CN107861081A - 一种阀避雷器动作监视器校检仪 - Google Patents

一种阀避雷器动作监视器校检仪 Download PDF

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刘春涛
刘俊
谭华安
叶建铸
齐向东
谷裕
黄学民
陈为庆
戚科孙
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Abstract

本发明提供了一种阀避雷器动作监视器校检仪，包括升压器和光电接收器，所述升压器和光电接收器分别与阀避雷器动作监视器连接，所述升压器用于产生和调节高电压，并作用于阀避雷器动作监视器；所述光电接收器用于接收阀避雷器动作监视器动作光信号并锁定动作信号，升压器包括产生高压电路，调制调节电路和测量显示电路，产生高压电路分别与调制调节电路和测量显示电路连接；本发明使用了高频倍压整流技术，具有降低了升压变压器的体积和倍压整流电路的体积，能够产生较高的试验电压和存储大容量电荷，电容间分压均匀，放电不损坏，能够使阀避雷器动作监视器有效动作，接收并锁定动作信号的优点。

Description

一种阀避雷器动作监视器校检仪
技术领域
本发明涉及设备制造领域，具体涉及一种阀避雷器动作监视器校检仪。
背景技术
阀避雷器是保护换流阀免受过电压损坏的重要设备，其动作监测器为监视阀避雷器是否动作的唯一装置，此类型装置与其他位置避雷器的放电计数器的磁电结构不同。阀避雷器动作监测器的结构为光电结构，即该装置包含有一放电间隙，与一线圈电阻相并联。避雷器正常运行时该电阻流过正常泄漏电流；在过电压产生时，电阻两端电压升高，至间隙放电。放电产生的光信号通过光纤传至后台。
换流站多次年度预防性试验时，曾用传统雷击计数器校验仪对阀避雷器动作监测器做了校验，效果不理想，大部分均不能校验成功，亟待研究新型的校验仪，不仅可以使阀避雷器动作监测器正常动作，还可以主动检测到动作信号。
发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种阀避雷器动作监视器校检仪，使用了高频倍压整流技术，具有降低了升压变压器的体积和倍压整流电路的体积，能够产生较高的试验电压和存储大容量电荷，电容间分压均匀，放电不损坏，能够使阀避雷器动作监视器有效动作，接收并锁定动作信号的优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种阀避雷器动作监视器校检仪，包括升压器和光电接收器，所述升压器和光电接收器分别与阀避雷器动作监视器连接，所述升压器用于产生和调节高电压，并作用于阀避雷器动作监视器；所述光电接收器用于接收阀避雷器动作监视器动作光信号并锁定动作信号；
进一步地，所述升压器包括产生高压电路，调制调节电路和测量显示电路，所述产生高压电路分别与调制调节电路和测量显示电路连接；
所述产生高压电路采用高频倍压整流模式，用于降低升压变压器的体积和倍压整流电路的体积；
所述调制调节电路用于调节芯片输出频率，调节高压电压；
所述测量显示电路用于判断显示电压的范围；
进一步地，所述产生高压电路还包括高频变压器，所述高频变压器初级采用PWM脉宽调制模式，用于将低压电压升到高压；
进一步地，所述调制调节电路采用脉宽调制芯片SG3525进行工作，所述脉宽调制新芯片SG3525包括欠压锁定电路、软启动控制电路和PWM锁存器；
进一步地，所述测量显示电路采用专用的四位半AD芯片TC7129，用于校准实际高压的准确度；
进一步地，所述测量显示电路还包括LCD液晶显示屏，所述LCD液晶显示屏用于显示具体高压数值；
进一步地，所述升压器使用12V供电，内部采用220V转直流12V；
进一步地，所述光电接收器包括电源开关、接收锁定电路、电源指示灯和信号锁定灯，所述电源开关、电源指示灯和信号锁定灯设置在光电接收器表面，所述接收锁定电路设置在光电装置内部，所述接收锁定电路与电源开关、电源指示灯和信号锁定灯连接；
所述电源开关用于打开或者关闭光电接收器；
所述电源指示灯用于显示光电接收器通电情况；
所述信号锁定灯用于确认光电接收器工作情况；
所述接收锁定电路用于接收信号并锁定信号；
进一步地，还包括光纤，所述光纤与光电接收器连接，用于与阀避雷器动作监视器连接，传输信号。
