CN206863127U - 一种接地线自动测试系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及的是电气设备测试技术领域,具体为一种接地线自动测试系统,包括人机交互界面、CPU、恒流源、电流切换控制电路、电压采集切换电路、A/D转换模块、接线端子排,所述人机交互界面通过CPU控制恒流源、电流切换控制电路和电压采集切换电路,所述A/D转换模块将采集到的电压信号转换成数字信号后传输至CPU,所述CPU将接收到的数字信号传输至人机交互界面显示,所述接线端子排与成组被测接地线连接。本实用新型设计科学合理、安全可靠、测试准确率高,可一次测出多组接地线的阻值并直接生成数据,较大的提高了工作效率,减轻工作强度,填补国内该领域的技术空白。

Description

一种接地线自动测试系统
技术领域
本实用新型涉及的是电气设备测试技术领域,具体为一种接地线自动测试系统。
背景技术
当前对短路接地线的测试,采用的都是单相直流电阻测试仪进行测试,每两个接头之间要测试1次对于接地线较多的工程,在进行测试时,需要对每一组接地线依次进行测试,造成工作人员工作量很大,并且在测试过程中容易出现各种测试故障,可靠性较差,同时测试时需要多名专业人员协同合作才能进行,因此费时费力、工作效率低下。针对上述缺陷,有必要提出一种能满足电气专业人员需求的测试系统。
实用新型内容
针对上述问题,本实用新型一种接地线自动测试系统目的是提供一种设计科学合理、操作方便、安全可靠,通过电流切换控制电路自动切换多组被测接地线且同时采用电压采集切换电路自动切换被测电压端的方法,对接地线电阻进行测试。在测试过程中,可按照顺序一次测出多组接地线的阻值并直接生成数据在人机交互界面上显示,极大地提高了工作效率,减轻了工作强度,缩短了测试工作的时间。
本实用新型采用的技术方案:
一种接地线自动测试系统,其特征在于:包括CPU和恒流源,所述CPU的第一连接端连接有人机交互界面,所述CPU的第一输出端连接有恒流源,所述CPU的第二输出端连接有电流切换控制电路,所述CPU的第三输出端连接有电压采集切换电路;所述恒流源与所述电流切换控制电路连接,所述CPU控制所述电流切换控制电路分别给N组被测接地线供电;所述电压采集切换电路采集的电压信号传送到所述CPU的电压信号输入端。
测试人员通过人机交互界面向CPU发出测试命令,CPU控制恒流源的电流档位选择大小合适的测试电流,而且依照测试人员的测试指令控制电流切换控制电路的常开开关的闭合或断开,使得测试电流流入测试人员指定的被测接地线,同时控制电压采集切换电路中相对应的常开开关、常闭开关的闭合或断开,最终使得CPU接收到测试电流流过的被测接地线两端的电压值,该电压值为数字信号,CPU将接收到的电压测试值换算成国标格式的计算值,并同时在人机交互界面显示测试值、计算值。
进一步的,所述电压采集切换电路的电压信号输出端与所述CPU的电压信号输入端之间连接有A/D转换模块。
A/D转换模块起到将采集到的电压信号转换成数字信号后传输至CPU的作用。
进一步的,所述电流切换控制电路包括N组电流切换组,每一组所述电流切换组的电流切换输出端用于与一组被测接地线的输入端连接,每一组所述电流切换组的电流切换输入端用于与一组被测接地线的输出端连接。
测试电流通过电流切换组流入被测接地线。
进一步的,N组所述电流切换组依次通电,两两所述电流切换组之间至多共用一条输出线路或者输入线路;每一组所述电流切换组的电流切换输入端与对应的被测接地线输出端之间设置有输入控制继电器常开开关;每一组所述电流切换组的电流切换输出端与对应的被测接地线输入端之间设置有输出控制继电器常开开关。
通过电流切换组常开开关的闭合或断开确保了每次测试电流只流入一组被测接地线。
进一步的,所述电压采集切换电路包括N组电压采集切换组,N组所述电压采集切换组用于一一对应采集N组被测接地线两端的电压。
进一步的,每一组所述电压采集切换组的两条电压采集线路上均设置有电压采集控制继电器开关。
通过电压采集线路上的电压采集控制继电器开关的闭合或断开确保了每次只采集测试电流流过的一组被测接地线两端的电压。
进一步的,还包括接线端子排,所述接线端子排包括M个接线端子,每个端子包括一个电流连接端和一个电压采集端;两两所述电流连接端之间至多连接有一组电流切换组;两两所述电压采集端之间至多连接有一组电压采集切换组;所述电流切换组与所述电压采集切换组一一对应。
一是使得测试电流流过的被测接地线与正在采集电压信号的电压采集端成一一对应的关系,二是方便成组被测接地线与接地线自动测试系统的连接。
