CN109298301A - 一种雷电电流冲击装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷电电流冲击装置，包括功能按键模块、PLC控制器、充电模块、储能模块、调波模块、放电模块和指示灯；PLC控制器包括设定信号输入端、放电信号输出端和充电信号输出端，放电模块包括放电电流输入端、放电信号输入端和放电端；设定信号输入端与功能按键模块连接，充电信号输出端与充电模块的输入端连接，充电模块的输出端与储能模块连接，储能模块与放电模块的放电电流输入端连接，储能模块与调波模块连接，放电模块的放电端用于连接浪涌保护器，指示灯并联连接至浪涌保护器的两端。本发明实施例能够快速准确地筛选出不符合规定的浪涌保护器，直观快捷，且减小了体积，降低了成本。

Description

一种雷电电流冲击装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种雷电电流冲击装置。

背景技术

浪涌保护器(Surge Protective Device，SPD)，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表和通信线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

GB18802.1-2012，IEC61643-1，UL1449等规范标准中，浪涌保护器必须经过雷电电流冲击来进行测试，即使用雷电电流冲击装置产生一个8/20μs的雷电电流波对浪涌保护器进行雷电冲击试验。

目前的雷电电流冲击装置因控制器件比较多，体积较大，成本较高，此外，目前的雷电电流冲击装置不能让人们直观地看到当受到雷电电流冲击时，浪涌保护器起作用与否发生的变化，从而不能快速的筛选出不符合规定的浪涌保护器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种雷电电流冲击装置，能够快速准确地筛选出不符合规定的浪涌保护器，直观快捷，且减小体积，降低了成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种雷电电流冲击装置，包括功能按键模块、PLC控制器、充电模块、储能模块、调波模块、放电模块和指示灯；

所述PLC控制器包括设定信号输入端、放电信号输出端和充电信号输出端，所述放电模块包括放电电流输入端、放电信号输入端和放电端；

所述设定信号输入端与所述功能按键模块连接，所述放电信号输出端与所述放电信号输入端连接，所述充电信号输出端与所述充电模块的输入端连接，所述充电模块的输出端与所述储能模块连接，所述储能模块与所述放电模块的放电电流输入端连接，所述储能模块与所述调波模块连接，所述放电模块的放电端用于连接浪涌保护器，所述指示灯并联连接至所述浪涌保护器的两端。

进一步地，所述PLC控制器还包括接地信号输出端，所述雷电电流冲击装置还包括接地模块，所述接地模块包括第一中间继电器、电机推杆接地装置和接地状态指示灯；

所述接地信号输出端与所述第一中间继电器的线圈连接，所述第一中间继电器的开关与所述电机推杆接地装置的接地线圈连接，所述电机推杆接地装置的接地开关的第一端连接至交流火线，所述电机推杆接地装置的所述接地开关的第二端与所述接地状态指示灯的第一端连接，所述接地状态指示灯的第二端连接至交流零线。

进一步地，所述雷电电流冲击装置还包括电压采样单元和测量显示单元，所述电压采样单元包括采样端、接地端和采样信号输出端；

所述采样端与所述储能模块连接，所述采样信号输出端与所述测量显示单元连接。

进一步地，所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述采样端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻与所述接地端连接，所述第一电阻的第二端与所述采样信号输出端连接。

进一步地，所述功能按键模块包括遥控单元和遥控器，

所述遥控单元与所述PLC控制器连接，所述遥控器与所述遥控单元无线通信连接。

进一步地，所述放电模块包括第二中间继电器和放电触发球；

所述第二中间继电器的线圈与所述放电信号输入端连接，所述第二中间继电器的开关与所述放电触发球的线圈连接，所述放电触发球的第一电极与所述放电电流输入端连接，所述放电触发球的第二电极与所述放电端连接。

进一步地，所述充电模块包括第三中间继电器、交流接触器、调压单元、第三电阻、升压隔离变压器和高压硅堆；

所述第三中间继电器的线圈与所述充电模块的输入端连接，所述第三中间继电器的开关与所述交流接触器的线圈连接，所述交流接触器的开关与所述调压单元的输入端连接，所述调压单元的输出端通过所述第三电阻与所述升压隔离变压器的初级绕组连接，所述升压隔离变压器的次级绕组的第一端与所述高压硅堆的正极连接，所述高压硅堆的负极与所述充电模块的输出端连接。

