CN108549014B - 一种直流电气开关安全检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种直流电气开关检测装置包括了振荡电路、显示电路、电源电路，其中振荡电路的两个输入端分别连接待测开关的两端，当开关闭合时振荡电路形成完整的回路，可输出方波、正弦波等波形。振荡电路所输出的波形作为显示电路的控制信号，可直观显示开关的状态。电源电路用于为振荡电路和显示电路提供电源。本装置结构简单，安全实用，可在线或离线测试直流电气开关的有效性。
Description
技术领域
本发明涉及电子测量技术领域，更具体，涉及一种直流电气开关安全检测装置。
背景技术
近年来，停电事故的后果日益严重，大规模停电事故大多是由继电保护的隐性故障引起，有资料表明世界上大约有75%的大的停电事故都和保护系统的不正确动作有关。继电保护隐性故障是指系统正常运行时对系统没有影响的故障，而当系统某些部分发生变化时，这种故障就会被触发，从而导致大面积故障的发生。
继电保护的开关量输入输出系统是变电站的重要组成部分，能够完成各种保护的出口跳闸、信号报警等功能。继电保护的直流开关量故障属于隐性故障，当系统正常运行时，无法及时发现开关故障，但是当系统异常需要继电保护动作时，如果开关无法有效闭合，则会导致继电保护动作不正确。
变电站现有大量的继电保护直流开关，这些开关的安全可靠，是变电站安全运行的保障。对于开关的有效性检测，大部分通过人工使用仪表进行检查，但是对于在线运行的直流开关，其有效性无法及时获知。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直流电气开关安全检测装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种直流电气开关安全检测装置，包括振荡电路、显示电路以及电源电路，所述振荡电路的输入端分别与待测开关的开入量以及开出量连接，所述振荡电路的输出端与所述显示电路相连，所述电源电路分别与所述振荡电路以及显示电路相连。
优选地，所述的振荡电路包括反向器A、反向器B、反向器D、电容C1、电容C2、电阻R1，所述反向器A的输出端与反向器B的输入端相连，所述反向器B的输出端与所述反向器D的输入端相连；所述电容C1的一端与所述反向器A的输入端相连，所述电容C1的另一端与待测开关的开入量相连；所述电容C2的一端与所述反向器B的输出端相连，所述电容C2的另一端与待测开关的开出量相连；所述电阻R1与所述反向器A并联。当待测开关打开时，振荡电路开路；当待测开关闭合时，振荡电路回路导通。
优选地，所述的显示电路包括发光二极管LED以及电阻R2；所述电阻R2一端与高电平VDD相连，所述电阻R2另一端与所述发光二极管LED的正极相连接，所述发光二极管LED的负极与所述反向器D的输出端相连。当所述反相器D输出的电平低于高电平VDD的数值时，发光二极管LED导通发光；当反向器D的输出的电平高于高电平VDD的数值时，发光二极管LED不导通不发光。
振荡电路的振荡原理如下所述：
当待测开关闭合时，如果此时反相器A输出为高电平“1”，则反相器B输出低电平“0”，此时电路由反相器A输出端向电阻R1、电容C1、电容C2 形成回路对串联的电容C1-C2按照指数规律充电。当反相器A输入端电平升高至高电平“1”时，反相器A的输出端电平立即变为低电平“0”。这是振荡器产生的第一个“雪崩”过程。此时反相器B的输出端电平为高电平“1”，这是振荡器的第二个暂稳态过程。此时电容器C2-C1经电阻R1、单向器输出端按照指数规律放电，当反相器A的输入端电平降低至低电平“0”时。反相器A的第二次“雪崩”使得反相器的输出端由低电平“0”变为高电平“1”，回到第一个暂稳态状态。此过程在待测开关闭合期间不断重复，在反相器D端则会形成一个周期性的方波输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明包括振荡电路、显示电路、电源电路，其中振荡电路的两个输入端分别连接待测开关的两端，当开关闭合时振荡电路形成完整的回路，可输出方波、正弦波等波形。振荡电路所输出的波形作为显示电路的控制信号，发光二极管LED可直观显示开关的状态；电源电路用于为振荡电路和显示电路提供电源。本装置结构简单，安全实用，可在线或离线测试直流电气开关的有效性。
附图说明
图1为本发明的电路方框图；
图2为本发明一种具体实施电路图；
图3为本发明的实现原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1，直流电气开关安全检测装置包括振荡电路、显示电路以及电源电路，振荡电路的输入端分别与待测开关的开入量以及开出量连接，振荡电路的输出端与显示电路相连，电源电路分别与振荡电路以及显示电路相连。
如图2，其中反相器逻辑部分采用四与非门集成电路IC芯片74HC00，其中电容C1一端连接待测开关开入量，另一端分别连接R1、IC引脚1A和1B；其中电阻R1一端连接IC引脚1A、1B，另一端连接IC引脚1Y、2A和2B；其中C2一端连接待测开关开出量，一端连接IC引脚2Y、3B和3A；其中LED一端与R2连接，一端与IC引脚3Y连接；其中电源电路分别为IC及显示电路提供电压。
如图3，当开关闭合时，假如图中②点电平为“1”，经反相器B后，③点电平为“0”，电路由②点，电阻R1、①点，电容C1、C2、③点形成回路对串联的电容C1-C2按照指数规律充电。当①点的电平升高至“1”时，经过反相器A反相后②点的电平立即跳变为“0”，这是振荡器产生的第一个“雪崩”过程。此时，③点的电平为“1”，这是振荡器的第二个暂稳态过程。在第二个暂稳态过程，电容器C1-C2经过①点、R1，②点，使其按照指数规律放电。当①点电平变“0”时，与非门A产生另外一次“雪崩”，使得②点由“0”电平跳变为“1”，回到第一个暂稳态状态。与非门D是驱动发光二极管LED的作用。当开关闭合时图中②点电平为“0”时其振荡过程类似，不再赘述。
振荡器的脉冲周期取决于电阻R1与电容C1-C2的串联值，T=1.4RC,其中这里的C是C1与C2的串联值。在本实例中当发光二极管LED以f=1/T的频率闪烁时，说明此开关闭合且接触良好；当发光二极管LED常亮或不亮时，说明此开关为打开状态，当发光二极管LED非以上状态时，则开关接触不良。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种直流电气开关安全检测装置，其特征在于：包括振荡电路、显示电路以及电源电路，所述振荡电路的输入端分别与待测开关的开入量以及开出量连接，所述振荡电路的输出端与所述显示电路相连，所述电源电路分别与所述振荡电路以及显示电路相连；所述振荡电路包括反向器A、反向器B、反向器D、电容C1、电容C2、电阻R1，所述反向器A的输出端与反向器B的输 入端相连，所述反向器B的输出端与所述反向器D的输入端相连；所述电容C1的一端与所述反向器A的输入端相连，所述电容C1的另一端与待测开关的开入量相连；所述电容C2的一端与所述反向器B的输出端相连，所述电容C2的另一端与待测开关的开出量相连；所述电阻R1与所述反向器A并联。
2.根据权利要求1所述的直流电气开关安全检测装置，其特征在于：所述的显示电路包括发光二极管LED以及电阻R2；所述电阻R2一端与高电平VDD相连，所述电阻R2另一端与所述发光二极管LED的正极相连接，所述发光二极管LED的负极与所述反向器D的输出端相连。
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