CN108181545B - 一种用于电流互感器的极性测试电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电流互感器的极性测试电路，包括加压激励模块、电压采样模块、主控模块和显示模块。主控模块输出加压控制信号至加压激励模块，加压激励模块根据加压控制信号输出激励电压至电流互感器的一次侧；电流互感器接收到激励电压后，二次侧输出感应电压至电压采样模块；电压采样模块接收感应电压进行转换处理得到电压采样信号，并将电压采样信号发送至主控模块；主控模块根据电压采样信号判断电流互感器的极性并输出携带有极性信息的显示信号至显示模块。本发明对电流互感器的极性检测准确、灵敏度高，并且能够极大地节省人力物力，提高工作效率，具有较好的工程应用前景。

Description

一种用于电流互感器的极性测试电路

技术领域

本发明涉及电流互感器技术领域，尤其涉及一种用于电流互感器的极性测试电路。

背景技术

变电站电流互感器更换或大修后，需要测量多组电流互感器的极性，往往需要耗费很长的工作时间。目前，在电流互感器极性测试方法中使用的指针万用表需选择合适量程后才可观察指针的偏转来反应极性的正确性，量程选择不合适会造成表针损坏或者偏转效果不明显，这样就造成极性无法正确判断，影响电网的安全运行。

故，现有技术中存在电流互感器的极性检测不便以及结果不准确的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于电流互感器的极性测试电路，旨在解决现有技术中存在电流互感器的极性检测不便以及结果不准确的问题。

本发明实施例提供了一种用于电流互感器的极性测试电路，包括加压激励模块、电压采样模块、主控模块和显示模块。

加压激励模块的输入端接主控模块的加压控制信号输出端，加压激励模块的输出端接在电流互感器的一次侧，电压采样模块的输入端接在电流互感器的二次侧，电压采样模块的输出端接主控模块的电压采样信号输入端，主控模块的显示信号输出端接显示模块的输入端。

主控模块输出加压控制信号至加压激励模块，加压激励模块根据加压控制信号输出激励电压至电流互感器的一次侧；电流互感器接收到激励电压后，二次侧输出感应电压至电压采样模块；电压采样模块接收感应电压进行转换处理得到电压采样信号，并将电压采样信号发送至主控模块；主控模块根据电压采样信号判断电流互感器的极性并输出携带有极性信息的显示信号至显示模块。

在一个实施例中，加压激励模块包括继电器控制单元和加压单元。

继电器控制单元的输入端为加压激励模块的输入端，加压单元的第一输出端和第二输出端与加压激励模块的第一输出端和第二输出端一一对应。

继电器控制单元接收加压控制信号并根据加压控制信号控制加压单元是否输出激励电压至电流互感器的一次侧。

在一个实施例中，继电器控制单元包括第十电阻、第一开关管和继电器的线圈。

第十电阻的第一端为继电器控制单元的输入端，第十电阻的第二端接第一开关管的基极，第一开关管的发射极接地，第一开关管的集电极接继电器的线圈的第一端，继电器的线圈的第二端接直流电。

在一个实施例中，加压单元包括第九电阻、继电器的常开触点、第一开关和电源子单元。

第九电阻的第一端为加压单元的第一输出端，第九电阻的第二端接继电器的常开触点的第一端，继电器的常开触点的第二端接第一开关的第一端，第一开关的第二端接电源子单元的正极，电源子单元的负极为加压单元的第二输出端。

在一个实施例中，电压采样模块包括限压单元、分压单元和比较单元。

限压单元的第一输入端和第二输入端与电压采样模块的第一输入端和第二输入端一一对应，限压单元的第一输出端和第二输出端分别与分压单元的第一输入端和第二输入端一一对应连接，分压单元的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别与比较单元的第一输入端、第二输入端和第三输入端一一对应连接，比较单元的第一输出端和第二输出端与电压采样模块的第一输出端和第二输出端一一对应。

