CN212781749U - 一种高压雷电冲击测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一高压雷电冲击测控装置，包括冲击电压发生器和冲击控制台，所述冲击控制台包括电源模块一、电源模块二、充电模块和PLC控制模块，所述电源模块一与充电模块、PLC控制模块均电性连接，所述PLC控制模块与冲击电压发生器电性连接，所述充电模块与PLC控制模块、冲击电压发生器均电性连接，所述电源模块二与PC工控机电性连接，所述PC工控机与PLC控制模块、示波器均电性连接；所述冲击电压发生器包括球距电机、极性转换电机、球距传感器、警铃和警灯，冲击控制台控制冲击电压发生器产生冲击电压波。本实用新型结构简单、操作方便，减少了冲击波对电脑控制系统的干扰，提高了试验数值的精确度以及装置的稳定性。

Description

一种高压雷电冲击测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种高压雷电冲击测控装置，应用于高压试验技术领域。

背景技术

冲击电压发生器主要用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波和操作冲击电压波的冲击电压试验，检验绝缘性能。冲击电压发生器的工作原理是多级电容并联发电，然后串联放电，以达到产生高压冲击的目的。过大的设备尺寸造成了放电回路中杂散参数对冲击波形由很大的影响，尤其是对于雷电冲击，杂散电感会在放电过程中产生较为严重的振荡，不能产生符合国标要求的波形。

如一公布号为CN205336147U公开了一种冲击电压发生器，包括充电变压器、升压单元和均压罩，充电变压器次级的一对抽头中，一端接地，另一端分为两支，第一分支依次连接第一整流二极管的阳极、第一整流二极管的阴极、充电电阻到升压单元的第一节点U1，第二分支依次连接第二整流二极管的阴极、第二整流二极管的阳极、充电电阻到升压单元的第二节点U2；第一级升压单元的波尾电阻高电位端接地，末级升压单元的波尾电阻低电位端通过波头电阻连接到均压罩。本实用新型方案结构简单，经过实验证明其设计合理，实用性强，冲击电压生成范围大，适用于各种高压试验场所。

现有技术存在的问题是，在传统的雷电冲击发生器中，通常是利用波头波尾电阻调整产生的雷电冲击波形，而这种方法无法抑制由于杂散电感产生的振荡，故目前高电压大尺寸的雷电冲压发生器中这种方法并不实用，无法仅利用调波电阻产生标准雷电冲击波，并且设备结构较为复杂，操作繁琐。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种结构简单、稳定性高的高压雷电冲击测控装置，取得了较好的技术效果。为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高压雷电冲击测控装置，包括冲击电压发生器和冲击控制台，其特征在于：所述冲击控制台包括电源模块一、电源模块二、充电模块和PLC控制模块，所述电源模块一与充电模块、PLC控制模块均电性连接，所述PLC控制模块与冲击电压发生器电性连接，所述充电模块与PLC控制模块、冲击电压发生器均电性连接，所述电源模块二与PC工控机电性连接，所述PC工控机与PLC控制模块、示波器均电性连接。

进一步地，电源模块一包括交流接触器一、交流接触器二、交流接触器组三、交流接触器组四、隔离变压器一和直流24V开关电源，其中，交流接触器一与隔离变压器一电性连接，隔离变压器一与直流24V开关电源电性连接。

进一步地，充电模块包括电力调整器、充电电流测量器和充电变压器，其中，电力调整器与交流接触器二电性连接，充电电流测量器与电力调整器电性连接，充电变压器与充电电流测量器电性连接。

进一步地，PLC控制模块包括PLC控制器，PLC控制器通过电压变送器一与电力调整器电性连接，PLC控制器通过电流变送器二与充电电流测量器电性连接，所述PLC控制器通过继电器组一和交流接触器组三和交流接触器组四电性连接，所述PLC控制器与隔离变压器一和直流24V开关电源均电性连接。

进一步地，冲击电压发生器包括球距电机、极性转换电机、球距传感器、警铃和警灯，所述球距电机与交流接触器组三电性连接，所述极性转换电机与交流接触器组四电性连接，所述PLC控制器分别通过电压变送器四、继电器二和继电器三与球距传感器、警铃和警灯电性连接。

进一步地，电源模块二包括隔离变压器二，隔离变压器二与PC工控机电性连接，PC工控机通过网络接口与PLC控制器电性连接，PC工控机通过USB接口与示波器电性连接。

进一步地，PLC控制器通过继电器四实现冲击电压发生器触发点火，PLC控制器通过继电器五实现冲击电压发生器的自动接地，PLC控制器通过电压变送器组三控制冲击电压发生器的左右两侧电压。

本实用新型的有益效果是：本实用新型是一种高压雷电冲击测控装置，通过冲击控制台控制冲击电压发生器产生冲击电压波；通过设置警铃以及警灯提高安全性；通过设置不同的电源系统分别为冲击控制台和PC工控机提供交流电源，避免冲击电压波对电脑控制系统产生干扰，提高了精确度和装置的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型高压雷电冲击测控装置的结构组成图；