进一步地，所述雷电电流冲击装置还包括充电指示模块；

所述充电指示模块与所述交流接触器的开关连接。

进一步地，所述储能模块包括电容；

所述电容的第一端与所述高压硅堆的负极连接，所述电容的第二端与所述升压隔离变压器的次级绕组的第二端连接。

进一步地，所述功能按键模块包括第一充电互锁开关和第二充电互锁开关；

所述第三中间继电器的开关通过所述第一充电互锁开关与所述交流接触器的线圈连接，所述交流接触器的的开关通过所述第二充电互锁开关与所述调压单元的输入端连接。

本发明提供的雷电电流冲击装置，在进行雷电电流冲击测试时，通过功能按键模块设定充电控制信号并输出至PLC控制器的设定信号输入端，PLC控制器根据充电控制信号输出充电信号至充电模块，充电模块根据所述充电信号为储能模块充电，调波模块对充电电压进行调波以产生一定电压值的雷电电流波，储能模块将所述雷电电流波发送至放电模块的放电电流输入端，充电完毕后，PLC控制器向放电模块的放电信号输入端发送放电信号，放电模块收到放电信号后通过放电端给浪涌保护器施加所述雷电电流波,实现对浪涌保护器的冲击测试，当浪涌保护器起作用时，指示灯完好无损，当浪涌保护器不符合规定失效时，指示灯炸裂，可以直观的看到合格的浪涌保护器对设备的一个保护作用，从而能够快速准确地筛选出不符合规定的浪涌保护器，直观快捷，采用PLC控制器做控制点的输出和输入，减少了很多控制器件，减少了体积，降低了成本。

附图说明

图1是本发明提供的雷电电流冲击装置的电路方框图；

图2是本发明提供的雷电电流冲击装置的接地模块的一个实施例的电路原理图；

图3是本发明提供的雷电电流冲击装置的放电模块的一个实施例的电路原理图；

图4是本发明提供的雷电电流冲击装置的充电模块的一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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作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。

参见图1，图1是本发明提供的雷电电流冲击装置的电路方框图。

本发明实施例提供一种雷电电流冲击装置，包括功能按键模块1、PLC控制器2、充电模块3、储能模块4、调波模块5、放电模块6和指示灯HL；

PLC控制器2包括设定信号输入端a、放电信号输出端Y2和充电信号输出端Y1，放电模块6包括放电电流输入端c、放电信号输入端b和放电端d；

设定信号输入端a与功能按键模块1连接，放电信号输出端Y2与放电信号输入端b连接，充电信号输出端Y1与充电模块3的输入端连接，充电模块3的输出端与储能模块4连接，储能模块4与放电模块6的放电电流输入端c连接，储能模块4与调波模块5连接，放电模块6的放电端d用于连接浪涌保护器，指示灯HL并联连接至浪涌保护器的两端。

在具体实施时，通过功能按键模块1设定充电控制信号并输出至PLC控制器2的设定信号输入端a，PLC控制器2根据充电控制信号输出充电信号至充电模块3，充电模块3根据所述充电信号为储能模块4充电，调波模块5对充电电压进行调波以产生一定电压值的的雷电电流波，储能模块4将所述雷电电流波发送至放电模块6的放电电流输入端c，充电完毕后，PLC控制器2向放电模块6的放电信号输入端b发送放电信号，放电模块6收到放电信号后通过放电端d给浪涌保护器施加所述雷电电流波,实现对浪涌保护器的冲击测试，当浪涌保护器起作用时，指示灯HL完好无损，当浪涌保护器不符合规定失效时，指示灯HL炸裂，可以直观的看到合格的浪涌保护器对设备的一个保护作用，从而能够快速准确地筛选出不符合规定的浪涌保护器，直观快捷，采用PLC控制器2做控制点的输出和输入，减少了很多控制器件，减少了体积，降低了成本。

需要说明的是，通过设置指示灯HL还可以直观地观察进行雷电电流冲击测试时不加浪涌保护器对设备的一种破坏和加上浪涌保护器后对设备的一个保护作用。指示灯HL可以采用白炽灯泡，当安装上浪涌保护器时，进行雷电冲击电流冲击，可以明显看到我们用作试品的白炽灯泡完好无损，当我们把浪涌保护器3拆卸后，再进行雷电电流冲击，可以清楚地看到白炽灯泡会完全炸裂，操作简单、结果清晰易懂。

其中，通过功能按键模块1不仅可以设定充电信号，还可以设定放电信号，当雷电电流冲击测试因特殊原因需要中断时，充电尚未完成，PLC控制器2尚未向放电模块6发送放电信号，放电模块6未放电，储能模块4储存的能量会带来安全隐患，因此通过功能按键模块1设定放电信号，PLC控制器2根据所述放电信号控制放电模块6放电，提高安全性。

进一步地，雷电电流冲击装置还包括电压采样单元8和测量显示单元9，电压采样单元8包括采样端e、接地端GND和采样信号输出端f；

采样端e与储能模块4连接，采样信号输出端f与测量显示单元9连接。

需要说明的是，通过电压采样单元8实时采集储能模块4的充电电压，并通过测量显示单元9进行显示。

进一步地，电压采样单元7包括第一电阻R1和第二电阻R2；

第一电阻R1的第一端与采样端e连接，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2与接地端GND连接，第一电阻R1的第二端与采样信号输出端f连接。其中，第一电阻R1和第二电阻R2对储能模块4的充电电压进行分压采样。