在一个实施例中，限压单元包括第一稳压管和第二稳压管。

第一稳压管的第一端为限压单元的第一输入端和第一输出端，第一稳压管的第二端接第二稳压管的第一端，第二稳压管的第二端为限压单元的第二输入端和第二输出端。

在一个实施例中，分压单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻。

第一电阻的第一端为分压单元的第一输入端，第二电阻的第一端为分压单元的第二输入端，第三电阻的第一端接直流电，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端共接形成分压单元的第一输出端，第一电阻的第二端为分压单元的第二输出端，第二电阻的第二端、第四电阻的第二端与第五电阻的第一端共接，第五电阻的第二端与第六电阻的第一端共接形成分压单元的第三输出端，第六电阻的第二端接地。

在一个实施例中，比较单元包括第一比较器、第二比较器、第七电阻和第八电阻。

第一比较器的正向输入端为比较单元的第一输入端，第一比较器的反向输入端与所第二比较器的正向输入端共接形成比较单元的第二输入端，第二比较器的反向输入端为比较单元第三输入端，第一比较器的输出端接第七电阻的第一端，第七电阻的第二端为比较单元的第一输出端，第二比较器的输出端接第八电阻的第一端，第八电阻的第二端为比较单元的第二输出端。

在一个实施例中，显示模块包括第一指示灯单元和第二指示灯单元。

第一指示灯单元的第一端为显示模块的第一输入端，第二指示灯单元的第一端为显示模块的第二输入端，第一指示灯单元的第二端与第二指示灯单元的第二端共同连接直流电。

在一个实施例中，还包括与主控模块连接的开关模块。

开关模块输出开关信号至主控模块，以控制主控模块的工作状态。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：对电流互感器的极性检测准确、灵敏度高，并且能够极大地节省人力物力，提高工作效率，具有较好的工程应用前景。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的用于电流互感器的极性测试电路的模块结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的图1中加压激励模块的电路结构示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的图1中电压采样模块的电路结构示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的图1中显示模块的电路结构示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的开关模块的电路结构示意图；

图6为本发明的一个实施例提供的晶振模块的电路结构示意图；

图7为本发明的一个实施例提供的图1中主控模块的结构示意图；

图8为本发明的一个具体应用场景中的工作过程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，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，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述。

图1示出了本发明一实施例所提供的一种用于电流互感器的极性测试电路100的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的一种用于电流互感器的极性测试电路100，包括加压激励模块110、电压采样模块120、主控模块130和显示模块140。

加压激励模块110的输入端接主控模块130的加压控制信号输出端，加压激励模块110的输出端接在电流互感器的一次侧210，电压采样模块120的输入端接在电流互感器的二次侧220，电压采样模块120的输出端接主控模块130的电压采样信号输入端，主控模块130的显示信号输出端接显示模块140的输入端。

主控模块130输出加压控制信号A1至加压激励模块110，加压激励模块110根据加压控制信号A1输出激励电压至电流互感器的一次侧210。电流互感器接收到激励电压后，二次侧220输出感应电压至电压采样模块120。电压采样模块120接收感应电压进行转换处理得到电压采样信号，并将电压采样信号发送至主控模块130。主控模块130根据电压采样信号判断电流互感器的极性并输出携带有极性信息的显示信号至显示模块140。

在本实施例中，电流互感器包括一次侧210和二次侧220。

本发明实施例中，主控模块130根据电压采样信号的电平高低变化判断电流互感器的极性。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的加压激励模块110包括继电器控制单元111和加压单元112。

继电器控制单元111的输入端为加压激励模块110的输入端，加压单元112的第一输出端和第二输出端与加压激励模块110的第一输出端和第二输出端一一对应。

继电器控制单元111接收加压控制信号并根据加压控制信号控制加压单元112是否输出激励电压至电流互感器的一次侧210。

在一个实施例中，加压激励模块110的输出端包括第一输出端和第二输出端，加压激励模块110的第一输出端和第二输出端分别接在电流互感器CT的一次侧210的两端。

加压激励模块110接收加压控制信号A1。

加压激励模块110的输出端输出的激励电压包括正向激励电压A2和负向激励电压A3。

本实施例中，继电器控制单元111接收加压控制信号A1，加压单元112输出正向激励电压A2和负向激励电压A3。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，继电器控制单元111包括第十电阻R10、第一开关管Q1和继电器KD1的线圈。

