CN210665989U - 高压采样盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压采样盒，属于高压电采集设备的技术领域，其包括盒身，盒身内设置有电路，电路包括用于与处理器连接的串口、电流接口、电压接口和电流档位接口；电流档位接口并联有继电器的电磁线圈，继电器的常开触点串联有电阻R1，电阻R1和继电器的常开触点并联于与电流接口连接的瞬态抑制二极管TVS1两端，本实用新型具有用户通过电流档位接口可以向电流接口处的电路并联入电阻R1，来使产品能够对高压电采集电流，采用无源、无放大器设计，在保证采样精度情况下又保证了产品高压击穿时不被损坏的效果。

Description

高压采样盒

技术领域

本实用新型涉及高压电采集设备的技术领域，尤其是涉及一种高压采样盒。

背景技术

目前采样电路，具有一个模拟信号输入，一个控制信号输入和一个模拟信号输出。该电路的作用是在某个规定的时刻接收输入电压，并在输出端保持该电压直至下次采样开始为止。采样盒用于采集交直流泄漏电流的微安电流。

现有技术可参考申请公开号为CN106787622A的中国发明专利，其公开了一种电压采样方法及电压采样电路，改变现有的直接连接控制电路或控制IC的误差放大器的输出端以采样其输出电压的方式，电压采样电路的输出端作为电压采样点进行电压采样，输出采样后的电压，为后级电路提供一个更稳定的电压。与现有的直接连接控制电路或控制IC的误差放大器的输出端以采样其输出电压的方式相比。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于采样电路带有放大器等低压元器件，在检测高压电的时候，容易被高压电击穿导致仪器损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压采样盒，采用无源、无放大器设计，在保证采样精度情况下又保证了产品高压击穿时不被损坏。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高压采样盒，包括盒身，盒身内设置有电路，电路包括用于与处理器连接的串口、电流接口、电压接口和电流档位接口；

电流接口电连接有互感线圈L1，互感线圈L1的两个线圈一端分别电连接于电流接口两端，互感线圈L1的两个线圈另一端并联有电阻R2，电阻R2两端并联有瞬态抑制二极管TVS1，瞬态抑制二极管TVS1两端电连接有互感线圈L2，互感线圈L2的两个线圈分别电连接于瞬态抑制二极管TVS1两端，互感线圈L2的两个线圈另一端并联有电容C1，电容C1一端与串口电连接，电容C1另一端接地；

电压接口电连接有互感线圈L3，互感线圈L3的两个线圈一端分别电连接于电压接口两端，互感线圈L3的一个线圈另一端电连接有电阻R3，电阻R3另一端和互感线圈L3的另一个线圈并联有电阻R4，电阻R4两端并联有瞬态抑制二极管TVS2，瞬态抑制二极管TVS2电连接有互感线圈L4，互感线圈L4的两个线圈分别电连接于瞬态抑制二极管TVS2两端，互感线圈L4的两个线圈另一端并联有电容C2，电容C2一端与串口电连接，电容C2另一端接地；

电流档位接口并联有继电器的电磁线圈，继电器的常开触点串联有电阻R1，电阻R1和继电器的常开触点并联于瞬态抑制二极管TVS1两端。

通过采用上述方案，用户向电压接口接入待检测电后，处理器通过串口接收从电容C2一端输出的电压信号，从而获取电压值；用户向电压接口接入待检测低压电后，处理器通过串口接收从电容C1一端输出的电压信号，从而获取电流值；用户向电压接口接入待检测高压电时，用户将电流档位接口接通，继电器的电磁线圈得电，控制继电器的常开触点闭合，将电阻R1接入电流接口的电路内，电阻R1保证电流接口的电路不会被高压电击穿导致损坏，处理器通过串口接收从电容C1一端输出的电压信号，从而获取电流值；该产品采用无源、无放大器设计，且检测的精确度在1％和1.5%左右，用户能够在保证采样精度情况下又保证了产品高压击穿时不被损坏。

