專利名稱：熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熔斷器檢測裝置，尤其涉及用于檢測熔斷器老化狀態(tài)的系 統(tǒng)。
背景技術：
熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時間后，以其自身產生的熱量使熔體熔化，從 而使電路斷開的原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 及用電設備中，作為短路和過電流保護，是應用最普遍的保護器件之一。而熔斷器在使用過程中，由于電流及外界環(huán)境的影響，其不可避免的發(fā)生老化。熔 斷器的老化主要包括熔絲的老化以及電極的老化。前者主要機理包括金屬電遷移、銀離子 遷移、焊點熔化、金屬蒸發(fā)、焊劑的合金效應、助焊劑腐蝕等；后者的老化機理主要是高溫與 潮濕導致電接觸表面氧化，導致接觸不良。熔絲老化的熔斷器會在熔絲金屬上出現(xiàn)局部質 量虧損或空洞等現(xiàn)象，從而改變熔斷器的保護特性曲線，在隨后的運行中極易發(fā)生熔斷器 誤動作(指熔斷器在未達到最小約定熔斷電流的條件下就出現(xiàn)熔斷的現(xiàn)象)。但是熔斷器的老化不易直接觀察判斷，由于應用數(shù)量巨大，也不易通過全部檢測 來判斷。作為電路或重要負載的保護元件，一旦發(fā)生熔斷，很難鑒定是由于電路異常引發(fā)的 正常熔斷還是熔斷器老化引起的誤動作。這種現(xiàn)象對于某些重要電路或負載，存在重大安 ^^^ 急 ^^ ο現(xiàn)有的熔斷器測試技術包括熔斷器電阻測量以及X-RAY檢測技術。這些檢測的主 要目的是生產廠家對新熔斷器產品進行性能測試與篩選，并不關注熔斷器的老化狀態(tài)，即 目前在熔斷器老化狀態(tài)檢測技術與壽命評估方面的研究相對落后，無法及時察覺熔斷器的 老化情況，導致大量老化的熔斷器繼續(xù)使用的情況。因此，如何及時的檢測出熔斷器的老化 狀態(tài)是亟待解決的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種能夠對熔斷器的多種狀態(tài)參數(shù)進行測量分析，從 而判斷其老化狀態(tài)的檢測裝置。為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是一種熔斷器老化狀態(tài)多因子 檢測系統(tǒng)，它包括，可調恒流源，用于與待測熔斷器相串聯(lián)，為不同容量等級的待測熔斷器提供模擬 電流；可調恒溫箱，內設有用于將待測熔斷器安裝在其中的測試板，所述的可調恒溫箱 用于模擬待測熔斷器現(xiàn)場運行工況；溫度采集裝置，包括與待測熔斷器相接觸用于測量熔斷器上多點溫度的熱電偶、 與熱電偶輸出端相連接的多通道采集卡；電阻測量儀，其用于定期或實時測量待測熔斷器在恒溫箱內的電阻數(shù)據(jù)；[0012]PC機，所述的PC機與多通道采集卡的輸出端相連接，其實時接收多通道采集卡采 集的溫度數(shù)據(jù)并進行熔斷器溫升特性分析，同時結合電阻測量儀(4)傳輸?shù)碾娮钄?shù)據(jù)對熔 斷器是否老化進行判斷。對上述技術方案進一步地優(yōu)化為，它還包括輸出端與PC機相連接的紅外測溫裝 置，所述的紅外測溫裝置用于直觀地檢測熔斷器上的溫度分布并進行熱點定位。根據(jù)上述方案所進行的一種具體實施方式
是，所述的紅外測溫裝置為紅外熱像 儀。該裝置還包括熔斷器外觀檢測裝置，所述的外觀檢測裝置包括用于判斷熔斷器的 形狀與尺寸是否發(fā)生變化從而初步判斷熔斷器是否老化的照相機和稱重臺。所述的PC機分別與所述的可調恒流源及可調恒溫箱相控制連接，在測量過程中， 所述的PC機對測得的數(shù)據(jù)進行處理，并以圖表方式顯示。所述的圖表方式為電流-時間-溫度曲線。所述的PC機設置有人機交互界面，在根據(jù)不同熔斷器及不同現(xiàn)場工況進行相應 地設定后，系統(tǒng)對待測熔斷器狀態(tài)進行自動檢測。具體地，根據(jù)系統(tǒng)界面接收到的設定信號，根據(jù)需要任意調制恒流源電流輸出波 形，包括階躍、正弦、脈沖及其他特定波形等；控制恒溫箱溫度，模擬熔斷器現(xiàn)場運行工況； 控制多通道溫度采集卡和紅外檢測裝置實時、連續(xù)、斷續(xù)和特定時刻自動采集數(shù)據(jù)；定期對 熔斷器進行外觀檢查、電阻自動測量；所有的檢測過程以及檢測結果的記錄都能夠實現(xiàn)自 動化控制。同時其對自動采集的檢測結果進行處理，形成特性曲線、表格、圖片或視頻，并形 成數(shù)據(jù)庫，能夠實現(xiàn)存儲、查詢與調用功能，并以表格、曲線、圖片或視頻等方式存儲及顯