与现有技术相比，本发明的一种阀避雷器动作监视器校检仪使用了高频倍压整流技术，具有降低了升压变压器的体积和倍压整流电路的体积，能够产生较高的试验电压和存储大容量电荷，电容间分压均匀，放电不损坏，能够使阀避雷器动作监视器有效动作，接收并锁定动作信号的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种阀避雷器动作监视器校检仪的结构示意图；
图2为本发明的一种阀避雷器动作监视器校检仪的升压器的结构示意图；
图3为本发明的一种阀避雷器动作监视器校检仪的光电接收器的结构示意图；
图4为升压器中产生高压电路的电路图；
图5为升压器中调制调节电路的电路图；
图6为升压器中测量显示电路的电路图；
图7为光电接收器中接收锁定电路的电路图。
具体实施方式
使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
图1为本发明的一种阀避雷器动作监视器校检仪的结构示意图，包括升压器和光电接收器，所述升压器和光电接收器分别与阀避雷器动作监视器连接，所述升压器用于产生和调节高电压，并作用于阀避雷器动作监视器；所述光电接收器用于接收阀避雷器动作监视器动作光信号并锁定动作信号；
图2为升压器的结构示意图，所述升压器包括产生高压电路，调制调节电路和测量显示电路，所述产生高压电路分别与调制调节电路和测量显示电路连接；
所述产生高压电路采用高频倍压整流模式，用于降低升压变压器的体积和倍压整流电路的体积；
所述调制调节电路用于调节芯片输出频率，调节高压电压；
所述测量显示电路用于判断显示电压的范围；
优选的，所述产生高压电路还包括高频变压器，所述高频变压器初级采用PWM脉宽调制模式，用于将低压电压升到高压；
优选的，所述调制调节电路采用脉宽调制芯片SG3525进行工作，所述脉宽调制新芯片SG3525包括欠压锁定电路、软启动控制电路和PWM锁存器；
优选的，所述测量显示电路采用专用的四位半AD芯片TC7129，用于校准实际高压的准确度；
优选的，所述测量显示电路还包括LCD液晶显示屏，所述LCD液晶显示屏用于显示具体高压数值；
优选的，所述升压器使用12V供电，内部采用220V转直流12V
图3为光电接收器的结构示意图，所述光电接收器包括电源开关、接收锁定电路、电源指示灯和信号锁定灯，所述电源开关、电源指示灯和信号锁定灯设置在光电接收器表面，所述接收锁定电路设置在光电装置内部，所述接收锁定电路与电源开关、电源指示灯和信号锁定灯连接；
所述电源开关用于打开或者关闭光电接收器；
所述电源指示灯用于显示光电接收器通电情况；
所述信号锁定灯用于确认光电接收器工作情况；
所述接收锁定电路用于接收信号并锁定信号；
优选的，还包括光纤，所述光纤与光电接收器连接，用于与阀避雷器动作监视器连接，传输信号。
实施例1
1、产生高压部分说明：
采用高频倍压整流模式，可以降低升压变压器的体积和倍压整流电路的体积。
如图4，图中T1位高频变压器，初级采用PWM脉宽调制模式，使用单端反激模式将低压电压12V升压到高压，再通过倍压整流得到需要的高压电压，R1作为限流电阻，R5，R6，R7，R8，R12组成分压器，分压器作为高压反馈和高压测量。
当设置高压电压为5000V时，反馈电压通过分压为5000V*(100K/160M)＝3.12V，当实际输出电压没得到3.12V，则PWM脉宽调制(PWM-Ctr)将继续增大输出脉宽，直到高压电压达到输出要求，PMW脉宽调制输出稳定。
由于前面计算过输出需要接大容量电容来存储电量，通过计算需要配置高压电容0.4uF，考虑到经济性和体积大小考虑，选用2个0.8uF/3000V薄膜电容串联使用，为了使电容分压均匀，放电不损坏，故采用电阻均压模式即图中CP1与CP2位储能电容串联，两端分别并联均压电阻，为了使电容两端储能不会快速放掉，所以均压电阻尽量选择阻值大耐压高的高压电阻。
2、脉宽调制和高压调节部分
PWM控制采用经典脉宽调制芯片SG3525，它是一款性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。
内置5.1V的基准电压源，芯片内振荡器；死区时间可调。为了适应驱动快速场效应管的需要，末级采用推拉式工作电路，使开关速度更快，末级输出或吸入电流最大值可达400mA。内设欠压锁定电路，当输入电压小于8V时芯片内部锁定，停止工作(基准源及必要电路除外)，使消耗电流降至小于2mA。内置PWM(脉宽调制)。锁存器将比较器送来的所有的跳动和振荡信号消除。只有在下一个时钟周期才能重新置位，系统的可靠性高。
