双电源自动转换开关时间参数测量方法研究

概要：本文解释了双电源各时间参数（触头转换时间、转换动作时间、总动作时间、返回转化时间的测试功能）的含义，详细描述了试验室的传统测量方法，并分析了传统方法的优点与不足之处，在此基础上，设计了一种新型检测测试装置模型。

关键字：时间参数 触头转换时间、转换动作时间、总动作时间、返回转化时间 传统测量方法 新型检测测试装置模型

随着国民经济的发展，对电力供应的要求也相应的越来越高。其中，供应的可靠性和安全性已成为最关键的指标。高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等不允许停电的重要场所，为了保证供电的持续性，往往配置了两套以上的电源。保证因一路电源发生故障(停电、欠压、过压、断相、频率偏移)时，进行电源之间的自动切换。如何对转换质量进行考核，也就成了质检工作的重要内容。因此，在国家电器标准GB/T14048.11-2008中，详细规定了双电源自动转换开关各项性能指标应达到的要求及相应的测试准则。本文仅对其中的转换性能方面进行研究。

标准中规定的轮换电器时间参数主要有以下几个：触头转换时间、转换动作时间、总动作时间、返回转化时间；触头转换时间为测定的从第一组主触头断开常用电源起至第二组主触头闭合备用电源为止的时间。转换动作时间为测定的从主电源被监测到偏差的瞬间起至主触头闭合备用电源为止的时间。不包括特意引入的延时。总动作时间为转换动作时间与特意引入的延时之和。返回动作时间为从常用电源完全恢复正常的瞬间起至主触头组闭合常用电源的瞬间为止的时间加上特意引入的延时(1)。

可依据上面的定义，可作出如下的时间分布图：

传统的测量时间方法主要原理为：引入对应于“第一组主触头断开常用电源”“第二组主触头闭合备用电源”“主电源被监测到偏差的瞬间”“常用电源完全恢复正常的瞬间”“主触头组闭合常用电源的瞬间”的无源开关量（电源状态由检验电路中的接触器辅助触头指示，双电源自动转换开关各种参数可由产品上相对应的状态输出辅助端子指示），通过监测开关量变化，测出各个过程的时间。

传统的检测时间方法由于原理简单，设备投入少（仅需一台数字多用表，一台三相调压器，及连接导线），得到了各个测试站及厂家的广泛应用。但随着，双电源自动转换开关切换速度的不断加快，以及20世纪以来新技术对双电源的影响，传统的检测方法已不能良好地评估转换性能，或者根本无法使用。

首先，传统检测方法精度不高，數字多用表最高量程级别仅到毫秒级，对切换时间仅20ms或更低的双电源来说，明显不能满足要求，同时，传统检测方法并非直接检测变化量。都是通过检测变化量相对应的开关量的变化来得出具体时间。变化量转化为开关量的过程时间也计入的双电源的时间参数，当双电源自动转换开关反映越灵敏时，相应测出时间误差也越大。

其次，变化量必须转化为开关量也导致了传统的检测时间方法无法适用于新型双电源。高科技的应用，使得双电源自动转换开关的状态输出指示有了明显变化。电子的，数字的，及远程等输出方式都能在新产品中见到身影。传统采用辅助触头输出的方式在新产品中已经越来越少见。获取传统检验方法所需要的开关量往往需要拆开双电源自动转换开关装置，研究产品的具体构造及原理。并有可能因为对产品的处理，影响产品的功能。

最后，传统检测方法效率极为低下。不仅一个厂家的一个类型的产品就确定一种接线检测方式，而且对每一个切换时间的测量，都需要重新进行接线。这显然不适合大批量检验的需要。

通过对传统检测方法的分析，可以清楚地认识到：对变化量的间接测量是传统方法的最大缺陷，同时对数据的低效处理也是影响检测的一个关键因数。为了克服传统方法的缺陷，采用现代计算机技术，我们设计出了以下系统：

使用隔离变压器将测试系统与主电路分开，防止两者之间的相互干扰，采用电压及电流传感器直接从双电源处取得所需要的信号数据并将之送到单片机，由单片机对数据进行处理，计算出各个切换时间。在液晶屏上直接输出电压，电流波形图及各个时间具体值。

（1）GB14048.5-2008《低压开关设备和控制设备第5-1部分：控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器》

作者简介： 江亨湖（1985-），男，工程师，学士，主要从事低压电器产品检测