第十电阻R10的第一端为继电器控制单元111的输入端，第十电阻R10的第二端接第一开关管Q1的基极，第一开关管Q1的发射极接地，第一开关管Q1的集电极接继电器KD1的线圈的第一端，继电器KD1的线圈的第二端接直流电。

在一个实施例中，第一开关管Q1为开关三极管。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，加压单元112包括第九电阻R9、继电器KD1的常开触点、第一开关S1和电源子单元。

第九电阻R9的第一端为加压单元112的第一输出端，第九电阻R9的第二端接继电器KD1的常开触点的第一端，继电器KD1的常开触点的第二端接第一开关S1的第一端，第一开关S1的第二端接电源子单元的正极，电源子单元的负极为加压单元112的第二输出端。

在一个实施例中，电源子单元的负极接地，电源子单元包括电池BT1。

本实施例中，加压控制信号A1通过第十电阻R10控制第一开关管Q1的关闭和断开。当第一开关管Q1关闭时，继电器KD1的线圈得电从而使继电器KD1的常开触点闭合，若此时第一开关S1合闸，电源子单元输出正向激励电压A2和负向激励电压A3。当第一开关管Q1断开时，继电器KD1的线圈失电从而使继电器KD1的常开触点断开，加压单元112无输出。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电压采样模块120包括限压单元121、分压单元122和比较单元123。

限压单元121的第一输入端和第二输入端与电压采样模块120的第一输入端和第二输入端一一对应，限压单元121的第一输出端和第二输出端分别与分压单元122的第一输入端和第二输入端一一对应连接，分压单元122的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别与比较单元123的第一输入端、第二输入端和第三输入端一一对应连接，比较单元123的第一输出端和第二输出端与电压采样模块120的第一输出端和第二输出端一一对应。

在一个实施例中，电压采样模块120的输入端包括第一输入端和第二输入端，电压采样模块120的第一输入端和第二输入端分别接在电流互感器CT的二次侧220的两端。

电压采样模块120的输出端包括第一输出端和第二输出端。

主控模块130的电压采样信号输入端包括第一电压采样信号输入端和第二电压采样信号输入端。

电压采样模块120的第一输出端接主控模块130的第一电压采样信号输入端，电压采样模块120的第二输出端接主控模块130的第二电压采样信号输入端。

本实施例中，感应电压包括正向感应电压B1和负向感应电压B2。电压采样模块120的第一输入端接入正向感应电压B1，电压采样模块120的第二输入端接入负向感应电压B2。

电压采样信号包括第一电压采样信号B3和第二电压采样信号B4。电压采样模块120的第一输出端输出第一电压采样信号B3，电压采样模块120的第二输出端输出第二电压采样信号B4。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，限压单元121包括第一稳压管D1和第二稳压管D2。

第一稳压管D1的第一端为限压单元121的第一输入端和第一输出端，第一稳压管D1的第二端接第二稳压管D2的第一端，第二稳压管D2的第二端为限压单元121的第二输入端和第二输出端。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，分压单元122包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。

第一电阻R1的第一端为分压单元122的第一输入端，第二电阻R2的第一端为分压单元122的第二输入端，第三电阻R3的第一端接直流电，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端共接形成分压单元122的第一输出端，第一电阻R1的第二端为分压单元122的第二输出端，第二电阻R2的第二端、第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端共接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端共接形成分压单元122的第三输出端，第六电阻R6的第二端接地。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，比较单元123包括第一比较器U1、第二比较器U2、第七电阻R7和第八电阻R8。

第一比较器U1的正向输入端为比较单元123的第一输入端，第一比较器U1的反向输入端与所第二比较器U2的正向输入端共接形成比较单元123的第二输入端，第二比较器U2的反向输入端为比较单元123第三输入端，第一比较器U1的输出端接第七电阻R7的第一端，第七电阻R7的第二端为比较单元123的第一输出端，第二比较器U2的输出端接第八电阻R8的第一端，第八电阻R8的第二端为比较单元123的第二输出端。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，图1中的显示模块140包括第一指示灯单元141和第二指示灯单元142。