7J\ ο由于上述技術方案的采用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點本實用新 型通過模擬待測熔斷器的現(xiàn)場工況，對熔斷器進行電阻測量、紅外測溫及接觸式測溫，并對 檢測的結果進行分析，實現(xiàn)熔斷器的多因子狀態(tài)檢測以對熔斷器是否老化進行判斷，同時 可結合X-RAY、SEM檢測的結果，對熔斷器的老化狀態(tài)進行綜合評估，以實現(xiàn)對檢測系統(tǒng)可 靠性的檢測。熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)可以對采購、庫存以及在役的熔斷器進行測 量，通過該系統(tǒng)，將有效增強熔斷器使用的安全性。

附圖1為本實用新型熔斷器多因子狀態(tài)檢測系統(tǒng)原理框圖；其中1、可調恒流源；2、可調恒溫箱；3、溫度采集單元；31、熱電偶；32、多通道采 集卡；4、電阻測量儀；5、PC機；6、紅外檢測單元；7、外觀檢測裝置；10、待測熔斷器；
具體實施方式
如圖1所示的熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，主要包括可調恒流源1，其用于為待測熔斷器10提供電流，在具體應用時，根據(jù)不同容量等 級的熔斷器，該可調恒流源的量程與精度能夠調整，同時根據(jù)不同試驗要求，電流輸出信號 可調節(jié)，本實施例中，恒流源的輸出波形可為階躍、正弦(工頻)、脈沖等波形；
4[0026]可調恒溫箱2，其用于模擬熔斷器所在的現(xiàn)場工況，為了準確模擬熔斷器現(xiàn)場工 況，恒溫箱2應保證具有足夠空間，在本實施例中，可調恒溫箱的量程可選擇在10 70°C， 精度1°C，箱體可采用透明材質制成；在恒溫箱內安裝有測試板，由于熔斷器的類型和尺寸 不同，因此，本實施例中，測試板的形狀應與熔斷器在相應現(xiàn)場的安裝盡量保持一致；溫度采集裝置3，包括與待測熔斷器相接觸用于測量熔斷器上多點溫度的熱電偶 31、與熱電偶31輸出端相連接的多通道采集卡32。其中，熱電偶可選用小型、高精度熱點 偶，并視情況測量熔斷器沿線多點溫度，從而達到測量熔斷器溫升特性與溫度分布的要求。 在本實施例中，多通道溫度采集卡可同時接受16個測溫通道數(shù)據(jù)，并將測量數(shù)據(jù)進行實時 傳遞；電阻測量儀4，其用于定期或實時測量待測熔斷器在恒溫箱內的電阻數(shù)據(jù)；本實 施例中，選用高精度萬用表對熔斷器的電阻進行測量；紅外測溫裝置6，主要使用高空間分辨率的紅外熱像儀，直觀地對熔斷器溫度分布 進行顯示，且可精確定位熱點；外觀檢測裝置7，主要使用高性能照相機，能夠對熔斷器進行拍照，判斷熔斷器的 形狀與尺寸是否出現(xiàn)變化；PC機5，其具有足夠處理速度、存儲空間和并行接口，如采用便攜的筆記本電腦， 同時，其可根據(jù)具體輸入、輸出設備配置。上述對熔斷器老化狀態(tài)檢測系統(tǒng)的各個組成部分進行了說明，在現(xiàn)場測量時，需 要將可調恒流源1與待測熔斷器10相串聯(lián)，且PC機對可調恒流源1的輸出進行控制，以為 不同的熔斷器提供相應的電流信號，然后將熔斷器置入可調恒溫箱2內，同樣PC機5對恒 溫箱2的溫度進行調節(jié)控制。將多個熱電偶31的輸入端直接與熔斷器相接觸，熱電偶31 的輸出端與多通道溫度采集卡32相連接，多通道采集卡32的輸出端與PC機5相連接，從 而，熱電偶將熔斷器上不同點的溫度通過多通道采集卡實時傳輸給PC機。同樣，電阻測量 儀4輸出端和紅外檢測裝置6的輸出端也分別與PC機5相連，使得測量數(shù)據(jù)能夠實時傳輸 至PC機，PC機接收上述各裝置對待測熔斷器檢測的相應數(shù)據(jù)進行判斷，從而可分析出熔斷 器的老化狀態(tài)。而且在測量的時候，PC機對測量數(shù)據(jù)進行電流-時間-溫度曲線的顯示， 從而為進一步判定熔斷器的老化狀態(tài)提供直觀分析手段。在實際測量時，本實施例中，可先通過外觀檢測裝置從外觀上對熔斷器的老化狀 態(tài)進行初步判斷，然后再進一步采用上述方式進行精確檢測，即從多方面對熔斷器的狀態(tài) 進行采樣分析，以保證檢測的準確性和可靠性。上述各檢測單元對熔斷器的檢測過程可進行自動控制，具體地，該系統(tǒng)設置有人 機交互界面，通過人機交互界面對待檢測的熔斷器的參數(shù)特征進行設定，從而根據(jù)需要任 意調制恒流源電流輸出波形，控制恒溫箱溫度以模擬熔斷器現(xiàn)場運行工況，多通道溫度采 集卡和紅外檢測裝置對數(shù)據(jù)的自動采集，對自動采集的檢測結果進行處理，形成特性曲線、 表格、圖片或視頻，并形成數(shù)據(jù)庫，以便進行存儲、查詢與調用；上述自動控制過程可通過嵌 入在PC機中的軟件實現(xiàn)，具體軟件實現(xiàn)流程本領域技術人員根據(jù)上述對系統(tǒng)的各組成及 工作原理介紹就可實現(xiàn)，在此不再贅述。