CN201166694Y - 便携式电涌保护器测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式电涌保护器测试仪，涉及一种在防雷保护技术中对常规低压电涌保护器进行保护特性校验及避雷器计数器校验的仪器。本实用新型包括倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)、冲击峰值测量电路(3)和自动控制电路(4)；倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)和冲击峰值测量电路(3)依次连接，自动控制电路(4)分别与倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)连接。本实用新型适用于规程要求对已投入使用的电涌保护器和避雷器计数器定期进行的冲击波和直流1mA动作电压的检验，校核保护器和避雷器计数器的运行性能。

Description

便携式电涌保护器测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种在防雷保护技术中对常规低压电涌保护器进行保护特性校验及避雷器计数器校验的仪器，尤其涉及一种便携式冲击组合波、直流1mA电压和规定上升速率的电压的产生。

背景技术

在低压防雷保护中，按照国标和规程规范要求，大量采用了电源、信号等的电涌保护器。这些保护器中的保护元件通常以压敏电阻和放电管作为核心元件。由于压敏电阻或放电管在静态工作时长期处于电源电压作用之下，在电和热的作用下不断老化。为了监测电涌保护器的运行寿命，保证其在雷击过程中能可靠动作，根据规程要求必须定期对电涌保护器进行冲击波检验和直流检测，确保电涌保护器的运行可靠性。目前在已有的电涌保护器测试装置中，均为实验室设备，重量大，不便携带，现场使用不便。电力系统中，35kV及以上系统安装的避雷器均带有避雷器计数器或泄漏电流与雷击计数器，目前尚无可现场使用的避雷器计数器检验设备。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的上述缺点和不足，提供一种便携式电涌保护器测试仪，产生规程规定要求的冲击组合波波形和直流试验电压。

本实用新型的目是这样实现的：

本实用新型包括直流和冲击波产生电路、直流和冲击波测量电路及测试仪自动控制电路等三个组件，其特殊之处是直流和冲击组合波形由一个电路产生，并满足直流和冲击峰值的实时测量显示。

冲击波产生电路由2倍压整流充电电路和冲击电压波及冲击电流波形成电路组成，负载开路时输出1.2/50μs电压波，短路时输出8/20μs电流波。

冲击及直流测量电路由冲击峰值表头和直流测量表头组成。冲击峰值表头包括冲击高速响应电路、长时延迟电路和峰值显示电路，准确显示冲击电压峰值和冲击电流峰值。直流测量表头指示冲击主电容上的充电电压。

发生器自动控制电路由电压预置电路和充放电控制电路组成。按试验要求调整设定预置电压后，电涌保护器测试仪自动顺序完成充放电、测量显示和内部接地等工作。

直流1mA下的输出电压和0.75倍电压下的输出电流产生电路由2倍压整流充电电路和内部输出保护电阻组成。直流电压和直流电流的测量由直流测量电路和冲击峰值表头联合组成。根据测量目标的不同，冲击峰值表头可任意转换到冲击或直流的测量。

由上述技术方案可知，当被检验的电涌保护器或避雷器计数器与电涌保护器测试仪连接以后，按照被试品的额定试验参数调整预置电压，并按下“开始”试验按钮后，电涌保护器测试仪自动完成本次试验，由测量表头指示出当前的试验参数。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