在图5中当启动开关闭合后，芯片输出频率可调，脉宽可调的PWM波形给图5中的MOSFET管IRF530驱动变压器，产生高压电压，将高压电压经过分压器分压反馈给SG3525的反馈输入端，使高压电压达到设定的比较电压；按照图5中只需要调节电位器RP2改变基准比较电压，则高压随之改变，达到高压电压可以调节的目的。
3、高压测量和显示
如图6，输出高压经过分压器分压后得到固定变比的低压值，经过比较器判断输出高压是否大于(比如2500V以上)，高压指示灯亮，更好的提示用户此时高压已经启动，而且高压已经大于2500V，需要注意安全，判断阙值可以根据需求改变，比如可以调节RP1，将高压大于1000V指示灯亮。
高压测量显示结构采用专用的四位半AD芯片TC7129，它内部并带有LCD液晶显示(测量精度等同于四位半万用表)；调节RP3可以校准实际高压的准确度。
如图7所示，光电接收器采用专用光纤接头菲利普HFBR1521Z，通过接收锁定电路，将接收到的信号通过比较器锁定，LED灯亮。
综上所述，本发明的一种阀避雷器动作监视器校检仪使用了高频倍压整流技术，具有降低了升压变压器的体积和倍压整流电路的体积，能够产生较高的试验电压和存储大容量电荷，电容间分压均匀，放电不损坏，能够使阀避雷器动作监视器有效动作，接收并锁定动作信号的优点。
以上所述实例仅表达了本发明专利的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明专利的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：包括升压器和光电接收器，所述升压器和光电接收器分别与阀避雷器动作监视器连接，所述升压器用于产生和调节高电压，并作用于阀避雷器动作监视器；所述光电接收器用于接收阀避雷器动作监视器动作光信号并锁定动作信号。
2.根据权利要求1所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述升压器包括产生高压电路，调制调节电路和测量显示电路，所述产生高压电路分别与调制调节电路和测量显示电路连接；
所述产生高压电路采用高频倍压整流模式，用于降低升压变压器的体积和倍压整流电路的体积；
所述调制调节电路用于调节芯片输出频率，调节高压电压；
所述测量显示电路用于判断显示电压的范围。
3.根据权利要求2所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述产生高压电路还包括高频变压器，所述高频变压器初级采用PWM脉宽调制模式，用于将低压电压升到高压。
4.根据权利要求2所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述调制调节电路采用脉宽调制芯片SG3525进行工作，所述脉宽调制新芯片SG3525包括欠压锁定电路、软启动控制电路和PWM锁存器。
5.根据权利要求2所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述测量显示电路采用专用的四位半AD芯片TC7129，用于校准实际高压的准确度。
6.根据权利要求5所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述测量显示电路还包括LCD液晶显示屏，所述LCD液晶显示屏用于显示具体高压数值。
7.根据权利要求2所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述升压器使用12V供电，内部采用220V转直流12V。
8.根据权利要求1所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：所述光电接收器包括电源开关、接收锁定电路、电源指示灯和信号锁定灯，所述电源开关、电源指示灯和信号锁定灯设置在光电接收器表面，所述接收锁定电路设置在光电装置内部，所述接收锁定电路与电源开关、电源指示灯和信号锁定灯连接；
所述电源开关用于打开或者关闭光电接收器；
所述电源指示灯用于显示光电接收器通电情况；
所述信号锁定灯用于确认光电接收器工作情况；
所述接收锁定电路用于接收信号并锁定信号。
9.根据权利要求1所述的一种阀避雷器动作监视器校检仪，其特征在于：还包括光纤，所述光纤与光电接收器连接，用于与阀避雷器动作监视器连接，传输信号。
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