CN210323339U - 二次回路测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二次回路测试仪：信号源生成电路，输出测试电压或测试电流；切换模组的输入端与信号源生成电路的输出端连接，切换模组的PT输出端用于对应连接二次侧回路的电压输入端，切换模组的CT输出端对应连接二次侧回路的电流输入端；控制器与切换模组的控制端连接，在信号源生成电路输出测试电压时，控制切换模组的输入端与PT输出端连通，并在信号源生成电路输出测试电流时，控制切换模组的输入端与CT输出端连通；信号采集器，与切换模组的输入端连接，用于采集二次侧回路的电压信号和电流信号。可切换电压互感器和电流互感器两种工作模式，并分别测量两种模式下二次侧回路的电流电压情况，以判断二次侧回路是否存在短路或开路情况。

Description

二次回路测试仪

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，特别是涉及一种二次回路测试仪。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

电能计量接线时，要求电压互感器的二次回路不能短路，电流互感器的二次回路不能开路，以保证互感器的安全、可靠运行。而现场难免会出现不易察觉的接线松动导致接触不良的情况，严重威胁到互感器的安全运行。因此，需要提供一种能够测量电压/电流互感器二次回路阻抗的装置来判断接线是否可靠。在装表接电环节能够提前发现二次回路导线接触不良、导线老化等风险点。

实用新型内容

基于此，有必要针对电能计量接线状态测试的问题，提供一种二次回路测试仪。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种二次回路测试仪，包括：

信号源生成电路，用于输出测试电压或测试电流；

切换模组，切换模组的输入端与信号源生成电路的输出端连接，切换模组的PT输出端用于对应连接二次侧回路的电压输入端，切换模组的CT输出端用于对应连接二次侧回路的电流输入端；

控制器，与切换模组的控制端连接，用于在信号源生成电路输出测试电压时，控制切换模组的输入端与PT输出端连通，还用于在信号源生成电路输出测试电流时，控制切换模组的输入端与CT输出端连通；

信号采集器，与切换模组的输入端连接，用于采集二次侧回路的电压信号和电流信号。

本实用新型实施例提供的二次回路测试仪中，信号源生成电路输出测试电流或测试电压值切换模组的输入端，同时，控制器在信号源生成电路输出测试电流时，控制切换模组中的输入端与CT输出端导通，使得生成的测试电流加载在二次侧负载，模拟电流互感器提供电源下二次侧回路的工作情况，信号采集器采集该二次侧回路的电压信号和电流信号，以了解二次侧回路导线等的接触情况是否良好。同理，当信号源生成电路输出测试电压时，则控制器控制切换模组的输入端与PT输出端连通，测试电压通过切换模组加载在二次侧回路，信号采集器采集二次侧回路电压信号和电流信号，了解二次侧回路导线等的接触情况。本实用新型实施例提供的二次回路测试仪，可以切换电压互感器和电流互感器两种工作模式，并分别测量两种模式下二次侧回路的电流电压情况，以判断二次侧回路是否存在短路或开路情况。

在其中一个实施例中，信号源生成电路包括：

电源模块，用于输出高电平直流信号或低电平直流信号，还用于输出第一工作电压；

驱动电路，与电源模块连接，用于接收第一工作电压并输出驱动信号；与逆变电路中的各晶体管连接，控制各晶体管的开关状态；

逆变电路，逆变电路的输入端与电源模块连接，逆变电路的控制端与驱动电路连接，逆变电路的输出端与切换模组的输入端连接，逆变电路用于在接收到高电平直流信号时，根据驱动信号输出测试电压，并在接收到低电平直流信号时，根据驱动信号输出测试电流。

本实用新型实施例提供的二次回路测试仪中，利用电池供电，采用逆变电路和配套的驱动电路，实现正弦波交流电输出实现，相较于采用交流电源的方式，体积小，成本低，方便移动使用。