①满足国标规定的冲击组合波的波形要求，输出波形由单一电路产生；

②直流高压电路由2倍压整流充电电路组成，降低了对工频充电电压的要求，从而降低成本提高产品的性价比；

③采用全自动化控制技术，保证充放电和测量过程自动完成；

④本实用新型适用于规程要求对已投入使用的电涌保护器和避雷器计数器定期进行的冲击波和直流1mA动作电压的检验，校核保护器和避雷器计数器的运行性能。

附图说明

图1是本实用新型结构方框图；

图2是倍压整流电路(1)和冲击波形成电路(2)电原理图；

图3是冲击峰值测量电路(3)方框图；

图4是自动控制电路(4)电原理图；

图5是本实用新型面板布置示意图。

其中：

1-倍压整流电路；

2-冲击波形成电路；

3-冲击峰值测量电路，

3.1-冲击电压分压器，    3.2-快速响应电路，

3.3-长时延迟电路，      3.4-峰值显示电路；

4-自动控制电路，

4.1-充电回路，          4.2-放电回路，    4.3-放电控制电路，

4.4-充电控制电路，      4.5-电压预制电路；

J1-第1充电继电器，      J2-第2放电继电器，

J3-第3放电控制继电器，  J4-第4充电控制继电器，

J3-1-第3常闭节点，      J3-2-第3常开接点，

J4-1-第4常闭接点，      J4-2-第4常开节点；

5-正电压预置按钮；

6-负电压预置按钮；

7-充放电开始按钮；

8-电压峰值表；

9-电流峰值表；

10-直流预置电压表；

T-充电变压器绕组；

S-转换开关；

K-电源开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、总体结构

如图1，本实用新型包括倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)、冲击峰值测量电路(3)和自动控制电路(4)；

倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)和冲击峰值测量电路(3)依次连接，自动控制电路(4)分别与倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)连接。

本实用新型的工作原理是：

当充电变压器绕组(T)经2级倍压整流电路(1)向冲击波形成电路(2)的主电容充满电后，自动控制电路(4)自动启动冲击波形成电路(2)，通过波头形成电路、波尾形成电路，在冲击波输出端得到标准的开路冲击电压波或短路冲击电流波。冲击波输出端并联连接冲击电阻分压器后，与冲击峰值电压测量电路相连，指示峰值电压数值；同时输出端经串联分流器与冲击峰值电流测量电路相连，指示峰值电流数值。一次试验完成后，由自动控制电路(4)将倍压整流电路(1)和冲击波形成电路(2)复位，使各电路进入初始准备状态。

直流1mA动作电压、0.75倍动作电压下的直流泄漏电流和上升速率100V/s的试验时，旋转转换开关S到直流试验档，自动控制电路(4)启动直流试验程序，输出端由直流电阻分压器和V/I转换器与冲击峰值表头相连指示直流电压和直流电流数值。试验完成后，由自动控制电路(4)将倍压整流电路(1)复位，使各电路进入初始准备状态。

二、各功能块结构

1、倍压整流电路(1)

如图2，倍压整流电路(1)由4个电容器(C)和4个硅堆(D)按常规2倍压整流电路连接，各硅堆(D)支路分别串联充电限流电阻(R)；

充电变压器绕组(T)经由第1常开节点(J1-2)串联后接入倍压整流电路(1)。

其工作原理是：由自动控制电路(4)闭合常开接点(J1-2)，工频电源经2级倍压整流电路(1)升压后，再经充电电阻(r)向主电容(C1)充电。

充电电压由前第1分压电阻(R11)和前第2分压电阻(R12)组成的前电阻分压器分压后经面板上预置电压和充电电压共用的电压表头(10)显示。

2、冲击波形成电路(2)

如图2，冲击波形成电路(2)即一种直流和冲击波转换电路，其结构是：主电容(C1)经第2常开接点(J2-2)后，依次串联第1电阻(R1)、电感(L)和第3电阻(R3)，且在第2常开接点(J2-2)与第1电阻(R1)之间并联第2电阻(R2)。

其工作原理是：当主电容(C1)充满电后，由自动控制电路(4)闭合第2常开接点(J2-2)，向冲击波形成电路(2)放电，在第3电阻(R3)两端得到标准的开路冲击电压波和第3电阻(R3)短路时的冲击电流波。

3、冲击峰值测量电路(3)

如图3，冲击峰值测量电路(3)包括依次连接的冲击电压分压器(3.1)、快速响应电路(3.2)、长时延迟电路(3.3)和峰值显示电路(3.4)。

其工作原理是：第3电阻(R3)两端的冲击电压峰值经由后第1分压电阻(R21)和后第2分压电阻(R22)组成的后电阻分压器分压后连接冲击峰值电压测量电路(3)，指示冲击电压峰值。

第3电阻(R3)短接后流过的冲击电流峰值在冲击分流器(Rf)上产生的电压峰值接入同类型冲击峰值电压测量电路，指示冲击电流峰值。

所述的快速响应电路(3.2)是采用小电阻和小电容组成RC快速峰值采集电路。

所述的长时延迟电路(3.3)是采用大电阻和大电容组成的RC长时延迟电路。

所述的峰值显示电路(3.4)是采用ICL7107专用集成电路和四位数码管，用以显示冲击峰值。

4、自动控制电路(4)

