CN206362900U - 工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，包括功率管控制电路、模拟开关和信号处理的控制板及单片机控制板，所述功率管控制电路包括100MHz带宽示波器、断路器控制辅助回路及智能控制装置，所述模拟开关和信号处理的控制板包括电磁场测试仪、工频大电流回路及带显示器的智能装置，所述单片机控制板包括100MHz带宽示波器、电磁场测试仪、高压回路及智能控制装置。本实用新型的性能研究系统简单方便的研究开关二次监控设备在各种电磁环境下经受的抗扰度，分析智能开关电器在各种运行状态下可能受到的电磁干扰，从而测量出实际干扰，具有操作方便、准确率高的优点。

Description

工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，更具体地讲，是关于工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统。

背景技术

开关二次监控设备的控制单元是智能开关的核心，其主要职责是自动识别断路器的工作状态、自动调整断路器的操动机构、记录并显示断路器的工作状态以及具有与远端主机进行通信的功能，良好的电磁兼容性能是智能开关运行的基本保障。

对于变电所而言，面临的主要干扰情况有：断路器主回路操作、隔离开关操作、电网谐波及雷电冲击，要求智能二次设备与断路器集合成一体使用，这使得二次设备距离干扰源更近，对其电磁兼容性能提出了新的要求。

在十二五期间，我国政府已经制定了高压开关行业的发展规划，其中重点提到了加强开关智能化的研制工作，结合国内外的行业形势，未来高压开关智能化将成为发展主流。

因此，需要设计一种对开关二次监控设备在工频和瞬态电磁环境下的性能研究系统，研究智能开关电器二次设备在各种电磁环境下经受的抗扰度，分析智能开关电器在各种运行状态下可能受到的电磁干扰。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，申请人经过多次实践改进，设计了工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，简单方便的分析智能开关电器在各种运行状态下可能受到的电磁干扰，搭出实验回路，从而测量出实际干扰。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，包括功率管控制电路、模拟开关和信号处理的控制板及单片机控制板，所述功率管控制电路包括100MHz带宽示波器、断路器控制辅助回路及开关二次监控设备，所述模拟开关和信号处理的控制板包括电磁场测试仪、工频大电流回路及带显示器的开关二次监控设备，所述单片机控制板包括100MHz带宽示波器、电磁场测试仪、高压回路及开关二次监控设备。

进一步地，本实用新型为了进一步观察功率管控制电路的工作，将所述功率管控制电路配合断路器控制辅助回路的电感线圈工作。

再进一步地，为了观察不同位置下，工频磁场对开关二次监控设备的显示、控制功能的干扰，本实用新型将所述工频大电流回路附近放置有电磁场测试仪及带显示器的开关二次监控设备，利用放置位置的远近测量工频磁场对开关二次监控设备的干扰。

再进一步地，所述高压回路包括隔离刀及断路器，本实用新型为了测量电场强度及对开关二次监控设备的影响，将所述隔离刀通过人力拉动产生高频电磁场。

再进一步地，为了更好的实现实用新型的效果，本实用新型还限定了，所述隔离刀距离电场强度测试点的垂直距离为2m，所述隔离刀距离单片机控制板的测量点的垂直距离为2.8m，所述隔离刀操作时1D闭合2D断开。

更进一步地，为了测量信号口、电源口的干扰信号，本实用新型更进一步地技术方案为，所述100MHz带宽示波器配备2支高压隔离探头。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1、本实用新型采用功率管控制电路，观察控制电路在正常情况和受干扰情况下各个测试点受到的干扰电压波形。

2、本实用新型采用模拟开关和信号处理的控制板，具有发送信号、液晶屏显示及模数转换功能，可以测量不同磁场环境下控制电路板电源口电压变化百分比、测量信号口方波上升沿的时间变化率，并且可以通过观察液晶屏显示受到的影响程度，以及考察单片机的ADC准确率。