本實用新型檢測系統(tǒng)通過外觀檢測、高精度電阻檢測、溫升特性檢測以及熱點測 量等多種手段對待檢測的熔斷器當前狀態(tài)進行綜合判斷，以達到判斷熔斷器是否老化的目的。為了進一步評估上述多因子老化狀態(tài)檢測結果的可靠性，還可以對該系統(tǒng)多因子老化 狀態(tài)進行評估，具體地是根據(jù)上述檢測系統(tǒng)檢測的各種檢測結果，綜合X-射線儀對待檢測 熔斷器的熔絲透視檢測以及電子掃描顯微鏡SEM對熔斷器開封微觀檢測，從而可綜合判定 熔斷器的老化狀態(tài)。 上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術 的人士能夠了解本實用新型的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍， 凡根據(jù)本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內。
權利要求一種熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，其特征在于它包括，可調恒流源(1)，用于與待測熔斷器相串聯(lián)，為不同容量等級的待測熔斷器提供模擬電流；可調恒溫箱(2)，內設有用于將待測熔斷器安裝在其中的測試板，所述的可調恒溫箱(2)用于模擬待測熔斷器現(xiàn)場運行工況；溫度采集裝置(3)，包括與待測熔斷器相接觸用于測量熔斷器上多點溫度的熱電偶(31)、與熱電偶(31)輸出端相連接的多通道采集卡(32)；電阻測量儀(4)，其用于定期或實時測量待測熔斷器(10)在恒溫箱(2)內的電阻數(shù)據(jù)；PC機(5)，所述的PC機(5)與多通道采集卡(32)的輸出端相連接，其實時接收多通道采集卡(32)采集的溫度數(shù)據(jù)并進行熔斷器溫升特性分析，同時結合電阻測量儀(4)傳輸?shù)碾娮钄?shù)據(jù)對熔斷器是否老化進行判斷。
2.根據(jù)權利要求1所述的熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，其特征在于它還包括輸 出端與PC機(5)相連接的紅外測溫裝置(6)，所述的紅外測溫裝置(6)用于直觀地檢測熔 斷器上的溫度分布并進行熱點定位。
3.根據(jù)權利要求2所述的熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的紅外 測溫裝置(6)為紅外熱像儀。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，其特征在于該裝置 還包括熔斷器外觀檢測裝置(7)，所述的外觀檢測裝置(7)包括用于判斷熔斷器的形狀與 尺寸是否發(fā)生變化從而初步判斷熔斷器是否老化的照相機和稱重臺。
5.根據(jù)權利要求4所述的熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的PC機 (5)分別與所述的可調恒流源(1)及可調恒溫箱(2)相控制連接。
6.根據(jù)權利要求4所述的熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的PC機 (5)設置有在根據(jù)不同熔斷器及不同現(xiàn)場工況進行相應地設定后以使系統(tǒng)對待測熔斷器狀 態(tài)進行自動檢測的人機交互界面。
專利摘要本實用新型涉及一種熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)，它包括，用于與待測熔斷器相串聯(lián)的可調恒流源、用于模擬待測熔斷器現(xiàn)場運行工況的可調恒溫箱、溫度采集裝置、用于定期或實時測量待測熔斷器在恒溫箱內的電阻數(shù)據(jù)的電阻測量儀、PC機，所述的PC機與多通道采集卡的輸出端相連接，其實時接收多通道采集卡采集的溫度數(shù)據(jù)并進行熔斷器溫升特性分析，同時結合電阻測量儀傳輸?shù)碾娮钄?shù)據(jù)對熔斷器是否老化進行判斷。本實用新型熔斷器老化狀態(tài)多因子檢測系統(tǒng)可以對采購、庫存以及在役的熔斷器進行測量，通過該系統(tǒng)，將有效增強熔斷器使用的安全性。
文檔編號G01R31/07GK201725002SQ20102000370
公開日2011年1月26日 申請日期2010年1月4日 優(yōu)先權日2010年1月4日
發(fā)明者姚建林, 堯波, 施海寧, 李建文, 杜預, 涂豐盛, 石頡, 金心明 申請人:蘇州熱工研究院有限公司;中國廣東核電集團有限公司