进一步地，功能按键模块1包括遥控单元102和遥控器101，

遥控单元102与PLC控制器2连接，遥控器101与遥控单元102无线通信连接。其中，进行充电信号和放电信号设定时，可以通过遥控器101进行远程输入，操作方便。

参见图2，是本发明提供的雷电电流冲击装置的接地模块的一个实施例的电路原理图。如图1和图2所示，PLC控制器2还包括接地信号输出端Y0，雷电电流冲击装置还包括接地模块7，接地模块7包括第一中间继电器ZJ1、电机推杆接地装置LA和接地状态指示灯HL1；

接地信号输出端Y0与第一中间继电器ZJ1的线圈连接，第一中间继电器ZJ1的开关与电机推杆接地装置LA的接地线圈LA1连接，电机推杆接地装置LA的接地开关LA3的第一端连接至交流火线L，电机推杆接地装置LA的接地开关LA3的第二端与接地状态指示灯HL1的第一端连接，接地状态指示灯HL1的第二端连接至交流零线N。

其中，接地模块7的工作工程如下:当接地模块接收到PLC控制器2的接地信号输出端Y0发送的接地信号时，电机推杆接地装置LA的接地线圈LA1有电流通过，电机推杆接地装置LA的推杆LA2伸出，使得电机推杆接地装置LA的接地开关LA3闭合，接地模块7完成接地，此时接地状态指示灯HL1亮。

参见图3，是本发明提供的雷电电流冲击装置的放电模块的一个实施例的电路原理图。如图3所示，放电模块6包括第二中间继电器ZJ2和放电触发球G；

第二中间继电器ZJ2的线圈与放电信号输入端b连接，第二中间继电器ZJ2的开关与放电触发球G的线圈G1连接，放电触发球G的第一电极G2与放电电流输入端c连接，放电触发球G的第二电极G3与放电端d连接。

其中，放电模块6的工作工程如下：当放电信号输入端b接收到放电信号后，第二中间继电器ZJ2的线圈通电，第二中间继电器ZJ2的开关闭合，放电触发球G的线圈G1通电，放电触发球G的第一电极G2和放电触发球G的第二电极G3接触放电。

需要说明的是，在第二中间继电器ZJ2的开关和放电触发球G的线圈G1之间还可以设置触发互锁开关K3，进行放电双重保护。

参见图4，是本发明提供的雷电电流冲击装置的充电模块的一个实施例的电路原理图。如图1和图4所示，充电模块3包括第三中间继电器ZJ3、交流接触器KM、调压单元10、第三电阻R3、升压隔离变压器T和高压硅堆D1；

第三中间继电器ZJ3的线圈与充电模块3的输入端连接，第三中间继电器ZJ3的开关与交流接触器KM的线圈连接，交流接触器KM的开关与调压单元10的输入端连接，调压单元10的输出端通过第三电阻R3与升压隔离变压器T的初级绕组连接，升压隔离变压器T的次级绕组的第一端与高压硅堆D1的正极连接，高压硅堆D1负极与充电模块3的输出端连接。

其中，充电模块3的工作工程如下：当充电模块3的输入端接收到充电信号后，第三中间继电器ZJ3的线圈通电，第三中间继电器ZJ3的开关闭合，交流接触器KM的线圈通电，交流接触器KM的开关闭合，调压单元10对输入升压隔离变压器T的初级绕组的电压进行调节，升压隔离变压器T对输入电压进行升压处理，并通过高压硅堆D1对储能模块4进行充电。高压硅堆D1用于防止电压反向击穿而对升压隔离变压器T造成损害。

进一步地，雷电电流冲击装置还包括充电指示模块HL3；

充电指示模块HL2与交流接触器KM的开关连接。

进一步地，储能模块4包括电容；

电容的第一端与高压硅堆D1的负极连接，电容的第二端与升压隔离变压器T的次级绕组的第二端连接。

需要说明的是，充电模块3将能量贮藏在储能模块4中，即向电容的两端充电，当充电到预定电压后，调波模块5对充电电压进行调波，产生一定电压值的的雷电电流波，储能模块4将所述雷电电流波发送至放电模块6的放电电流输入端c。其中，一般的雷电电流发生器中的储能模块是由多个电容器并联而成的，增加了雷电电流发生器体积。其中，调波模块5可以采用调波电阻，电容的第二端通过调波电阻接地。

