CN201417292Y

CN201417292Y - 电涌保护器热稳定试验装置

Info

Publication number: CN201417292Y
Application number: CN2009200847578U
Authority: CN
Inventors: 王建国; 周蜜; 易满成; 薛健
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2019-04-08

Abstract

本实用新型涉及电性能的测试领域，尤其涉及一种电涌保护器热稳定试验装置，包括试验电路、测量电路、保护电路，所述试验电路对220V交流电压进行调压、升压后输出0～1500V交流电压，并调节主回路输出2mA～10A交流电流；所述测量电路对被试品进行实时的电压、电流、温度、时间监测；所述保护电路在被试品短路时提供过流保护，并在被试品发生热脱扣时发出报警信号。本实用新型试验容量大，试验电流最大可达10A，满足目前标准要求，响应时间快，精度高，采用安全开关、过流保护、高温告警及脱扣报警等防护措施，安全可靠。

Description

电涌保护器热稳定试验装置

技术领域

本实用新型涉及电性能的测试领域，尤其涉及一种电涌保护器热稳定试验装置。

背景技术

电涌保护器(Surge Protective Device——简称SPD)作为低压配电系统雷电保护器件，其运行可靠性和安全性直接影响配电系统安全稳定。限压型电涌保护器要求具有热保护功能的脱离器，其作用是当电涌保护器内部氧化锌阀片劣化失效时，将电涌保护器与电源系统脱离，并发出劣化告警指示，以便维护人员及时更换，否则不仅起不到防雷作用，还会因为长时间的较大电流流过内部氧化锌阀片，产生很高的热量，甚至冒烟起火并引燃其他电源设备事故。

IEC61643-1：1998及GB18802.1-2002要求检查SPD在流过交流电流为2、5、10、20、40、80、160、320、640和1000mA有效值时是否达到热平衡(10min内温度的变化小于2K)，或SPD脱离器是否动作。YD/T 1235.2-2002中要求SPD流过的电流相应为20、80、320、1000、2500、5000mA，美国UL1449标准要求检查SPD在0.125、0.5、2.5、5、10A下的热稳定性，目前进行的电涌保护器热稳定试验大多数是由人工进行的，采用手动调压的方式获得所需的试验电流，在测试过程中难以满足精确控制和高效率试验的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高检测精度、高效率、大容量的电涌保护器热稳定试验装置，以克服人工测试效率低及目前电涌保护器热稳定试验装置试验能力不足的缺点。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

电涌保护器热稳定试验装置包括试验电路、测量电路、保护电路，所述试验电路分别与测量电路和保护电路电连接完成试验装置控制，所述试验电路对220V交流电压进行调压、升压后输出0～1500V交流电压，并调节主回路输出2mA～10A交流电流；所述测量电路对被试品进行实时的电压、电流、温度、时间监测；所述保护电路在被试品短路时提供过流保护，并在被试品发生热脱扣时发出报警信号。

所述试验电路包括依次串连的电动调压器、升压变压器、可调电阻负载箱，并与被试品串联；所述可调电阻负载箱由不同数量的功率电阻串联而成，总电阻值在200～3350Ω之间可调。

所述的测量电路包括电压测量、电流测量、温度测量和时间测量，电压测量电路测量升压变压器输出电压以及施加在被试品上的交流电压，电流测量电路采用三只电量隔离传感器对试验电流进行测量，温度测量电路采用16通道智能温度巡检仪监测试验过程中被试品表面各点温度，时间测量电路采用量程为999分59秒的数字累时器对试验时间进行计时。

所述的保护电路包括电流互感器、电流继电器，用于试验过程中被试品击穿短路时的过流保护，脱扣报警用于被试品试验过程中脱扣装置脱离瞬间发出报警声音提示。

所述的三只电量隔离传感器分别为：输入交流500mA、输出直流5V，输入交流5A、输出直流5V，输入交流30A、输出直流5V；所述电流测量分别实现0～500mA、500mA～5A、5A～10A三个电流档的测量。

所述温度测量的测温探头为T型热电偶，测温范围为0～350℃。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

1)本实用新型试验容量大，试验电流最大可达10A，满足目前标准要求，响应时间快，精度高；

2)本实用新型采用安全开关、过流保护、高温告警及脱扣报警等防护措施，安全可靠；

3)本实用新型采用了透明的试品室以及直观便捷的操作面板，便于试验人员的观察和操作。

附图说明

图1是本实用新型电路连接示意图；

图2是本实用新型的自动计时及脱扣报警电路图；

图3是本实用新型的外形示意图。

其中：

1-试验电路；2-测量电路，2.1-电压测量，2.2-电流测量，2.3-温度测量，2.4-时间测量；3-保护电路。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

参见图1，本实用新型包括试验电路1、测量电路2和保护电路3，所述试验电路1分别与测量电路2和保护电路3电连接完成试验装置控制，其工作原理是：试验电路1将交流220V经电动调压器、升压变压器输出0～1500V交流电压，可调电阻负载箱与被试SPD串联，调节测试主回路输出2mA～10A交流电流。测量电路2对被试SPD电压、电流、温度、试验时间进行实时监测，保护电路3在被试SPD发生击穿短路时提供过流保护，在被试SPD发生热脱扣时发出报警提示。

