CN201740830U

CN201740830U - 浪涌保护器热稳定测试装置

Info

Publication number: CN201740830U
Application number: CN2010202812646U
Authority: CN
Inventors: 李祥超; 唐宏科; 赵学余
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-08-03

Abstract

本实用新型公开了一种浪涌保护器热稳定测试装置，包括试验电路、测量电路、过载保护电路，试验电路分别与测量电路、过载保护电路电连接，其特征在于，所述试验电路包括依次串联的调压器、固态继电器、升压变压器、可调电阻负载箱及若干功能控制开关，并且与试品串联。本实用新型采用固态继电器为主控继电器，通过继电器自锁功能驱动固态继电器来实现试验电路的控制，可有效提高其他继电器的使用寿命，从而保证了测试装置安全性及性能稳定性。

Description

浪涌保护器热稳定测试装置

技术领域

本实用新型涉及元器件电性能测试领域，尤其涉及一种浪涌保护器热稳定测试装置。

背景技术

浪涌保护器(SPD)，也常称为电涌保护器，是一种为电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全保护的电子装置。当电气回路或通信线路中因外界干扰(如雷击)突然产生尖峰电流或电压时，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它设备的损害。作为电路中极为重要的部分，浪涌保护器本身的安全性和可靠性至关重要。

热稳定性能是浪涌保护器电气性能中很重要的内容，对此，IEC61643-1：1998、GB18802.1-2002均对测试标准进行了规定：

(1)耐热试验

SPD在环境温度为80C士5K的加热箱中保持24h。试验时，SPD的内部脱离器不应动作。

(2)热稳定试验

试验要求：

任何电压开关元件应用铜导线短路，铜导线的直径应使其在试验时不会熔化。应对每种保护模式进行试验；但是如果某些保护模式是相同的，允许仅对配置最严酷的保护模式进行试验。

试验程序有两种不同的情况：

-----如果SPD仅包括电压限制的元件，采用a)试验程序；

-----如果SPD包括电压限制和电压开关元件。采用b)试验程序。

a)没有开关元件与其他元件串联的SPD的试验程序：

试品连接到工频电源；电源电压应足够高以便SPD有电流流过；对于该试验，电流调整为一恒定值；电流按下列规定值逐级增加：

2，5，10，20，40，80，160，320，640和1000mA的有效值或相应峰值，误差土10％。

如果已知，起始点可从2mA变到最大功耗。每次通电应达到热平衡(即在10min内温度的变化小于2K)，试验时，连续监测SPD最高表面温度点(仅对易触及的SPD)和流过SPD的电流(可以通过初始试验或进行多点监测以确定最高表面温度点)。如果一个SPD脱离器动作，试验终止。为了避免脱离器的任何故障，不应再增加电压。如果在SPD接线端子间的电压低于Uc，调回Uc并保持15min，且电流不再调节。为此，需要一个具有短路电流承受能力的工频电源，在任何脱离器动作前，它不会限制电流。最大电流值不应超过脱离器短路耐受能力的最大规定值。

b)有开关元件与其他元件串联的SPD的试验程序

SPD采用电压为U_c的工频电源供电，电源应具有短路电流能力，在任何脱离器动作前它不会限制电流。最大可达到的电流值不应超过制造厂声明的短路耐受能力。

如果没有明显的电流流过，应接着进行a)试验程序。

注：“没有明显的电流”的含义是指SPD没有进入导通转换的突变状态(即SPD保持热稳定)。

合格判别标准

如果脱离器动作，SPD应有明显的、有效和永久断开的迹象。为了验证该要求，应采用等于U_c的工频电压施加1min，流过的电流不应超过0.5mA(有效值)对于多个非线性原件并联，并且每一个原件都有一个独立脱离器的产品，应在所有脱离器都动作后进行验证。

户内型SPD：试验时表面温升应小于120K。在脱离器动作5min后，表面温度不应超过周围环境温度80K。在试验过程中，应没有固体材料喷溅。

户外型SPD：应没有燃烧的迹象，并没有固体材料喷溅。

易触及的SPD：测试后，对防护等级大于或等于IP20的SPD，使用标准试指施加5N的力(见GB/T 4208)不应触及带电部件，除了SPD按正常使用安装后在试验前已可触及的带电部分外。

目前的电涌保护器热稳定测试设备主要采用恒流，电路结构采用振荡电路的原理形成某一高压，电路采用恒流的方向，这种原理主要用于电气设备的耐压测试。

现有技术中的这种设备虽然可以完成电涌保护器脱扣装置的测试，但存在一定的问题，IEC61643-1：1998中规定用工频的电压测试，有的测试设备输出地电压不是工频，有的测试设备采用高压直流，虽然在一定程度上能够反映SPD脱扣的动作情况，但当SPD出现短路现象时，容易出现测试设备内部电路损坏现象，有的甚至影响供电的安全，存在设备工作可靠性低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种安全、高效、准确的浪涌保护器热稳定测试装置，克服现有技术安全可靠性不足的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种浪涌保护器热稳定测试装置，包括试验电路、测量电路、过载保护电路，试验电路分别与测量电路、过载保护电路电连接，其特征在于，所述试验电路包括依次串联的调压器、固态继电器、升压变压器、可调电阻负载箱及若干功能控制开关，并且与试品串联。