在其中一个实施例中，控制器包括：

高低电平生成电路，用于输出高电平直流信号或低电平直流信号。

在其中一个实施例中，控制器还与信号采集器通信连接。

在其中一个实施例中，二次回路测试仪还包括：

显示器，与控制器连接。

在其中一个实施例中，信号采集器包括：

采样电路，与切换模组的输入端连接；

信号放大电路，信号放大电路的输入端与采样电路的输出端连接；

二次滤波电路，二次滤波电路的输入端与信号放大电路的输出端连接，二次滤波电路的输出端与控制器连接。

在其中一个实施例中，切换模组包括：

双刀双掷继电器，双刀双掷继电器的输入端与信号源生成电路的输出端连接，双刀双掷继电器的控制端与控制器连接，双刀双掷继电器的第一输出端与 PT输出端连接，双刀双掷继电器的第二输出端与CT输出端连接。

在其中一个实施例中，信号源生成电路还包括：

LC滤波电路，LC滤波电路的输入端与逆变电路的输出端连接，LC滤波电路的输出端与切换模组的输入端连接。

在其中一个实施例中，采集电路包括：

电压传感器，用于采集切换模组输入端的电压信号；

电流传感器，用于采集切换模组输入端的电流信号。

在其中一个实施例中，控制器与信号源生成电路连接。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一个实施例中二次回路测试仪的结构示意图；

图2为另一个实施例中二次回路测试仪的结构示意图；

图3为一个实施例中采样电路连接原理图；

图4为一个实施例中壳体表面的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供了一种二次回路测试仪，如图1所示，包括：信号源生成电路10，用于输出测试电压或测试电流；切换模组30，切换模组30的输入端与信号源生成电路10的输出端连接，切换模组30的PT输出端用于对应连接二次侧回路50的电压输入端，切换模组30的CT输出端用于对应连接二次侧回路50的电流输入端；控制器20，与切换模组30的控制端连接，用于在信号源生成电路10输出测试电压时，控制切换模组30的输入端与PT输出端连通，还用于在信号源生成电路10输出测试电流时，控制切换模组30的输入端与CT 输出端连通；信号采集器40，与切换模组30的输入端连接，用于采集二次侧回路50的电压信号和电流信号。

其中，测试电压是指可以等效模拟电压互感器加载在二次侧回路50的电压。测试电流是指可以等效模拟电流互感器加载在二次侧回路50的电流。切换模组 30的PT输出端与二次侧回路50的连接关系对应PT互感器二次侧与负载的连接关系。切换模组30的CT输出端与二次侧回路50的连接关系对应电流互感器二次侧与负载的连接关系。

具体的，信号源生成电路10根据用户选择输出测试电压或者测试电流。当需要模拟电压互感器二次侧工作情况时，信号源生成电路10输出测试电压，模拟电压互感器加载在二次侧负载51上的电压，同时，控制器20控制切换模组 30，使得切换模组30的输入端与PT输出端连通，信号源生成电路10输出的测试电压依次通过切换模组30的输入端、PT输出端送到二次侧负载51，信号采集器40连接切换模组30的输入端，采集电压互感器为负载供电时，二次侧的电压信号和电流信号。通过获取二次侧的电压信号和电流信号，可以计算出二次侧的阻抗等参数。本领域技术人员可知，电压互感器二次回路阻抗不能小于一定值，若小于该值，则说明二次侧回路50可能发生短路故障。

类似的，当需要模拟电流互感器二次侧工作情况时，信号源生成电路10输出测试电流，模拟电流互感器加载在二次侧回路50负载上的电流，同时，控制器20控制切换模组30，使得切换模组30的输入端与CT输出端连通，信号源生成电路10输出的测试电流依次通过切换模组30的输入端、CT输出端送到二次侧负载51，信号采集器40连接切换模组30的输入端，采集电流互感器为负载供电时，二次侧的电压信号和电流信号，通过获取该二次侧的电压信号和电流信号，可以计算出电流互感器工作时二次侧的阻抗等参数。本领域技术人员可知，电流互感器二次回路阻抗不能大于一定值，所以若计算出的阻抗值小于该该值，则说明二次侧回路50发生开路故障。其中，控制器20控制切换模组 30中PT测量通道和CT测量通道的切换实现，可以是控制器20输出高电平时，切换模组30中的双掷开关切换至PT测量通道，控制器20输出低电平时，切换模组30中的双掷开关切换至CT测量通道。控制器20还可以是继电器等其他器件，能够实现该控制切换功能的方案均属于本方案要保护的范围。

