CN211236028U - 一种新型直流电阻测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型直流电阻测试仪，涉及电力测试仪器仪表领域，包括信号处理模块，ACDC程控直流电源，放电模块，端口压降采集模块，试品电压压降采集模块，恒流控制电路；信号处理模块输出端同时连接至恒流控制电路的输入端和ACDC程控直流电源的输入端，ACDC程控直流电源的输出端连接至恒流控制电路的输入端，恒流控制电路的输出端还与放电模块连接，恒流控制电路的两输出端子连接至端口压降采集模块的输入端，端口压降采集模块的输出端和试品电压压降采集模块的输出端同时连接至信号处理模块输入端。本新型直流电阻测试仪，输出电流范围广，可大幅提高开口电压，充电速度更快，试验时间大大缩短，功耗也大幅减少。

Description

一种新型直流电阻测试仪

技术领域

本实用新型涉及电力测试仪器仪表，尤其是应用于电力变压器，互感器及电缆直流电阻检测的仪器。

背景技术

直流电阻测试仪用于测量变压器的线圈直流电阻，通过给变压器的线圈加直流电压对变压器线圈充电，使得变压器的铁芯逐渐进入饱和状态，变压器铁芯达到饱和后，其线圈绕组的电感部分接近于0，变压器的线圈的阻抗变成纯电阻，从而通过绕组压降和电流可计算得到变压器线圈的直流电阻值。现在常用的直流电阻测试仪,通常分为大电流输出类型和小电流输出类型，大电流输出用于大容量电力变压器测试仪，小电流用于小容量及互感器线圈电阻测试。当针对不同类型变压器试品测试时，往往需要使用2套测试仪器，这对现场的测试造成了极大的不便。此外，现在常见用于大容量电力变压器直流电阻检测的仪器，其充电开口电压通常仅为30V左右，如果开口电压提高则仪器的体积会变得非常大，仪器本身的压降和功率消耗也会变得非常大，从而使得仪器变得非常笨重。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种可同时输出大小电流的直流电阻测试仪。

本实用新型一种新型直流电阻测试仪，包括信号处理模块，ACDC程控直流电源，放电模块，端口压降采集模块，试品电压压降采集模块，其特征在于，还包括恒流控制电路；所述信号处理模块输出端分别连接至所述恒流控制电路的输入端和ACDC程控直流电源的输入端，所述ACDC程控直流电源的输出端连接至恒流控制电路的输入端，所述恒流控制电路的输出端还与放电模块连接，所述恒流控制电路的两输出端子连接至端口压降采集模块的输入端，所述端口压降采集模块的输出端和所述试品电压压降采集模块的输出端分别连接至所述信号处理模块输入端。

所述恒流控制电路包括：隔离放大器，所述隔离放大器的输入端连接至所述信号处理模块的输出端，所述隔离放大器的输出端与第一运算放大器的同相端相连，所述第一运算放大器的输出端同时连接第一运算放大器的反相端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端同时连接第一电容的一端、第三电阻的一端以及第二运算放大器的同相端，所述第一电容的另一端和第三电阻的另一端同时连接至接地端，所述第二运算放大器的输出端连接至第一继电器的一端触点，所述第一继电器的另一端触点同时连接第六电阻的一端和MOSFET管的栅极；所述MOSFET管的源极同时连接所述第六电阻的另一端和第二继电器的公共端，所述第二继电器的常闭触点连接至第三继电器的公共端，所述第二继电器的常开触点连接至第四继电器的公共端，所述第三继电器的常闭触点与第七电阻的一端相连，所述第三继电器的常开触点与第八电阻的一端相连，所述第四继电器的常闭触点与第九电阻的一端相连，所述第四继电器的常开触点与第十电阻的一端相连，所述第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻的另一端同时连接至所述接地端和正极输出端子，所述MOSFET管的漏极通过直流电压源DC连接至负极输出端子，所述直流电压源DC控制输入端与所述ACDC程控直流电源的输出端连接，所述继电器触点在继电器线圈通电时吸合，所述继电器线圈由ACDC程控直流电源供电；所述第二继电器的公共端连接至第三运算放大器的同相端，所述第三运算放大器的输出端同时连接第三运算放大器的反相端和第四运算放大器的同相端，所述第四运算放大器的反相端同时连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接至接地端，所述第四运算放大器的输出端同时连接所述第四电阻的另一端和所述第二运算放大器的反相端。