上述技术方案中，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；测量电路对试品进行实时的电压、电流监测；过载保护电路在试品短路时提供过流保护，并在试品发生热脱扣时发出测试结束信号。

所述功能控制开关包括测试开关、停止开关、复位开关、升压开关及降压开关，以上各功能控制开关均由按钮及与其电连接的普通继电器组成。

所述过载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。

所述测量电路包括4位数码显示的电压表和电流表，分别测量试品的电压值和电流值。

本实用新型采用固态继电器(SSR)作为整个装置的主要控制器件，它是一种有继电特性的无触点式电子开关。具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。试验电路中所有的功能都是通过继电器自锁功能而驱动固态继电器实现的。

本实用新型采用固态继电器为主控继电器，通过继电器自锁功能驱动固态继电器来实现试验电路的控制，可有效提高其他继电器的使用寿命，从而保证了测试装置安全性及性能稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中过载保护电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

如附图1所示，本实用新型包括试验电路、测量电路、过载保护电路，试验电路分别与测量电路、过载保护电路电连接，其特征在于，所述试验电路包括依次串联的调压器、固态继电器、升压变压器、可调电阻负载箱及若干功能控制开关，并且与试品串联。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；测量电路对试品进行实时的电压、电流监测；过载保护电路在试品短路时提供过流保护，并在试品发生热脱扣时发出测试结束信号。

所述功能控制开关包括测试开关、停止开关、复位开关、升压开关及降压开关，各功能控制开关均由按钮及与其电连接的普通继电器组成。本具体实施方式中，采用输入控制电压为12V，输出负载电流为5A的固态继电器。

所述可调电阻负载箱由不同数量的线绕电阻串联而成，总阻值150～3500欧姆的范围内可调。

所述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，具体电路原理图如附图2所示，电流互感线圈测量主回路中电流值，输出为交流电流值，经过R₂取样后，通过D₁进行整流，通过C₁，C₂和R₃组成的滤波电路后，转化成一个12V内的低电平直流信号，输入比较电路中的AR₂，与设备的过载电流阈值(阈值已由电位器R₁和运放AR₁设定)比较，若大于阈值，则进入过载保护状态，继电器K₁与试验回路断开，从而终止试验。正常测试的状态下，继电器K₁处在常闭状态。图中D₂为保护二极管，用以保护三极管免受继电器反冲电压的损坏。

使用本实用新型进行测试时，如附图1所示，将试品固定安装完毕后，打开测试开关，通过升压，降压开关调节调压器，使得变压器的电压按测试的需求变化，即测试回路中的电流为一个恒定值。设备中采用4位数码显示的电压表和电流表，分别测量试品的电压值和电流值，为测试回路的电流调节提供重要参数。通过对测试、停止、复位等功能开关的操作，实现测试时的功能控制。上述操作通过继电器的自锁功能而保持需要的测试状态，这一状态是通过普通继电器将一个测试状态转化成一个高、低电平，并将这一电平输入固态继电器，由固态继电器实现所操作的功能。为保证在进行上述操作时继电器的使用寿命，故采用固态继电器实现。由于普通继电器在常开或常闭状态切换时，其动作的触电处会发生打火现象，随着动作次数的增多，触电较易损坏，而采用固态继电器具有无火花的特点，则不会出现此类打火情况，从而保证了测试装置的安全性和性能稳定性。

Claims

1.一种浪涌保护器热稳定测试装置，包括试验电路、测量电路、过载保护电路，试验电路分别与测量电路、过载保护电路电连接，其特征在于，所述试验电路包括依次串联的调压器、固态继电器、升压变压器、可调电阻负载箱及若干功能控制开关，并且与试品串联。

2.如权利要求1所述浪涌保护器热稳定测试装置，其特征在于，所述测量电路包括4位数码显示的电压表和电流表，分别测量试品的电压值和电流值。

3.如权利要求1所述浪涌保护器热稳定测试装置，其特征在于，所述固态继电器的输入控制电压为12V，输出负载电流为5A。

4.如权利要求1所述浪涌保护器热稳定测试装置，其特征在于，所述功能控制开关包括测试开关、停止开关、复位开关、升压开关及降压开关，以上各功能控制开关均由按钮及与其电连接的普通继电器组成。

5.如权利要求1所述浪涌保护器热稳定测试装置，其特征在于，所述可调电阻负载箱由不同数量的线绕电阻串联而成，总阻值150～3500欧姆的范围内可调。