断路器导电回路电阻智能测试的研究

摘要

断路器导电回路电阻是标志断路器质量的主要参数之一,其值的大小直接影响到断路器通载额定工作电流时的温升以及短路状态下的动热稳定性.断路器导电回路电阻主要取决于动、静触头之间的接触电阻.接触电阻一般是微欧级的小电阻.目前最常用的接触电阻测试仪器是微欧仪,这些仪器普遍采用大电流恒流源,因此体积和重量都很大.该论文提出了一种新的电源方式—脉冲电源,开发了一种新型回路电阻测试仪.脉冲电源的使用使测试仪体积和重量大大减小,便于携带和现场测试使用.仪器在设计中采用了单片机测试控制系统对脉冲电源进行充、放电控制,对数据进行采集、转换和处理,最后用LED数码管显示被测断路器接触电阻值和放电回路电流的峰值.该仪器的电压、电流信号的测量均采用工程实际中经常使用的四端子接线技术,有效的减少了引线电阻带来的测量误差.在硬件电路中使用了精密的仪用放大器对需要测试的信号进行放大,同时还使用光电耦合器件、继电器和滤波电路等来减小各种干扰.在软件设计中,使用数字滤波等方法来减小系统的测量误差.经实验检验,该研究开发的新型回路电阻测试仪具有良好的人机界面,操作简单,经济实用.

目录

文摘

英文文摘

0前言

1绪论

1.1引言

1.2断路器导电回路电阻测量技术的发展

1.3新型回路电阻测试仪

1.3.1脉冲电源的选择

1.3.2研究中考虑的主要问题及解决方法

1.3.3本文所要完成的工作

2断路器导电回路电阻的测试原理

2.1引言

2.2接触电阻计算公式

2.3真空断路器触头

2.4接触电阻的经典测试方法

2.5新型回路电阻测试仪的测量原理

2.6新型回路电阻测试仪预期的性能指标

3新型回路电阻测试仪的硬件设计

3.1新型回路电阻测试仪的整体设计

3.2脉冲电源的理论分析与电路设计

3.2.1脉冲电源放电回路的理论分析

3.2.2脉冲电源的硬件电路

3.3单片机测试系统

3.3.1电流峰值采集

3.3.2灭弧室两端电压采集

3.3.3数码管显示部分

3.3.4“看门狗”硬件部分

3.3.5稳压电源的设计

3.4印刷电路板的绘制

4新型回路电阻测试仪的软件设计

4.1主程序设计

4.2初始化程序和脉冲电源充放电程序

4.3模数转换器的采样、转换和传输程序

4.4 MAX7219与单片机接口程序

4.5数码管显示程序

4.6“喂狗”子程序和延时子程序

4.7“看门狗”程序

4.8数据处理

5新型回路电阻测试仪样机的调试

5.1脉冲电源调试

5.2 PCB板调试

5.2.1静态调试

5.2.2动态在线调试

5.3软件调试

5.4样机整体调试

5.5新型回路电阻测试仪的使用方法及注意事项

6误差分析及减小误差措施

6.1误差分析

6.2减小误差的措施

6.2.1四端子接线技术

6.2.2测试系统误差减小的措施

7结论

7.1总结

7.1.1关于研究断路器导电回路电阻智能测试仪的总结

7.1.2设计中的难点之处及具体解决方法

7.2改进方向

参考文献

致谢

附录1：整体电路硬件原理图

附录2：PCB样品图和新型回路电阻测试仪器样品图

附录3：程序清单

大连理工大学学位论文版权使用授权书