进一步地，功能按键模块1包括第一充电互锁开关K1和第二充电互锁开关K2；

第三时间继电器ZJ3的开关通过第一充电互锁开关K1与交流接触器KM的线圈连接，交流接触器KM的开关通过第二充电互锁开关K2与调压单元10的输入端连接。

需要说明的是，所述第一充电互锁开关K1和第二充电互锁开关K2起到双重保护的作用，以避免误按遥控器进行误操作的情况。

本发明提供的雷电电流冲击装置，在进行雷电电流冲击测试时，通过功能按键模块设定充电控制信号并输出至PLC控制器的设定信号输入端，PLC控制器根据充电控制信号输出充电信号至充电模块，充电模块根据所述充电信号为储能模块充电，调波模块对充电电压进行调波以产生一定电压值的雷电电流波，储能模块将所述雷电电流波发送至放电模块的放电电流输入端，充电完毕后，PLC控制器向放电模块的放电信号输入端发送放电信号，放电模块收到放电信号后通过放电端给浪涌保护器施加所述雷电电流波,实现对浪涌保护器的冲击测试，当浪涌保护器起作用时，指示灯完好无损，当浪涌保护器不符合规定失效时，指示灯炸裂，可以直观的看到合格的浪涌保护器对设备的一个保护作用，从而能够快速准确地筛选出不符合规定的浪涌保护器，直观快捷，采用PLC控制器做控制点的输出和输入，减少了很多控制器件，减少了体积，降低了成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种雷电电流冲击装置，其特征在于，包括功能按键模块、PLC控制器、充电模块、储能模块、调波模块、放电模块和指示灯；

所述PLC控制器包括设定信号输入端、放电信号输出端和充电信号输出端，所述放电模块包括放电电流输入端、放电信号输入端和放电端；

所述设定信号输入端与所述功能按键模块连接，所述放电信号输出端与所述放电信号输入端连接，所述充电信号输出端与所述充电模块的输入端连接，所述充电模块的输出端与所述储能模块连接，所述储能模块与所述放电模块的放电电流输入端连接，所述储能模块与所述调波模块连接，所述放电模块的放电端用于连接浪涌保护器，所述指示灯并联连接至所述浪涌保护器的两端。

2.根据权利要求1所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述PLC控制器还包括接地信号输出端，所述雷电电流冲击装置还包括接地模块，所述接地模块包括第一中间继电器、电机推杆接地装置和接地状态指示灯；

所述接地信号输出端与所述第一中间继电器的线圈连接，所述第一中间继电器的开关与所述电机推杆接地装置的接地线圈连接，所述电机推杆接地装置的接地开关的第一端连接至交流火线，所述电机推杆接地装置的所述接地开关的第二端与所述接地状态指示灯的第一端连接，所述接地状态指示灯的第二端连接至交流零线。

3.根据权利要求1所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述雷电电流冲击装置还包括电压采样单元和测量显示单元，所述电压采样单元包括采样端、接地端和采样信号输出端；

所述采样端与所述储能模块连接，所述采样信号输出端与所述测量显示单元连接。

4.根据权利要求3所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述电压采样单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述采样端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻与所述接地端连接，所述第一电阻的第二端与所述采样信号输出端连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述功能按键模块包括遥控单元和遥控器，

所述遥控单元与所述PLC控制器连接，所述遥控器与所述遥控单元无线通信连接。

6.根据权利要求1至4所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述放电模块包括第二中间继电器和放电触发球；

所述第二中间继电器的线圈与所述放电信号输入端连接，所述第二中间继电器的开关与所述放电触发球的线圈连接，所述放电触发球的第一电极与所述放电电流输入端连接，所述放电触发球的第二电极与所述放电端连接。

7.根据权利要求1至4所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述充电模块包括第三中间继电器、交流接触器、调压单元、第三电阻、升压隔离变压器和高压硅堆；

所述第三中间继电器的线圈与所述充电模块的输入端连接，所述第三中间继电器的开关与所述交流接触器的线圈连接，所述交流接触器的开关与所述调压单元的输入端连接，所述调压单元的输出端通过所述第三电阻与所述升压隔离变压器的初级绕组连接，所述升压隔离变压器的次级绕组的第一端与所述高压硅堆的正极连接，所述高压硅堆的负极与所述充电模块的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述雷电电流冲击装置还包括充电指示模块；

所述充电指示模块与所述交流接触器的开关连接。

9.根据权利要求7所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述储能模块包括电容；

所述电容的第一端与所述高压硅堆的负极连接，所述电容的第二端与所述升压隔离变压器的次级绕组的第二端连接。

10.根据权利要求7所述的雷电电流冲击装置，其特征在于，所述功能按键模块包括第一充电互锁开关和第二充电互锁开关；

所述第三中间继电器的开关通过所述第一充电互锁开关与所述交流接触器的线圈连接，所述交流接触器的的开关通过所述第二充电互锁开关与所述调压单元的输入端连接。