上述N与M的关系为:N≤M*(M-1)/2,众所周知,当有M个端子时,最多形成M*(M-1)/2个回路。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果如下:
本实用新型一种接地线自动测试系统,采用人机交互界面通过CPU控制恒流源、电流切换控制电路和电压采集切换电路,在测量成组接地线时,可通过多组电流切换控制开关的自动切换实现自动测量多组被测接地线,将以往需反复操作仪器才能完成的测量工作简化成依照顺序一次性完成测量,同时采用A/D转换模块采集被测接地线两端的电压信号并将其转换成数字信号,CPU则将测试值换算成国标格式的计算值,且同时将测试值及计算值在人机交互界面上显示,无需测试人员再进行人工换算,极大方便了测试人员读取测试数据,较大地提高了工作效率和减轻了工作强度,有效填补了国内该项技术的空白。经测试人员实践后对比,以往单相测试接地线阻值的方法,完成一条接地线测量所用的平均时间为5分钟,采用本实用新型后完成同一条接地线的测量仅需2分钟,测试效率提升了60%,依照以往一年需要检验600条接地线计算,一共缩短了1800分钟的工作时间,极大地降低了时间成本、人力成本。
附图说明
图1一种接地线自动测试系统结构框图;
图2电流切换控制电路工作原理图;
图3电压采集切换电路工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明,附图为简化形式,仅供理解本实用新型的具体结构。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能限制本实用新型的保护范围。
实施例:
一种接地线自动测试系统,包括CPU和恒流源,所述CPU的第一连接端连接有人机交互界面,所述CPU的第一输出端连接有恒流源,所述CPU的第二输出端连接有电流切换控制电路,所述CPU的第三输出端连接有电压采集切换电路;所述恒流源与所述电流切换控制电路连接,所述CPU控制所述电流切换控制电路分别给N组被测接地线供电;所述电压采集切换电路采集的电压信号传送到所述CPU的电压信号输入端。
进一步的,所述电压采集切换电路的电压信号输出端与所述CPU的电压信号输入端之间连接有A/D转换模块。
进一步的,所述电流切换控制电路包括N组电流切换组,每一组所述电流切换组的电流切换输出端用于与一组被测接地线的输入端连接,每一组所述电流切换组的电流切换输入端用于与一组被测接地线的输出端连接。
进一步的,N组所述电流切换组依次通电,两两所述电流切换组之间至多共用一条输出线路或者输入线路;每一组所述电流切换组的电流切换输入端与对应的被测接地线输出端之间设置有输入控制继电器常开开关;每一组所述电流切换组的电流切换输出端与对应的被测接地线输入端之间设置有输出控制继电器常开开关。
进一步的,所述电压采集切换电路包括N组电压采集切换组,N组所述电压采集切换组用于一一对应采集N组被测接地线两端的电压。
进一步的,每一组所述电压采集切换组的两条电压采集线路上均设置有电压采集控制继电器开关。
进一步的,还包括接线端子排,所述接线端子排包括M个接线端子,每个端子包括一个电流连接端和一个电压采集端;两两所述电流连接端之间至多连接有一组电流切换组;两两所述电压采集端之间至多连接有一组电压采集切换组;所述电流切换组与所述电压采集切换组一一对应。
本实施例中,N=6,M=4。即电流切换控制电路中设置有6个控制继电器常开开关,分别是第一继电器常开开关K1、第二继电器常开开关K2、第三继电器常开开关K3、第四继电器常开开关K4、第五继电器常开开关K5、第六继电器常开开关K6,电压采集切换电路设置有5个控制继电器的开关,分别是第七继电器第一组常开开关K7-1和K7-2、第八继电器第一组常开开关K8-1和K8-2、第九继电器第一组常开开关K9-1和K9-2、第十继电器常开开关K10、第十一继电器第一组开关常闭K11-1和常开K11-2;
M=4即接线端子排上设置有4组接线端子,分别是第一组接线端子A、第二组接线端子B、第三组接线端子C、第四组接线端子D,这四组接线端子最多有6种连接方式分别是AB、AC、AD、BC、BD、CD;其中第一组接线端子A包括电流切换输出端IA和第一电压采集端UA,第二组接线端子B包括电流切换输入/输出端IB和第二电压采集端UB,第三组接线端子C包括电流切换输入/输出端IC和第三电压采集端UC,第四组接线端子D包括电流切换输入端ID和第四电压采集端UD。