第一指示灯单元141的第一端为显示模块140的第一输入端，第二指示灯单元142的第一端为显示模块140的第二输入端，第一指示灯单元141的第二端与第二指示灯单元142的第二端共同连接直流电。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，第一指示灯单元141包括第十一电阻R11和第三发光二极管D3。第十一电阻R11的第一端为第一指示灯单元141的第一端，第十一电阻R11的第二端接第三发光二极管D3的阴极，第三发光二极管D3的阳极为第一指示灯单元141的第二端。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，第二指示灯单元142包括第十二电阻R12和第四发光二极管D4。第十二电阻R12的第一端为第二指示灯单元142的第一端，第十二电阻R12的第二端接第四发光二极管D4的阴极，第四发光二极管D4的阳极为第二指示灯单元142的第二端。

在一个实施例中，主控模块130的显示信号输出端包括第一显示信号输出端和第二显示信号输出端。

显示模块140的输入端包括第一输入端和第二输入端。

本实施例中，显示信号包括第一显示信号C1和第二显示信号C2。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，用于电流互感器的极性测试电路100还包括与主控模块130连接的开关模块150。

开关模块150输出开关信号D1至主控模块130，以控制主控模块130的工作状态。

本实施例中，开关模块150输出开关信号D1至主控模块130，以控制主控模块130是否工作。

在一个实施例中，开关模块150的第一端接主控模块130的开关信号输入端，开关模块150的第二端接地。开关模块150包括按键开关K1。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，用于电流互感器的极性测试电路100还包括与主控模块130连接的晶振模块160。

晶振模块160包括第一晶振X1、第一电容C1和第二电容C2。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，主控模块130包括单片机。

为了便于理解，如图8所示，下面以一个具体应用场景为例对本发明实施例的工作过程进行说明。

首先闭合第一开关S1。

当按下按键开关K1后，单片机控制继电器KD1的线圈得电，继电器KD1的常开触点闭合。然后单片的工作状态包括：

第一状态：若单片机检测到第一电压采样信号B3为低电平，并且第二电压采样信号B4为高电平，则控制继电器KD1的线圈失电，继电器KD1的常开触点断开。若此时单片机检测到第一电压采样信号B3为高电平，并且第二电压采样信号B4为低电平，则判定电流互感器的极性为正，并控制第三发光二极管D3亮。

第二状态：若单片机检测到第一电压采样信号B3为高电平，并且第二电压采样信号B4为低电平，则控制继电器KD1的线圈失电，继电器KD1的常开触点断开。若此时单片机检测到第一电压采样信号B3为低电平，并且第二电压采样信号B4为高电平，则判定电流互感器的极性为负，并控制第四发光二极管D4亮。

除了上述的第一状态和第二状态之外，单片机均判定发生错误，并控制第三发光二极管D3和/或第四发光二极管D4闪烁，以提醒用户发生错误。

需要说明的是，本发明说明书和附图中标号相同的端口或引脚即为连通。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，包括加压激励模块、电压采样模块、主控模块和显示模块；

所述加压激励模块的输入端接所述主控模块的加压控制信号输出端，所述加压激励模块的输出端接在电流互感器的一次侧，所述电压采样模块的输入端接在所述电流互感器的二次侧，所述电压采样模块的输出端接所述主控模块的电压采样信号输入端，所述主控模块的显示信号输出端接所述显示模块的输入端；

所述主控模块输出加压控制信号至所述加压激励模块，所述加压激励模块根据所述加压控制信号输出激励电压至所述电流互感器的一次侧；所述电流互感器接收到所述激励电压后，所述二次侧输出感应电压至所述电压采样模块；所述电压采样模块接收所述感应电压进行转换处理得到电压采样信号，并将所述电压采样信号发送至所述主控模块；