本实用新型实施例提供的二次回路测试仪中，信号源生成电路10输出测试电流或测试电压值切换模组30的输入端，同时，控制器20在信号源生成电路 10输出测试电流时，控制切换模组30中的输入端与CT输出端导通，使得生成的测试电流加载在二次侧负载51，模拟电流互感器提供电源下二次侧回路50的工作情况，信号采集器40采集该二次侧回路50的电压信号和电流信号，以了解二次侧回路50导线等的接触情况是否良好。同理，当信号源生成电路10输出测试电压时，则控制器20控制切换模组30的输入端与PT输出端连通，测试电压通过切换模组30加载在二次侧回路50，信号采集器40采集二次侧回路50 电压信号和电流信号，了解二次侧回路50导线等的接触情况。本实用新型实施例提供的二次回路测试仪，可以切换电压互感器和电流互感器两种工作模式，并分别测量两种模式下二次侧回路50的电流电压情况，可以根据该电压电流得到阻抗等参数，从而根据该阻抗值大小判断二次侧回路50是否存在短路或开路情况。此外，本实用新型提供的二次回路测试仪无需体积庞大的电源柜，成本低，体积小，携带方便。

在其中一个实施例中，如图2所示，信号源生成电路10包括：电源模块11，用于输出高电平直流信号或低电平直流信号，还用于输出第一工作电压；驱动电路12，与电源模块11连接，用于接收第一工作电压并输出驱动信号；与逆变电路13中的各晶体管连接，控制各晶体管的开关状态；逆变电路13，逆变电路 13的输入端与电源模块11连接，逆变电路的控制端与驱动电路12连接，逆变电路13的输出端与切换模组30的输入端连接，逆变电路13用于在接收到高电平直流信号时，根据驱动信号输出测试电压，并在接收到低电平直流信号时，根据驱动信号输出测试电流。

其中，电源模块11用于提供高、低电平直流信号和驱动电路12的第一工作电压。电源模块11输出高电平直流信号时，驱动电路12在电源模块11提供的工作电压下，驱动逆变电路13中的晶体管开启或关断，从而使得该高电平直流信号经逆变电路13后生成交流测试电压，控制器20控制切换模组30，使得交流测试电压通过切换模组30的PT输出端加载在二次侧负载51上。信号采集器40采集测试电压加载下的二次侧回路50的电压信号和电流信号。类似的，电源模块11输出低电平直流信号时，驱动电路12驱动逆变电路13输出测试电流信号，信号采集器40测试电流互感器二次侧回路50的电压信号和电流信号。从得到的该电压信号和电流信号，可以得到对应的阻抗，从而进一步判断二次侧回路50是否存在短路或开路故障。

其中，驱动电路12可以是SPWM驱动电路12，逆变电路13可以是H桥逆变电路13，SPWM驱动电路12驱动H桥逆变电路13中各晶体管的通断，使得 H桥逆变电路13输出正弦波交流信号。该正弦波交流信号根据H桥逆变电路 13输入端接入的直流信号性质，可以是上述测试电压或测试电流。SPWM驱动电路12可以是型号为EG8010的正弦波逆变发生器芯片。

本实用新型实施例提供的二次回路测试仪中，利用电池供电，采用逆变电路13和配套的驱动电路12，实现正弦波交流电输出实现，相较于采用交流电源的方式，体积小，成本低，方便移动使用。

在其中一个实施例中，如图2所示，控制器20包括：高低电平生成电路111，用于输出高电平直流信号或低电平直流信号。其中，高电平直流信号和低电平直流信号与上述实施例中作用相同，在此不做赘述。高低电平生成电路111可以是开关电源中的组成部分。

在其中一个实施例中，如图2所示，控制器20还与信号采集器40通信连接。信号采集器40还可以将采集的电压信号和电流信号上传至控制器20，控制器20存储或显示该电压信号和电流信号。可选的，控制器20还可以包括处理器，处理器可以根据接收到的电压信号和电流信号计算得到相应的阻抗。

在其中一个实施例中，如图2所示，二次回路测试仪还包括：显示器60，与控制器20连接。控制器20还可以与显示器60连接，根据信号采集器40上传的电压信号和电流信号，控制显示器60显示电压信号、电流信号以及阻抗等。其中，显示器60还可以是具有触摸屏的显示器60，可以实现信号输入。