本实施例中电流切换控制电路具体的连接关系如下:所述恒流源的正输出端连接有3条测试电流输出支路,第一条测试电流输出支路由恒流源正输出端经第一继电器常开开关K1连接至电流切换输出端IA,第二条测试电流输出支路由恒流源正输出端经第二继电器常开开关K2连接至电流切换输入/输出端IB,第三条测试电流输出支路由恒流源正输出端经第四继电器常开开关K4连接至电流切换输入/输出端IC;
所述恒流源的负输出端连接有3条测试电流输入支路,第一条测试电流输入支路由恒流源负输出端经第三继电器常开开关K3接至电流切换输入/输出端IB,第二条测试电流输入支路由恒流源负输出端经第五继电器常开开关K5接至电流切换输入/输出端IC,第三条测试电流输入支路由恒流源负输出端经第六继电器常开开关K6连接至电流切换输入端ID。
本实施例中电压采集切换电路具体的连接关系如下:第一电压采集端UA一路经第七继电器第一组常开开关的第一个常开开关K7-1连接至A/D转换模块的信号输入正端,另一路经第九继电器第一组常开开关的第一个常开开关K9-1连接至A/D转换模块的信号输入正端,第二电压采集端UB一路经第八继电器第一组常开开关的第一个常开开关K8-1连接至A/D转换模块的信号输入正端,另一路经第七继电器第一组常开开关的第二个常开开关K7-2、第十一继电器第一组开关的常闭开关K11-1连接至A/D转换模块的信号输入负端,第三电压采集端UC第一路经第八继电器第一组常开开关的第二个常开开关K8-2、第十一继电器第一组开关的常闭开关K11-1连接至A/D转换模块的信号输入负端,第二路经第九继电器第一组常开开关的第二个常开开关K9-2、第十一继电器第一组开关的常闭开关K11-1连接至A/D转换模块的信号输入负端,第三路经第十继电器常开开关K10连接至A/D转换模块的信号输入正端,第四电压采集端UD经第十一继电器第一组开关的常开开关K11-2连接至A/D转换模块的信号输入负端。
本实用新型的工作过程如下:结合图1、图2和图3,成组被测接地线共有4个测试端,分别是第一测试端、第二测试端、第三测试端及公共端,测试人员首先用四个测试夹夹住成组被测接地线的四个测试端,即黄色测试夹夹住成组被测接地线的第一测试端、青色测试夹夹住成组被测接地线的第二测试端、红色测试夹夹住成组被测接地线的第三测试端、黑色测试夹夹住成组被测接地线的公共端;
每个测试夹自带有一根测试电流线和电压采集线,将黄色测试夹的测试电流线、电压采集线分别与电流切换输出端IA、第一电压采集端UA连接,青色测试夹的测试电流线、电压采集线分别与电流切换输入/输出端IB、第二电压采集端UB连接,红色测试夹的测试电流线、电压采集线分别与电流切换输入/输出端IC、第三电压采集端UC连接,黑色测试夹的测试电流线、电压采集线分别与电流切换输入端ID、第四电压采集端UD连接;
最后测试人员在人机互动界面上输入测试命令,CPU根据测试指令选择恒流源的电流档位,通常测试电流为直流30A。
自动测试时,电流继电器切换系统的工作顺序如下:
测量AB端之间的接地线电阻时,第一继电器线圈与第三继电器线圈得电,其他继电器线圈失电即常开触点K1和K3闭合,测试电流经第一继电器常开触点K1流入,经第三继电器常开触点K3流出;
测量AC端之间的接地线电阻时,第一继电器线圈与第五继电器线圈得电,其他继电器线圈失电即常开触点K1和K5闭合,测试电流经第一继电器常开触点K1流入,经第五继电器常开触点K5流出;
测量AD端之间的接地线电阻时,第一继电器线圈与第六继电器线圈得电,其他继电器线圈失电即常开触点K1和K6闭合,测试电流经第一继电器常开触点K1流入,经第六继电器常开触点K6流出;
测量BC端之间的接地线电阻时,第二继电器线圈与第五继电器线圈得电,其他继电器线圈失电即常开触点K2和K5闭合,测试电流经第二继电器常开触点K2流入,经第五继电器常开触点K5流出;
测量BD端之间的接地线电阻时,第二继电器线圈与第六继电器线圈得电,其他继电器线圈失电即常开触点K2和K6闭合,测试电流经第二继电器常开触点K2流入,经第六继电器常开触点K6流出;
测量CD端之间的接地线电阻时,第四继电器线圈与第六继电器线圈得电,其他继电器线圈失电即常开触点K4和K6闭合,测试电流经第四继电器常开触点K4流入,经第六继电器常开触点K6流出。
自动测试时,电压采集继电器切换系统的工作顺序如下:
采集AB端之间的电压信号时,第七继电器线圈得电,其第一组常开触点K7-1和K7-2闭合,其他继电器线圈失电,利用第十一继电器第一组触点的常闭触点K11-1,A/D转换模块完成对AB端的电压信号采集;