所述信号处理模块包括：处理器，AD转换器，DA转换器；所述处理器输入端连接至所述AD转换器输出端，所述处理器输出端连接至所述DA转换器输入端，所述AD转换器的输入端作为信号处理模块的输入端，所述DA转换器的输出端作为信号处理模块的输出端。

与现有的直流电阻测试仪相比，本实用新型提供的新型直流电阻测试仪最低输出电流2mA，最高输出电流可达40A，一台仪器可满足变电站所有变压器及互感器的直流电阻检测试验。仪器的开口电压更高，充电速度更快，使得对大型变压器进行直流电阻试验时，时间大幅缩短。而且因为试品压降反馈的引入使得直流电阻测试仪本身承担的压降极低，消耗的功率也大幅减少，因此即使最大输出电流达40A的直流电阻测试仪，其体积依然非常小，重量非常轻。

附图说明

图1是本实用新型一种新型直流电阻测试仪的系统原理图；

图2是本实用新型一种新型直流电阻测试仪恒流控制电路的元件电路图。

附图标记：U1第一运算放大器，U2第二运算放大器，U3第三运算放大器，U4第四运算放大器，R1第一电阻，R2第二电阻，R3第三电阻，R4第四电阻，R5第五电阻，R6第六电阻，R7第七电阻，R8第八电阻，R9第九电阻，R10第十电阻，C1第一电容，Relay 1第一继电器，Relay2第二继电器，Relay 3第三继电器，Relay4第四继电器，AGND1接地端，I+正极输出端子，I-负极输出端子。

具体实施方式

图1所示为本实用新型一种新型直流电阻测试仪的系统原理图，包括信号处理模块，ACDC程控直流电源，放电模块，恒流控制电路；信号处理模块输出端分别连接至恒流控制电路的输入端和ACDC程控直流电源的输入端，ACDC程控直流电源的输出端连接至恒流控制电路的输入端，恒流控制电路的输出端还与放电模块连接，恒流控制电路的两输出端子连接至端口压降采集模块的输入端，端口压降采集模块的输出端和试品电压压降采集模块的输出端分别连接至信号处理模块输入端。信号处理模块包括：处理器，AD转换器，DA转换器；处理器输入端连接至AD转换器输出端，处理器输出端连接至DA转换器输入端，AD转换器的输入端作为信号处理模块的输入端，DA转换器的输出端作为信号处理模块的输出端。

图2所示为本实用新型一种新型直流电阻测试仪的恒流控制电路，恒流控制电路包括隔离放大器，隔离放大器的输入端连接至数字信号处理模块，隔离放大器的输出端与第一运算放大器U1的同相端相连，第一运算放大器U1的输出端同时连接第一运算放大器U1的反相端和第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端同时连接第一电容C1的一端、第三电阻R3的一端以及第二运算放大器U2的同相端，第二运算放大器U2的输出端连接至第一继电器Relay 1的一端触点，第一继电器Relay1的另一端触点同时连接第六电阻R6的一端和MOSFET管的栅极；MOSFET管的源极同时连接第六电阻R6的另一端和第二继电器Relay 2的公共端，第二继电器Relay 2的常闭触点连接至第三继电器Relay 3的公共端，第二继电器Relay 2的常开触点连接至第四继电器Relay4的公共端，第三继电器Relay 3的常闭触点与第七电阻R7的一端相连，第三继电器Relay 3的常开触点与第八电阻R8的一端相连，第四继电器Relay 4的常闭触点与第九电阻R9的一端相连，第四继电器Relay 4的常开触点与第十电阻R10的一端相连，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10的另一端同时连接至接地端AGND1和正极输出端子I+，MOSFET管的漏极通过直流电压源DC连接至负极输出端子I-，直流电压源DC控制输入端与ACDC程控直流电源的输出端连接，继电器触点在继电器线圈通电时吸合，继电器线圈由ACDC程控直流电源供电；第二继电器Relay 2的公共端连接至第三运算放大器U3的同相端，第三运算放大器U3的输出端同时连接第三运算放大器U3的反相端和第四运算放大器U4的同相端，第四运算放大器U4的反相端同时连接第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接至接地端AGND1，第四运算放大器U4的输出端同时连接第四电阻R4的另一端和第二运算放大器U2的反相端。

