骤s5的具体实现方法包括如下步骤：

技术总结一种用于测量熔断器弧前时间、电流特性的装置及其测量方法，属于熔断器特性测量技术领域。为解决测量熔断器弧前时间、电流特性的装置的结构复杂且成本高的问题，本发明包括交流电源、开关、调压器、待测熔断器、电流检测计、NI采集卡、上位机；交流电源的正极连接开关，开关的另一端连接调压器的输入端，调压器的调压端连接待测熔断器，调压器的输出端连接交流电源的负极，交流电源的负极接地；待测熔断器的另一端连接电流检测计，电流检测计分别连接交流电源的负极和NI采集卡，NI采集卡连接上位机。本发明能够较为准确的采集到熔断器工作的电流波形和电流的有效值，其精度较好，并实现了自动记录弧前时间的功能。技术研发人员：聂洪岩,陈嘉浩,何沛恬,孙茂轩受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25