本实用新型进一步设置为：电阻R1的阻值为100R，电阻R2的阻值为2kR。

通过采用上述方案，电阻R1能够在分流的同时保护高压采样盒内部电路，减少高压采样盒内部电路自身的电流受到外界采集的电流的影响。

本实用新型进一步设置为：电阻R3的阻值为1MR，电阻R4的阻值为50kR。

通过采用上述方案，两个大电阻能够有效保护电压接口处的电路，避免高压电损坏高压采样盒内部电路。

本实用新型进一步设置为：瞬态抑制二极管TVS1和瞬态抑制二极管TVS1击穿电压均为12V。

通过采用上述方案，12V能够保证瞬态抑制二极管TSV1和瞬态抑制二极管TSV2不会被高压采样盒自身电流和低压电流击穿。

本实用新型进一步设置为：电流接口两端电连接有传感器G1，电压接口两端电连接有传感器G2。

通过采用上述方案，传感器G1和传感器G2可以用于检测高压采样盒内部电路自身的电流值和电压值等信息，来检测高压采样盒内部电路的故障。

本实用新型进一步设置为：盒身上固定连接有用于接地线的接线柱，接线柱外螺纹连接有蝶形螺母。

通过采用上述方案，蝶形螺母用于保护接线柱不会连接到其他物体或人体上，造成物体烧毁或人体触电。

本实用新型进一步设置为：盒身上开设有凹槽，在凹槽内固定连接有带有指示标记的铭牌，铭牌上方设置有能够覆盖铭牌的透明的保护膜，凹槽对应铭牌两侧位置处分别固定连接有下齿条，保护膜对应两条下齿条位置处固定连接有能够与下齿条贴合的折板，两个折板上方分别设置有能够与折板贴合的上齿条，两个上齿条均能够卡接于盒身上。

通过采用上述方案，用户通过铭牌来获知高压采样盒上各个接口的作用，保护膜能够保护铭牌不被外界异物磨损，并且保护膜可以通过将上齿条从盒身上拔出的方式来进行更换。

本实用新型进一步设置为：上齿条两端靠近折板一侧均固定连接有具有弹性的卡接柱，盒身对应卡接柱位置处开设有卡接槽，卡接柱能够卡接于卡接槽内，上齿条与下齿条配合能够将折板夹紧，使折板难以进行位移。

通过采用上述方案，用户将卡接柱摁到卡接槽内即可固定上齿条的相对位置，便于用户更换保护膜。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1. 用户向电压接口接入待检测电后，处理器通过串口接收从电容C2一端输出的电压信号，从而获取电压值；用户向电压接口接入待检测低压电后，处理器通过串口接收从电容C1一端输出的电压信号，从而获取电流值；用户向电压接口接入待检测高压电时，用户将电流档位接口接通，继电器的电磁线圈得电，控制继电器的常开触点闭合，将电阻R1接入电流接口的电路内，电阻R1保证电流接口的电路不会被高压电击穿导致损坏，处理器通过串口接收从电容C1一端输出的电压信号，从而获取电流值；该产品采用无源、无放大器设计，且检测的精确度在1％和1.5%左右，用户能够在保证采样精度情况下又保证了产品高压击穿时不被损坏。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例中突出串口、接线柱和铭牌的爆炸图；

图3是实施例中突出上齿条、折板和下齿条的局部剖视图；

图4是图3中A部分的放大图；

图5是实施例中突出串口的电路示意图；

图6是实施例中突出电压接口部分的电路示意图；

图7是实施例中突出电流接口部分的电路示意图；

图8是实施例中突出电流档位接口部分的电路示意图。

图中，1、盒身；11、串口；12、接线柱；121、蝶形螺母；13、凹槽；131、铭牌；132、下齿条；133、卡接槽；14、保护膜；141、折板；15、上齿条；151、卡接柱；2、电流接口；3、电压接口；4、电流档位接口；41、继电器的电磁线圈；42、继电器的常开触点。