如图4，自动控制电路(4)的结构是：

由并接在工频交流电源上的充电回路(4.1)和放电回路(4.2)，以及并接在直流电源上的放电控制电路(4.3)、充电控制电路(4.4)和电压预制电路(4.5)组成；

所述的充电回路(4.1)由第1充电继电器(J1)串联第4常开节点(J4-2)组成；

所述的放电回路(4.2)由第2放电继电器(J2)串联第3常闭节点(J3-1)组成；

所述的放电控制电路(4.3)由第3放电控制继电器(J3)串联开关管(BG)组成；

所述的充电控制电路(4.4)由依次串联的第4充电控制继电器(J4)、第3常开接点(J3-2)及相互并联的按钮(AN)和第4常闭接点(J4-1)组成。

其工作原理是：电压预置电路(4.5)由外部人工预置好试验电压，启动开始按钮(AN)，第4充电控制继电器(J4)吸合，第4常开节点(J4-2)闭合，第1充电继电器(J1)吸合开始充电；当充电到达预置值时，比较信号开关管(BG)导通，第3放电控制继电器(J3)吸合，第3常闭节点(J3-1)打开，第2放电继电器(J2)失电后，第2放电继电器(J2)闭合放电，同时第3常开接点(J3-2)打开，第4充电控制继电器(J4)失电使第1充电继电器(J1)失电，充电停止，完成一次试验。

三、面板布置

如图5，操作按钮有三个：正电压预置按钮(5)、负电压预置按钮(6)和充放电开始按钮(7)。电压峰值表(8)显示冲击峰值电压或直流电压；电流峰值表(9)显示冲击峰值电流或直流电流；直流电压表(10)显示预置电压和充电电压，当发生器开始充电时，显示冲击形成电路(2)中主电容(C1)上的充电电压；转换开关(S)为直流或冲击试验的控制开关；电源开关(K)为测试仪的总电源控制开关。

Claims (5)

1、一种便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：

包括倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)、冲击峰值测量电路(3)和自动控制电路(4)；

倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)和冲击峰值测量电路(3)依次连接，自动控制电路(4)分别与倍压整流电路(1)、冲击波形成电路(2)连接。

2、按权利要求1所述的一种便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：

倍压整流电路(1)是由4个电容器(C)和4个硅堆(D)按常规2倍压整流电路连接，各硅堆(D)支路分别串联充电限流电阻(R)。

3、按权利要求1所述的一种便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：

冲击波形成电路(2)是主电容C1经第2常闭接点(J2-2)后，依次串联第1电阻(R1)、电感(L)和第3电阻(R3)，且在第2常闭接点(J2-2)与第1电阻(R1)之间并联第2电阻(R2)。

4、按权利要求1所述的一种便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：

冲击峰值测量电路(3)包括依次连接的冲击电压分压器(3.1)、快速响应电路(3.2)、长时延迟电路(3.3)和峰值显示电路(3.4)；

所述的快速响应电路(3.2)是采用小电阻和小电容组成RC快速峰值采集电路；

所述的长时延迟电路(3.3)是采用大电阻和大电容组成的RC长时延迟电路；

所述的峰值显示电路(3.4)是采用ICL7107专用集成电路和四位数码管，用以显示冲击峰值或直流电压和直流电流。

5、按权利要求1所述的一种便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：

自动控制电路(4)由并接在工频交流电源上的充电回路(4.1)和放电回路(4.2)，以及并接在直流电源上的放电控制电路(4.3)、充电控制电路(4.4)和电压预制电路(4.5)组成；

所述的充电回路(4.1)由第1充电继电器(J1)串联第4常开节点(J4-2)组成；

所述的放电回路(4.2)由第2放电继电器(J2)串联第3常闭节点(J3-1)组成；

所述的放电控制电路(4.3)由第3放电控制继电器(J3)串联开关管(BG)组成；

所述的充电控制电路(4.4)由依次串联的第4充电控制继电器(J4)、第3常开接点(J3-2)及相互并联的按钮(AN)和第4常闭接点(J4-1)组成。

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