在其中一个实施例中，如图2所示，信号采集器40包括：采样电路41，与切换模组30的输入端连接；信号放大电路42，信号放大电路42的输入端与采样电路41的输出端连接；二次滤波电路43，二次滤波电路43的输入端与信号放大电路42的输出端连接，二次滤波电路43的输出端与控制器20连接。

由于切换模组30的PT输出端和CT输出端与二次侧回路50连接的具体形式有不同，所以为了能够测量CT和PT两种模式下二次侧回路50的电压电流情况，采样电路41从切换模组30的输入端获取二次侧负载51工作时的电流和电压信号，然后该电压信号和电流信号经过信号放大电路42放大和二次滤波电路43滤波，得到处理后的电压信号和电流信号，便于工作人员计算其对应的阻抗，判断二次侧回路50是否发生短路或开路故障。

在其中一个实施例中，如图2所示，切换模组30包括：双刀双掷继电器31，双刀双掷继电器31的输入端与信号源生成电路10的输出端连接，双刀双掷继电器31的控制端与控制器20连接，双刀双掷继电器31的第一输出端与PT输出端连接，双刀双掷继电器31的第二输出端与CT输出端连接。

电压互感器测量模式和电流互感器测量模式的切换实现，可以通过切换模组30中的双刀双掷继电器31实现，该继电器的输入端接信号源生成电路10的输出端，接收信号源生成电路10输出的测试电压或测试电流，该继电器的第一输出端与PT输出端连接，该继电器的第二输出端与CT输出端连接，另外，该继电器的控制端接控制器20，该继电器在输入端接收到测试电压时，受控制器 20控制，内部输入端与PT输出端连通，使得测试电压依次通过该继电器的输入端、PT输出端加载在二次侧负载51上，信号采集器40采集此时切换模组30 输入端的电压信号和电流信号，为判断二次回路是否短路提供数据依据。类似的，该继电器在输入端接收的为测试电流时，受控制器20控制，该继电器的输入端与CT输出端连通，使得测试电流依次通过该继电器的输入端、CT输出端加载在二次侧负载51上，信号采集器40采集此时切换模组30输入端的电压信号和电流信号，为判断二次回路是否发生开路提供数据依据。其中，切换模组 30还可以包括其他形式的切换开关继电器，本领域技术人员根据双刀双掷继电器31的实施方式，能够想到的本领域可替代的惯用技术手段，均属于本实用新型的保护范围。

在其中一个实施例中，如图2所示，信号源生成电路10还包括：LC滤波电路14，LC滤波电路14的输入端与逆变电路13的输出端连接，LC滤波电路 14的输出端与切换模组30的输入端连接。逆变电路13生成的正弦波信号经过 LC滤波电路14，得到标准正弦波信号。其中，LC滤波电路14输出的测试电压和测试电流为交流信号，所以需要两条导线向切换模组30的输入端送电信号，对应的，切换模组30的输入端也为两个，LC滤波电路14的两个输出端与切换模组30的两个输入端通过两条导线一一对应连接，其中，一条为火线，一条为零线。

在其中一个实施例中，采样电路41包括：电压传感器，用于采集切换模组 30输入端的电压信号；电流传感器，用于采集切换模组30输入端的电流信号。如图3所示，电压传感器和电流传感器的采集原理图。电压传感器的两端分别对应连接切换模组30的输入端a和输入端b，电流传感器串接在二次侧负载51 的工作回路中，可以接在切换模组30的输入端a和地之间，采集二次侧的电流信号。需要说明的是，图3只是为了更好说明信号采集器40中采样电路41的实现过程，所作的原理性示意图，其中，切换模组30等元器件的具体实体构成未在图中画出，该图对本实用新型实施例的方案不造成限定。其中，电压传感器可以是电压互感器，电流传感器可以是电流互感器。

在其中一个实施例中，如图2所示，控制器20还与信号源生成电路10连接。用于控制信号源生成电路10输出测试电压或测试电流。其中，控制实现，可以是控制器20定时输出一个高电平触发信号源生成电路10输出测试电压，并且定时输出一个低电平触发信号源生成电路10输出测试电流。