具体实施方式

实施例：一种高压采样盒，如图1和图2所示，盒身1内设置有电路，电路包括固定连接于盒身1上的串口11、固定连接于盒身1上的电流接口2、固定连接于盒身1上的电压接口3和固定连接于盒身1上的电流档位接口4。串口11用于与处理器连接，向处理器传输数据。

如图1和图2所示，盒身1上固定连接有用于接地线的接线柱12，接线柱12外螺纹连接有蝶形螺母121。蝶形螺母121用于保护接线柱12不会连接到其他物体或人体上，造成物体烧毁或人体触电。

如图2和图3所示，盒身1上开设有凹槽13，在凹槽13内固定连接有带有指示标记的铭牌131，用户通过铭牌131来获知高压采样盒上各个接口的作用。

如图2和图4所示，铭牌131上方设置有能够覆盖铭牌131的透明的保护膜14。凹槽13对应铭牌131两侧位置处分别固定连接有下齿条132，保护膜14对应两条下齿条132位置处固定连接有能够与下齿条132贴合的折板141，两个折板141上方分别设置有能够与折板141贴合的上齿条15。上齿条15两端靠近折板141一侧均固定连接有具有弹性的卡接柱151，盒身1对应卡接柱151位置处开设有卡接槽133，卡接柱151能够卡接于卡接槽133内。保护膜14能够保护铭牌131不被外界异物磨损，并且保护膜14可以通过将上齿条15从盒身1上拔出的方式来进行更换。

如图5和图6所示，电压接口3电连接有互感线圈L3，互感线圈L3的两个线圈一端分别电连接于电压接口3两端，互感线圈L3的一个线圈另一端电连接有电阻R3，电阻R3的阻值为1MR。电阻R3另一端和互感线圈L3的另一个线圈并联有电阻R4，电阻R4的阻值为50kR。电阻R4两端并联有瞬态抑制二极管TVS2，瞬态抑制二极管TVS2的击穿电压为12V。瞬态抑制二极管TVS2电连接有互感线圈L4，互感线圈L4的两个线圈分别电连接于瞬态抑制二极管TVS2两端，互感线圈L4的两个线圈另一端并联有电容C2，电容C2一端与串口11电连接，电容C2另一端接地。

如图5和图7所示，电流接口2电连接有互感线圈L1，互感线圈L1的两个线圈一端分别电连接于电流接口2两端，互感线圈L1的两个线圈另一端并联有电阻R2，电阻R2的阻值为2kR。电阻R2两端并联有瞬态抑制二极管TVS1，瞬态抑制二极管TVS1的击穿电压为12V。瞬态抑制二极管TVS1两端电连接有互感线圈L2，互感线圈L2的两个线圈分别电连接于瞬态抑制二极管TVS1两端，互感线圈L2的两个线圈另一端并联有电容C1，电容C1一端与串口11电连接，电容C1另一端接地。

如图6和图7所示，电流接口2两端电连接有传感器G1，电压接口3两端电连接有传感器G2。传感器G1和传感器G2可以用于检测高压采样盒内部电路自身的电流值和电压值等信息，来检测高压采样盒内部电路的故障。

如图7和图8所示，电流档位接口4并联有继电器的电磁线圈41，继电器的常开触点42串联有电阻R1，电阻R1的阻值为100R。电阻R1和继电器的常开触点42并联于瞬态抑制二极管TVS1两端。

使用方式：用户向电压接口3接入待检测电后，处理器通过串口11接收从电容C2一端输出的电压信号，从而获取电压值。用户向电压接口3接入待检测低压电后，处理器通过串口11接收从电容C1一端输出的电压信号，从而获取电流值。用户向电压接口3接入待检测高压电时，用户将电流档位接口4接通，继电器的电磁线圈41得电，控制继电器的常开触点42闭合，将电阻R1接入电流接口2的电路内，处理器通过串口11接收从电容C1一端输出的电压信号，从而获取电流值。电阻R1保证电流接口2的电路不会被高压电击穿导致损坏。