本新型直流电阻测试仪恒流控制电路的工作原理是：来自DA转换器的输出电压经过隔离放大器后进入第一运算放大器U1进行比例调整，然后采用电阻对其进行降压并通过电容C1进行滤波后作为恒流输出控制电路的参考信号，恒流源输出回路的主开关MOSFET管的开启受到第二运算放大器U2运放比较输出的控制，其比较信号为控制参考信号和来自于恒流电路的反馈电阻压降，当反馈电阻压降与参考信号完全相等时则电路达到稳定，此时的反馈电阻压降除以电阻值则为此时回路的输出电流值，MOSFET管的控制信号与直流程控ACDC开关电源以及处理器的电源系统并不共用参考地，控制信号的参考地AGND1取在反馈电阻的一端，恒流控制电路输出电流大小的切换由继电器切换反馈电阻实现。

为了进一步阐明本实用新型所示一种新型直流电阻测试仪的工作原理及明确本实用新型所述技术方案的可复制性，对所述的部分电子元件进行以下赋值或型号标识：隔离放大器型号为ISO122，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4型号均为OP-07，MOSFET管型号为IRF150P，处理器型号为LPC2148，AD转换器型号为AD7656，DA转换器型号为AD669。与此同时，需要明确指出，所述赋值或型号标识并非对本实用新型的保护范围进行限定，本领域技术人员可以根据上述功能结构在有限次试验中调整出任意组数值变化。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新型直流电阻测试仪，包括信号处理模块，ACDC程控直流电源，放电模块，端口压降采集模块，试品电压压降采集模块，其特征在于，还包括恒流控制电路；所述信号处理模块输出端分别连接至所述恒流控制电路的输入端和ACDC程控直流电源的输入端，所述ACDC程控直流电源的输出端连接至恒流控制电路的输入端，所述恒流控制电路的输出端还与放电模块连接，所述恒流控制电路的两输出端子连接至端口压降采集模块的输入端，所述端口压降采集模块的输出端和所述试品电压压降采集模块的输出端分别连接至所述信号处理模块输入端。

2.根据权利要求1所述一种新型直流电阻测试仪，其特征在于，所述恒流控制电路包括：隔离放大器，所述隔离放大器的输入端连接至所述信号处理模块的输出端，所述隔离放大器的输出端与第一运算放大器(U1)的同相端相连，所述第一运算放大器(U1)的输出端同时连接第一运算放大器(U1)的反相端和第一电阻(R1)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端与第二电阻(R2)的一端相连，所述第二电阻(R2)的另一端同时连接第一电容(C1)的一端、第三电阻(R3)的一端以及第二运算放大器(U2)的同相端，所述第一电容(C1)的另一端和第三电阻(R3)的另一端同时连接至接地端(AGND1)，所述第二运算放大器(U2)的输出端连接至第一继电器(Relay 1)的一端触点，所述第一继电器(Relay 1)的另一端触点同时连接第六电阻(R6)的一端和MOSFET管的栅极；所述MOSFET管的源极同时连接所述第六电阻(R6)的另一端和第二继电器(Relay 2)的公共端，所述第二继电器(Relay 2)的常闭触点连接至第三继电器(Relay 3)的公共端，所述第二继电器(Relay 2)的常开触点连接至第四继电器(Relay 4)的公共端，所述第三继电器(Relay 3)的常闭触点与第七电阻(R7)的一端相连，所述第三继电器(Relay 3)的常开触点与第八电阻(R8)的一端相连，所述第四继电器(Relay 4)的常闭触点与第九电阻(R9)的一端相连，所述第四继电器(Relay 4)的常开触点与第十电阻(R10)的一端相连，所述第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)的另一端同时连接至所述接地端(AGND1)和正极输出端子(I+)，所述MOSFET管的漏极通过直流电压源DC连接至负极输出端子(I-)，所述直流电压源DC控制输入端与所述ACDC程控直流电源的输出端连接，所述继电器触点在继电器线圈通电时吸合，所述继电器线圈由ACDC程控直流电源供电；所述第二继电器(Relay 2)的公共端连接至第三运算放大器(U3)的同相端，所述第三运算放大器(U3)的输出端同时连接第三运算放大器(U3)的反相端和第四运算放大器(U4)的同相端，所述第四运算放大器(U4)的反相端同时连接第四电阻(R4)的一端和第五电阻(R5)的一端，所述第五电阻(R5)的另一端连接至接地端(AGND1)，所述第四运算放大器(U4)的输出端同时连接所述第四电阻(R4)的另一端和所述第二运算放大器(U2)的反相端。

3.根据权利要求1所述一种新型直流电阻测试仪，其特征在于， 所述信号处理模块包括：处理器，AD转换器，DA转换器；所述处理器输入端连接至所述AD转换器输出端，所述处理器输出端连接至所述DA转换器输入端，所述AD转换器的输入端作为信号处理模块的输入端，所述DA转换器的输出端作为信号处理模块的输出端。

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