所述的试验电路1中，电动调压器采用交流伺服电机进行升压和降压控制，升压变压器的高压输出0～1500V试验总电压，可调电阻负载箱由不同数量的5Ω、10Ω、100Ω和1000Ω功率电阻串联而成，总阻值200～3350Ω之间可调，当供给被试SPD的电流为0～5A时，本实用新型采用调节试验总电压以及调节可调电阻负载箱电阻的工作模式；当供给被试SPD的电流为5A～10A时，本实用新型采用固定可调负载箱电阻而只调节试验电压的工作模式。

所述的测量电路2包括电压测量2.1、电流测量2.2、温度测量2.3和时间测量2.4，电压测量2.1电路中总电压指升压变压器的输出电压，试品电压指施加在被试SPD上的电压，总电压和试品电压各自通过分压器降压后送交流数字电压表测量，面板上选择开关可以进行切换。由于电涌保护器热稳定试验电流从2mA到10A变化，为实现全档位电流的高精度测量，本实用新型的电流测量2.2电路共采用输入为交流500mA，输出为直流5V、输入为交流5A，输出为直流5V以及输入为交流30A，输出为直流5V的三个电量隔离传感器，并分别通过10∶1、10∶1和50∶3分压器送至直流数字电压表，分别完成“0～500mA”、“500mA～5A”及“5A～10A”三个电流档的测量显示，面板上可以进行电流档位的切换。为准确测量试验过程中被试SPD表面各点温度，本实用新型的温度测量2.3电路采用16通道智能温度巡检仪，实时监测被试SPD表面各点温度，测温探头为T型热电偶，测温范围0～350℃，任何一路通道温度超过120℃将发出高温告警指示，除可对16路信号巡检外，还选择一通道作为“重要通道”固定显示，以便对这一通道进行全面的测量测控。时间测量2.4电路采用数字累时器对被试SPD的试验时间进行计时，量程为999分59秒，当被试品电流超过10mA，自动计时及脱扣报警电路控制累时器自动开始计时，也可通过面板上按钮进行手动计时并清零。

保护电路3采用20A/2.5A的电流互感器和电流继电器配合，用于试验过程中被试品击穿短路时的过流保护。当被试SPD击穿短路致使回路电流超过预设值时，电流继电器动作，断开电动调压器的输入电源，停止试验。

图2为自动计时及脱扣报警电路图，流过SPD的电流I在R₁上产生电压降，经D₉～D₁₂构成的整流桥整流后，R₃两端输出直流电压。D₁～D₄和D₅～D₈两组反向并联的二极管对整流桥输入端电压进行限幅保护。光电耦合器TLP521采用无偏置直流驱动，D₁₃、D₁₄起限幅作用，防止流过TLP521中发光二极管的电流超过限值。处于开环工作状态的运算放大器构成同相比较器电路，当同相端电压高于反相端电压时，输出电压为+12V，否则输出-5V，三极管对运算放大器的输出电流进行放大，以驱动继电器KA1和KA2，实现了时间测量2.4中自动计时及保护电路3中脱扣报警的功能。

如图3为本实用新型的外形示意图，采用开有散热孔的透明试品室及门开关，防止被试SPD的高温、高压危及试验人员。操作面板实时显示被试SPD的交流电压、交流电流、表面各点温度及试验时间，界面美观便捷，操作方便。

Claims

1.一种电涌保护器热稳定试验装置，其特征在于：包括试验电路(1)、测量电路(2)、保护电路(3)，所述试验电路(1)分别与测量电路(2)和保护电路(3)电连接完成试验装置控制，所述试验电路(1)对220V交流电压进行调压、升压后输出0～1500V交流电压，并调节主回路输出2mA～10A交流电流；所述测量电路(2)对被试品进行实时的电压、电流、温度、时间监测；所述保护电路(3)在被试品短路时提供过流保护，并在被试品发生热脱扣时发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的电涌保护器热稳定试验装置，其特征在于：所述试验电路(1)包括依次串连的电动调压器、升压变压器、可调电阻负载箱，并与被试品串联；所述可调电阻负载箱由不同数量的功率电阻串联而成，总电阻值在200～3350Ω之间可调。

3.根据权利要求1所述的电涌保护器热稳定试验装置，其特征在于：所述的测量电路(2)包括电压测量(2.1)、电流测量(2.2)、温度测量(2.3)和时间测量(2.4)，电压测量(2.1)电路测量升压变压器输出电压以及施加在被试品上的交流电压，电流测量(2.2)电路采用三只电量隔离传感器对试验电流进行测量，温度测量(2.3)电路采用16通道智能温度巡检仪监测试验过程中被试品表面各点温度，时间测量(2.4)电路采用量程为999分59秒的数字累时器对试验时间进行计时。

4.根据权利要求1所述的电涌保护器热稳定试验装置，其特征在于：所述的保护电路(3)包括电流互感器、电流继电器，用于试验过程中被试品击穿短路时的过流保护，脱扣报警用于被试品试验过程中脱扣装置脱离瞬间发出报警声音提示。

5.根据权利要求3所述的电涌保护器热稳定试验装置，其特征在于：所述的三只电量隔离传感器分别为：输入交流500mA、输出直流5V，输入交流5A、输出直流5V，输入交流30A、输出直流5V；所述电流测量分别实现0～500mA、500mA～5A、5A～10A三个电流档的测量。

6.根据权利要求3所述的电涌保护器热稳定试验装置，其特征在于：所述温度测量的测温探头为T型热电偶，测温范围为0～350℃。