继电器切换 - AT 测试仪操作

继电器切换技术 - 20 节点继电器矩阵

Voltech AT5600 使用 20 节点继电器矩阵，以弹簧探头对为终端，以便将标准装置连接到该装置。
每对弹簧探针（一个节点）连接到四个高压继电器，配置为全开尔文（4 线）测量。
其中两个继电器“Source Hi”和“Source Lo”（“电源”对）通电，为被测组件提供电压/电流源。
剩下的两个继电器“测量高”和“测量低”（“感测”对）通电以将电压/电流源传送至测量电路。
下面的图 1 显示了此配置，其中的一个节点连接到被测变压器绕组的一端。

图 1

这 20 个节点中的每一个节点的这种开尔文继电器布置均由 AT5600 完全控制，并可通过所提供的 AT 编辑器软件进行编程。
对于哪个节点用于哪个变压器绕组没有限制。

图 2
右图是 AT Editor 软件的屏幕截图。
它是 AT 测试仪上实际 20 节点继电器矩阵的图形表示。
每个编号节点（1-20）代表上图 1 所示的四继电器示意图。
每个节点有4个中继，20个节点一共80个中继。

优化继电器可靠性

人们通常认为继电器是比固态开关更差的开关设备。然而，继电器在打开时可以阻挡数千伏电压，在关闭时仍能提供几十毫欧姆的接触电阻——这是目前或可预见的未来任何固态设备都无法提供的特性。
继电器被视为劣质元件的主要原因是它们被认为不可靠。
然而，继电器的机械寿命超过 100,000,000 次操作——足以在高负荷变压器测试应用中使用十年以上，前提是使用正确的技术来切换继电器。Voltech 已经开发出这种技术。

为了最大限度延长继电器的使用寿命，在打开或关闭 80 个高压继电器之前，AT3600 的电压和电流源都会被关闭。
在任何测试开始时，继电器都会在电压上升之前关闭。
在测试结束时，AT3600 会检查流过继电器的电流，如果仍有电流流动，AT3600 会等到电流衰减到零后才打开继电器。
这种技术称为冷切换，可最大限度地减少继电器触点上的电弧，确保触点的性能下降到最低限度，从而最大限度地延长继电器和 AT3600 本身的使用寿命。

下图 3 说明了测量冷切换电流的重要性。

如果在关闭电源后固定的时间内打开继电器，那么这将是一段很长的时间才能应对最坏情况的组件，不必要地浪费大多数组件的测试时间。
另一方面，如果选择的时间太短，继电器将会受到断路电流的影响，从而引起电弧并缩短其使用寿命。

大多数使用外部矩阵的变压器测试仪解决方案仅使用固定时间来确定何时打开继电器，从而存在继电器电弧和性能下降的风险。
在其 AT 系列产品中，Voltech 通过使用带有源和测量的集成矩阵、主动放电方法强制电流尽快衰减以及测量电流在打开之前何时降至零来最大限度地提高速度和可靠性。
继电器的打开和关闭动作极快（关闭时间约为三毫秒，释放时间约为一毫秒）。

为了保持 AT3600 的运行精度，AT5600 中加入了非常全面的自检程序。
自检序列在上电序列完成后由用户启动。自检旨在全面测试产品的操作范围，包括其 40 个源继电器和 40 个测量继电器的接触电阻。
由于分子厚度的杂质迁移到接触表面，接触电阻可能会在数月的使用后增加。
如果检测到继电器触点的接触电阻大于预先确定的值，则会自动部署独特的电子清洁过程，直到继电器触点达到其原始的低值。此操作进一步最大限度地延长了继电器的使用寿命。

结论

AT3600 的 80 个继电器中的每一个都具有经过现场验证的平均故障间隔时间 (MTBF) 超过 100,000,000 次操作，高压额定值为 10 kV DC 或峰值 AC，开关电流高达 3 Amps DC 或峰值 AC。
将其与内置自检序列、继电器开关速度、开尔文测量系统、实际开关方法以及 AT3600 独特的电子继电器清洁过程相结合，使其成为单一仪器中最准确、最可靠的变压器固定和测试方法之一。

注意

Voltech AT系列测试仪中使用的多个继电器、信号源和测量电路的布置受以下专利保护：
美国： US5500598 ；英国： 2261957B ；欧洲： 0621953B 。