雙電源自動轉換開關時間參數測量方法研究

概要：本文解釋了雙電源各時間參數（觸頭轉換時間、轉換動作時間、總動作時間、返回轉化時間的測試功能）的含義，詳細描述了試驗室的傳統測量方法，并分析了傳統方法的優點與不足之處，在此基礎上，設計了一種新型檢測測試裝置模型。

關鍵字：時間參數 觸頭轉換時間、轉換動作時間、總動作時間、返回轉化時間 傳統測量方法 新型檢測測試裝置模型

隨著國民經濟的發展，對電力供應的要求也相應的越來越高。其中，供應的可靠性和安全性已成為最關鍵的指標。高層建筑、小區、醫院、機場、碼頭、消防、冶金、化工、紡織等不允許停電的重要場所，為了保證供電的持續性，往往配置了兩套以上的電源。保證因一路電源發生故障(停電、欠壓、過壓、斷相、頻率偏移)時，進行電源之間的自動切換。如何對轉換質量進行考核，也就成了質檢工作的重要內容。因此，在國家電器標準GB/T14048.11-2008中，詳細規定了雙電源自動轉換開關各項性能指標應達到的要求及相應的測試準則。本文僅對其中的轉換性能方面進行研究。

標準中規定的輪換電器時間參數主要有以下幾個：觸頭轉換時間、轉換動作時間、總動作時間、返回轉化時間；觸頭轉換時間為測定的從第一組主觸頭斷開常用電源起至第二組主觸頭閉合備用電源為止的時間。轉換動作時間為測定的從主電源被監測到偏差的瞬間起至主觸頭閉合備用電源為止的時間。不包括特意引入的延時。總動作時間為轉換動作時間與特意引入的延時之和。返回動作時間為從常用電源完全恢復正常的瞬間起至主觸頭組閉合常用電源的瞬間為止的時間加上特意引入的延時(1)。

可依據上面的定義，可作出如下的時間分布圖：

傳統的測量時間方法主要原理為：引入對應于“第一組主觸頭斷開常用電源”“第二組主觸頭閉合備用電源”“主電源被監測到偏差的瞬間”“常用電源完全恢復正常的瞬間”“主觸頭組閉合常用電源的瞬間”的無源開關量（電源狀態由檢驗電路中的接觸器輔助觸頭指示，雙電源自動轉換開關各種參數可由產品上相對應的狀態輸出輔助端子指示），通過監測開關量變化，測出各個過程的時間。

傳統的檢測時間方法由于原理簡單，設備投入少（僅需一臺數字多用表，一臺三相調壓器，及連接導線），得到了各個測試站及廠家的廣泛應用。但隨著，雙電源自動轉換開關切換速度的不斷加快，以及20世紀以來新技術對雙電源的影響，傳統的檢測方法已不能良好地評估轉換性能，或者根本無法使用。

首先，傳統檢測方法精度不高，數字多用表最高量程級別僅到毫秒級，對切換時間僅20ms或更低的雙電源來說，明顯不能滿足要求，同時，傳統檢測方法并非直接檢測變化量。都是通過檢測變化量相對應的開關量的變化來得出具體時間。變化量轉化為開關量的過程時間也計入的雙電源的時間參數，當雙電源自動轉換開關反映越靈敏時，相應測出時間誤差也越大。

其次，變化量必須轉化為開關量也導致了傳統的檢測時間方法無法適用于新型雙電源。高科技的應用，使得雙電源自動轉換開關的狀態輸出指示有了明顯變化。電子的，數字的，及遠程等輸出方式都能在新產品中見到身影。傳統采用輔助觸頭輸出的方式在新產品中已經越來越少見。獲取傳統檢驗方法所需要的開關量往往需要拆開雙電源自動轉換開關裝置，研究產品的具體構造及原理。并有可能因為對產品的處理，影響產品的功能。

最后，傳統檢測方法效率極為低下。不僅一個廠家的一個類型的產品就確定一種接線檢測方式，而且對每一個切換時間的測量，都需要重新進行接線。這顯然不適合大批量檢驗的需要。

通過對傳統檢測方法的分析，可以清楚地認識到：對變化量的間接測量是傳統方法的最大缺陷，同時對數據的低效處理也是影響檢測的一個關鍵因數。為了克服傳統方法的缺陷，采用現代計算機技術，我們設計出了以下系統：

使用隔離變壓器將測試系統與主電路分開，防止兩者之間的相互干擾，采用電壓及電流傳感器直接從雙電源處取得所需要的信號數據并將之送到單片機，由單片機對數據進行處理，計算出各個切換時間。在液晶屏上直接輸出電壓，電流波形圖及各個時間具體值。

（1）GB14048.5-2008《低壓開關設備和控制設備第5-1部分：控制電路電器和開關元件機電式控制電路電器》

作者簡介： 江亨湖（1985-），男，工程師，學士，主要從事低壓電器產品檢測