本设备的交流电流的最大量程为2mA和100mA，分辨力在0.1uA到0.1mA之间，精确度在±1.5%。本设备的直流电流的最大量程为2mA和100mA，分辨力在0.1uA到0.1mA之间，精确度在±1%。本设备的交流电压的最大量程在100kV，分辨力在0.1kV，精确度在±1.5%。本设备的直流电压的最大量程在100kV，分辨力在0.1kV，精确度在±1%。用户能够在保证采样精度情况下又保证了产品高压击穿时不被损坏。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压采样盒，包括盒身(1)，其特征在于：盒身(1)内设置有电路，电路包括用于与处理器连接的串口(11)、电流接口(2)、电压接口(3)和电流档位接口(4)；

电流接口(2)电连接有互感线圈L1，互感线圈L1的两个线圈一端分别电连接于电流接口(2)两端，互感线圈L1的两个线圈另一端并联有电阻R2，电阻R2两端并联有瞬态抑制二极管TVS1，瞬态抑制二极管TVS1两端电连接有互感线圈L2，互感线圈L2的两个线圈分别电连接于瞬态抑制二极管TVS1两端，互感线圈L2的两个线圈另一端并联有电容C1，电容C1一端与串口(11)电连接，电容C1另一端接地；

电压接口(3)电连接有互感线圈L3，互感线圈L3的两个线圈一端分别电连接于电压接口(3)两端，互感线圈L3的一个线圈另一端电连接有电阻R3，电阻R3另一端和互感线圈L3的另一个线圈并联有电阻R4，电阻R4两端并联有瞬态抑制二极管TVS2，瞬态抑制二极管TVS2电连接有互感线圈L4，互感线圈L4的两个线圈分别电连接于瞬态抑制二极管TVS2两端，互感线圈L4的两个线圈另一端并联有电容C2，电容C2一端与串口(11)电连接，电容C2另一端接地；

电流档位接口(4)并联有继电器的电磁线圈(41)，继电器的常开触点(42)串联有电阻R1，电阻R1和继电器的常开触点(42)并联于瞬态抑制二极管TVS1两端。

2.根据权利要求1所述的高压采样盒，其特征在于：电阻R1的阻值为100R，电阻R2的阻值为2kR。

3.根据权利要求1所述的高压采样盒，其特征在于：电阻R3的阻值为1MR，电阻R4的阻值为50kR。

4.根据权利要求1所述的高压采样盒，其特征在于：瞬态抑制二极管TVS1和瞬态抑制二极管TVS1击穿电压均为12V。

5.根据权利要求1所述的高压采样盒，其特征在于：电流接口(2)两端电连接有传感器G1，电压接口(3)两端电连接有传感器G2。

6.根据权利要求1所述的高压采样盒，其特征在于：盒身(1)上固定连接有用于接地线的接线柱(12)，接线柱(12)外螺纹连接有蝶形螺母(121)。

7.根据权利要求1所述的高压采样盒，其特征在于：盒身(1)上开设有凹槽(13)，在凹槽(13)内固定连接有带有指示标记的铭牌(131)，铭牌(131)上方设置有能够覆盖铭牌(131)的透明的保护膜(14)，凹槽(13)对应铭牌(131)两侧位置处分别固定连接有下齿条(132)，保护膜(14)对应两条下齿条(132)位置处固定连接有能够与下齿条(132)贴合的折板(141)，两个折板(141)上方分别设置有能够与折板(141)贴合的上齿条(15)，两个上齿条(15)均能够卡接于盒身(1)上。

8.根据权利要求7所述的高压采样盒，其特征在于：上齿条(15)两端靠近折板(141)一侧均固定连接有具有弹性的卡接柱(151)，盒身(1)对应卡接柱(151)位置处开设有卡接槽(133)，卡接柱(151)能够卡接于卡接槽(133)内。

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