在其中一个实施例中，如图4所示，二次回路测试仪还包括壳体70，上述控制器20、信号源生成电路10、信号采集器40、切换模组30均可以集成在所述壳体70内部的腔室内，防水防潮，提高仪器使用寿命。此外，切换模组30 还可以设置有UA+端子、UB+端子、UC+端子和PE公共端子，壳体70上对应的设置有供UA+端子穿过的第一通孔71，供UB+端子穿过的第二通孔72、供 UC+端子穿过的第三通孔73和供PE公共端子穿过的第四通孔74。其中，UA+ 端子用于采集PT输出端的A相电压，UB+端子用于采集PT输出端输出给二次侧负载51的B相电压，UC+端子用于采集PT输出端输出给二次侧负载51的V 相电压，PE公共端子用于采集公共端电压。同理，切换模组30还可以设置有 IA+端子、IA-端子、IB+端子、IB-端子、IC+端子和IC-端子，壳体70上对应设置有供IA+端子穿过的第五通孔75、供IA-端子穿过的第六通孔76、供IB+端子穿过的第七通孔77、供IB-端子穿过的第八通孔78、供IC+端子穿过的第九通孔 79和供IC-端子穿过的第十通孔791。可以将上述端子接外部仪器，查看输出至二次侧负载51的电压、电流是否符合测试要求，若不符合，则需要检查二次回路测试仪内部是否发生故障，说明当前测试数据有误，可以进一步提高测试可靠性。其中，所述壳体70上还可以设置有供上述显示器60通过的第十一通孔 792，用户可以在便捷查看显示器60上显示的内容，而且可对显示屏进行相应操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种二次回路测试仪，其特征在于，包括：

信号源生成电路，用于输出测试电压或测试电流；

切换模组，所述切换模组的输入端与所述信号源生成电路的输出端连接，所述切换模组的PT输出端用于对应连接二次侧回路的电压输入端，所述切换模组的CT输出端用于对应连接所述二次侧回路的电流输入端；

控制器，与所述切换模组的控制端连接，用于在所述信号源生成电路输出所述测试电压时，控制所述切换模组的输入端与所述PT输出端连通，还用于在所述信号源生成电路输出所述测试电流时，控制所述切换模组的输入端与所述CT输出端连通；

信号采集器，与所述切换模组的输入端连接，用于采集所述二次侧回路的电压信号和电流信号。

2.根据权利要求1所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述信号源生成电路包括：

电源模块，用于输出高电平直流信号或低电平直流信号，还用于输出第一工作电压；

驱动电路，与所述电源模块连接，用于接收所述第一工作电压并输出驱动信号；

逆变电路，所述逆变电路的输入端与所述电源模块连接，所述逆变电路的控制端与所述驱动电路连接，所述逆变电路的输出端与所述切换模组的输入端连接，所述逆变电路用于在接收到所述高电平直流信号时，根据所述驱动信号输出所述测试电压，并在接收到所述低电平直流信号时，根据所述驱动信号输出所述测试电流；

所述驱动电路与所述逆变电路中的各晶体管连接，控制各晶体管的开关状态。

3.根据权利要求2所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述控制器包括：

高低电平生成电路，用于输出所述高电平直流信号或所述低电平直流信号。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述控制器还与所述信号采集器通信连接。

5.根据权利要求4所述的二次回路测试仪，其特征在于，还包括：

显示器，与所述控制器连接。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述信号采集器包括：

采样电路，与所述切换模组的输入端连接；

信号放大电路，所述信号放大电路的输入端与所述采样电路的输出端连接；

二次滤波电路，所述二次滤波电路的输入端与所述信号放大电路的输出端连接，所述二次滤波电路的输出端与所述控制器连接。

7.根据权利要求2或3所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述切换模组包括：

双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器的输入端与所述信号源生成电路的输出端连接，所述双刀双掷继电器的控制端与所述控制器连接，所述双刀双掷继电器的第一输出端与所述PT输出端连接，所述双刀双掷继电器的第二输出端与所述CT输出端连接。

8.根据权利要求7所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述信号源生成电路还包括：

LC滤波电路，所述LC滤波电路的输入端与所述逆变电路的输出端连接，所述LC滤波电路的输出端与所述切换模组的输入端连接。

9.根据权利要求6所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述采样电路包括：

电压传感器，用于采集所述切换模组输入端的电压信号；

电流传感器，用于采集所述切换模组输入端的电流信号。

10.根据权利要求1或2所述的二次回路测试仪，其特征在于，所述控制器与所述信号源生成电路连接。

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