3、本实用新型利用隔离刀的开合产生的辐射场研究对开关二次监控设备的影响。

附图说明

图1为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中功率管控制电路图方式一。

图2为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中功率管控制电路图方式二。

图3为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中模拟开关和信号处理的控制板电路模拟图。

图4为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中隔离刀开合产生的辐射场对开关二次监控设备影响的实验模拟图。

图中：

1a/1b/1c、过压保护器件，2a/2b/2c、辅助线圈，3、辅助触点，4a/4b、辅助触点(常闭)，5、继电器触点(常开)，6、F10辅助开关感应电压，7、开关，8、低频场强探头，9、单片机及外围电路，10、信号发生器，11、液晶显示器，12、示波器，13、隔离刀，14、1D，15、2D，16、磁场探头，17、单片机，18、电压互感器。

具体实施方式

下面通过一个最佳实施例，对本技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

如图1所示，为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中功率管控制电路图方式一，模拟正常工作情况：存在过压保护器件1a、1b工况下，通过辅助触点3与辅助线圈a点触发控制电路中的功率管，测量功率管及控制电路各端口承受的传导过电压。

如图2所示，为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中功率管控制电路图方式二，模拟受干扰情况：不存在过压保护器件1c下，开关7断开，当辅助触点(常闭)4a、继电器触点(常开)5及辅助线圈2b通过F10辅助开关感应电压6，由其他回路切感性负载后产生过电压时，通过辅助触点(常闭)4b、辅助线圈2c及过压保护器件1c测量功率管控制电路各端口承受的过电压。

如图3所示，为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中模拟智能开关控制及信号处理系统的控制板电路模拟图。

研究稳态大电流时通过时，对二次系统造成的影响，不同磁场环境下，通过低频磁场强探头8测量非屏蔽控制电路板电源口电压变化百分比(电源为DC5V)，测量信号口方波上升沿的时间变化率，观察液晶显示器11受到的影响程度，信号发生器10发出固定电平，考察单片机及外围电路9的ADC准确率，以示波器12显示为标准。

如图4所示，为工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统中隔离刀开合产生的辐射场对开关二次监控设备影响的实验模拟图。

通过人力拉动隔离刀13产生高频电磁场，测量场强及其对开关二次监控设备工作的影响，磁场探头16测试点离隔离刀垂直距离2m，单片机17测量点距离隔离刀13垂直距离约2.8m，隔离刀13操作时，1D14闭合，2D15断开，操作隔离刀13相当于切断(或加载)6m长母线和电压互感器18。

隔离刀13操作时，测量离地约1.1m处瞬间电磁场，示波器12测量电路板电源及输出方波受到的干扰。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，包括功率管控制电路、模拟开关和信号处理的控制板及单片机控制板，其特征在于：所述功率管控制电路包括100MHz带宽示波器、断路器控制辅助回路及开关二次监控设备，所述模拟开关和信号处理的控制板包括电磁场测试仪、工频大电流回路及带显示器的开关二次监控设备，所述单片机控制板包括100MHz带宽示波器、电磁场测试仪、高压回路及开关二次监控设备。

2.根据权利要求1所述的工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，其特征在于：所述功率管控制电路配合断路器控制辅助回路的电感线圈工作。

3.根据权利要求1所述的工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，其特征在于：所述工频大电流回路附近放置有电磁场测试仪及带显示器的开关二次监控设备，所述带显示器的开关二次监控设备利用放置位置的远近测量工频磁场对开关二次监控设备的干扰。

4.根据权利要求1所述的工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，其特征在于：所述高压回路包括隔离刀及断路器，所述隔离刀通过人力拉动产生高频电磁场。

5.根据权利要求4所述的工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，其特征在于：所述隔离刀距离电场强度测试点的垂直距离为2m，所述隔离刀距离单片机控制板的测量点的垂直距离为2.8m，所述隔离刀操作时1D闭合2D断开。

6.根据权利要求1所述的工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统，其特征在于：所述100MHz带宽示波器配备2支高压隔离探头。