采集AC端之间的电压信号时,第九继电器线圈得电,其第一组常开触点K9-1和K9-2闭合,其他继电器线圈失电,利用第十一继电器第一组触点的常闭触点K11-1,A/D转换模块完成对AC端的电压信号采集;
采集AD端之间的电压信号时,第七继电器线圈和第十一继电器线圈得电,其他继电器线圈失电,第七继电器第一组常开触点K7-1闭合,第十一继电器第一组触点的常闭触点K11-1断开,其所对应的常开触点K11-2闭合,A/D转换模块完成对AD端的电压信号采集;
采集BC端之间的电压信号时,第八继电器线圈得电,其第一组常开触点K8-1和K8-2闭合,其他继电器线圈失电,利用第十一继电器第一组触点的常闭触点K11-1,A/D转换模块完成对BC端的电压信号采集;
采集BD端之间的电压信号时,第八继电器线圈和第十一继电器线圈得电,其他继电器线圈失电,第八继电器第一组常开触点K8-1闭合,第十一继电器第一组触点的常闭触点K11-1断开,其所对应的常开触点K11-2闭合,A/D转换模块完成对BD端的电压信号采集;
采集CD端之间的电压信号时,第十继电器线圈和第十一继电器线圈得电,其他继电器线圈失电,第十继电器常开触点K10闭合,第十一继电器第一组触点的常闭触点K11-1断开,其所对应的常开触点K11-2闭合,A/D转换模块完成对CD端的电压信号采集。
所述A/D转换模块将采集到的电压信号转换成数字信号后传输至CPU,CPU根据电阻的计算公式R=U/I计算出被测接地线的电阻值,同时将该测量电阻值换算成国标格式的计算值,最后在人机交互界面上同时显示测量值和计算值,测试人员只需将计算值与国家规定的接地线标准阻值比较即可判断出该被测接地线是否合格。
若一次无需测量成组的接地线,只需测量一两根接地线而已,也可以将被测接地线按照上述方式接入相应的接线端子,然后测试人员根据接入的测试端子输入测试命令即可。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而己,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种接地线自动测试系统,其特征在于:包括CPU和恒流源,所述CPU的第一连接端连接有人机交互界面,所述CPU的第一输出端连接有恒流源,所述CPU的第二输出端连接有电流切换控制电路,所述CPU的第三输出端连接有电压采集切换电路;
所述恒流源与所述电流切换控制电路连接,所述CPU控制所述电流切换控制电路分别给N组被测接地线供电;
所述电压采集切换电路采集的电压信号传送到所述CPU的电压信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种接地线自动测试系统,其特征在于:所述电压采集切换电路的电压信号输出端与所述CPU的电压信号输入端之间连接有A/D转换模块。
3.根据权利要求1所述的一种接地线自动测试系统,其特征在于:所述电流切换控制电路包括N组电流切换组,每一组所述电流切换组的电流切换输出端用于与一组被测接地线的输入端连接,每一组所述电流切换组的电流切换输入端用于与一组被测接地线的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种接地线自动测试系统,其特征在于:N组所述电流切换组依次通电,两两所述电流切换组之间至多共用一条输出线路或者输入线路;
每一组所述电流切换组的电流切换输入端与对应的被测接地线输出端之间设置有输入控制继电器常开开关;
每一组所述电流切换组的电流切换输出端与对应的被测接地线 输入端之间设置有输出控制继电器常开开关。
5.根据权利要求1所述的一种接地线自动测试系统,其特征在于:所述电压采集切换电路包括N组电压采集切换组,N组所述电压采集切换组用于一一对应采集N组被测接地线两端的电压。
6.根据权利要求5所述的一种接地线自动测试系统,其特征在于:每一组所述电压采集切换组的两条电压采集线路上均设置有电压采集控制继电器开关。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种接地线自动测试系统,其特征在于:还包括接线端子排,所述接线端子排包括M个接线端子,每个端子包括一个电流连接端和一个电压采集端;
两两所述电流连接端之间至多连接有一组电流切换组;
两两所述电压采集端之间至多连接有一组电压采集切换组;
所述电流切换组与所述电压采集切换组一一对应。
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