电压采样模块的输入端包括第一输入端和第二输入端，电压采样模块的第一输入端和第二输入端分别接在电流互感器的二次侧的两端；电压采样模块的输出端包括第一输出端和第二输出端，主控模块的电压采样信号输入端包括第一电压采样信号输入端和第二电压采样信号输入端，电压采样模块的第一输出端接主控模块的第一电压采样信号输入端，电压采样模块的第二输出端接主控模块的第二电压采样信号输入端；

所述主控模块根据所述电压采样信号的电平高低变化判断所述电流互感器的极性并输出携带有极性信息的显示信号至所述显示模块。

2.如权利要求1所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述加压激励模块包括继电器控制单元和加压单元；

所述继电器控制单元的输入端为所述加压激励模块的输入端，所述加压单元的第一输出端和第二输出端与所述加压激励模块的第一输出端和第二输出端一一对应；

所述继电器控制单元接收所述加压控制信号并根据所述加压控制信号控制所述加压单元是否输出所述激励电压至所述电流互感器的一次侧。

3.如权利要求2所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述继电器控制单元包括第十电阻、第一开关管和继电器的线圈；

所述第十电阻的第一端为所述继电器控制单元的输入端，所述第十电阻的第二端接所述第一开关管的基极，所述第一开关管的发射极接地，所述第一开关管的集电极接所述继电器的线圈的第一端，所述继电器的线圈的第二端接直流电。

4.如权利要求2所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述加压单元包括第九电阻、继电器的常开触点、第一开关和电源子单元；

所述第九电阻的第一端为所述加压单元的第一输出端，所述第九电阻的第二端接所述继电器的常开触点的第一端，所述继电器的常开触点的第二端接所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端接所述电源子单元的正极，所述电源子单元的负极为所述加压单元的第二输出端。

5.如权利要求1所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述电压采样模块包括限压单元、分压单元和比较单元；

所述限压单元的第一输入端和第二输入端与所述电压采样模块的第一输入端和第二输入端一一对应，所述限压单元的第一输出端和第二输出端分别与所述分压单元的第一输入端和第二输入端一一对应连接，所述分压单元的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别与所述比较单元的第一输入端、第二输入端和第三输入端一一对应连接，所述比较单元的第一输出端和第二输出端与所述电压采样模块的第一输出端和第二输出端一一对应。

6.如权利要求5所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述限压单元包括第一稳压管和第二稳压管；

所述第一稳压管的第一端为所述限压单元的第一输入端和第一输出端，所述第一稳压管的第二端接所述第二稳压管的第一端，所述第二稳压管的第二端为所述限压单元的第二输入端和第二输出端。

7.如权利要求5所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述分压单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第一电阻的第一端为所述分压单元的第一输入端，所述第二电阻的第一端为所述分压单元的第二输入端，所述第三电阻的第一端接直流电，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端共接形成所述分压单元的第一输出端，所述第一电阻的第二端为所述分压单元的第二输出端，所述第二电阻的第二端、所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端共接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端共接形成所述分压单元的第三输出端，所述第六电阻的第二端接地。

8.如权利要求5所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述比较单元包括第一比较器、第二比较器、第七电阻和第八电阻；

所述第一比较器的正向输入端为所述比较单元的第一输入端，所述第一比较器的反向输入端与所第二比较器的正向输入端共接形成所述比较单元的第二输入端，所述第二比较器的反向输入端为所述比较单元第三输入端，所述第一比较器的输出端接所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端为所述比较单元的第一输出端，所述第二比较器的输出端接所述第八电阻的第一端，所述第八电阻的第二端为所述比较单元的第二输出端。

9.如权利要求1所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，所述显示模块包括第一指示灯单元和第二指示灯单元；

所述第一指示灯单元的第一端为所述显示模块的第一输入端，所述第二指示灯单元的第一端为所述显示模块的第二输入端，所述第一指示灯单元的第二端与所述第二指示灯单元的第二端共同连接直流电。

10.如权利要求1所述的用于电流互感器的极性测试电路，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的开关模块；

所述开关模块输出开关信号至所述主控模块，以控制所述主控模块的工作状态。

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