图2为本实用新型高压雷电冲击测控那个装置的原理框图；

图3为交流电源220V接口的内部结构图；

图4为直流24V等级状态信号接口的内部结构图；

图5、6为直流24V电压等级模拟测量信号接口的内部结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式座进一步的说明。

请重点参阅图1和图2，一种高压雷电冲击测控装置，包括冲击电压发生器和冲击控制台，其中，冲击控制台包括电源模块一、电源模块二、充电模块和PLC控制模块，所述电源模块一与充电模块、PLC控制模块均电性连接，所述PLC控制模块与冲击电压发生器电性连接，所述充电模块与PLC控制模块、冲击电压发生器均电性连接，所述电源模块二与PC工控机电性连接，所述PC工控机与PLC控制模块、示波器均电性连接。

电源模块一包括交流接触器一、交流接触器二、交流接触器组三、交流接触器组四、隔离变压器一和直流24V开关电源，其中，交流接触器一与隔离变压器一电性连接，隔离变压器一与直流24V开关电源电性连接。

充电模块包括电力调整器、充电电流测量器和充电变压器，其中，电力调整器与交流接触器二电性连接，充电电流测量器与电力调整器电性连接，充电变压器与充电电流测量器电性连接。

PLC控制模块包括PLC控制器，PLC控制器通过电压变送器一与电力调整器电性连接，PLC控制器通过电流变送器二与充电电流测量器电性连接，所述PLC控制器通过继电器组一和交流接触器组三和交流接触器组四电性连接，所述PLC控制器与隔离变压器一和直流24V开关电源均电性连接。

冲击电压发生器包括球距电机、极性转换电机、球距传感器、警铃和警灯，所述球距电机与交流接触器组三电性连接，所述极性转换电机与交流接触器组四电性连接，所述PLC控制器分别通过电压变送器四、继电器二和继电器三与球距传感器、警铃和警灯电性连接。

电源模块二包括隔离变压器二，隔离变压器二与PC工控机电性连接，PC工控机通过网络接口与PLC控制器电性连接，PC工控机通过USB接口与示波器电性连接。

PLC控制器通过继电器四实现冲击电压发生器触发点火，PLC控制器通过继电器五实现冲击电压发生器的自动接地，PLC控制器通过电压变送器组三控制冲击电压发生器的左右两侧电压。

在该实施例中，电源主要有市电220V供电，为避免冲击电压波对电脑控制系统产生严重冲击干扰，给冲击控制系统供电的交流电源与提供给工控计算机和示波器的交流电源分别取自电源模块一和电源模块二，在电源模块一和电源模块二中，市电交流220V分别经过隔离变压器一和隔离变压器二产生隔离交流220V，其中，隔离变压器一和隔离变压器二均采用300VA的单相隔离变压器，隔离交流220V为直流24V开关电源和PLC控制器供电，直流24V由直流24V开关电源和PLC自身的电源系统产生。

每个电源系统的使用用途不同，市电交流220V经电力调整器改变输出电压和电流后给充电变压器供电，经交流接触器组三和交流接触器组四控制后驱动球距电机和极性转换电机；隔离交流220V驱动继电器组一、继电器二、继电器三和继电器四，进一步驱动警铃、警灯以及实现冲击电压发生器的触发点火，并且用于实现球距电机和极性转换电机的机械限位开关的电气互锁控制；由直流24V开关电源提供的直流24V，提供给PLC控制器作为其驱动继电器五的电压，并为电流变送器二、电压变送器组三和电压变送器四供电，还可以作为急停按钮、门联锁的控制电压；由PLC控制器提供的直流24V为急停按钮、门联锁的状态信号电压和极性转换电机的状态信号电压以及PLC模拟信号模块的控制电源。

请重点参阅图3至图6，图3为用于交流电源220V的接口，球距电机、极性转换电机、触发点火、警铃和警灯采用该接口；图4为用于直流24V等级状态信号的接口，图5和图6为用于直流24V电压等级模拟测量信号接口，充电电压的测量和球距传感器的信号测量采用该接口。

一种高压雷电冲击测控装置的工作过程如下：首先，工作人员打开冲击控制台的电源开关，旋转打开钥匙开关，旋出急停开关，启动冲击控制台的电源；开启电源后，PLC控制器加电，并自动与PC工控机建立通讯；PC工控机与PLC控制器通过网络接口交换数据，执行操作指令；PLC控制器在PC工控机的指令下控制继电器和交流接触器使球距传感器测量放电球隙，并利用球距电机的正反转调整放电球隙；PLC控制器测量左右两侧的电压，并控制极性转换电机的运行，改变冲击电压发生器的充电电压的极性；PLC控制器直接设置充电和放电电压，启动冲击放电，高压启动和自动接地；高压启动后启动警灯，并在冲击触发点火前启动警铃；待冲击完毕后，冲击产生的电压波由电容分压器降压后经射频信号线传输至示波器，示波器探头衰减后触发示波器测量并显示出冲击波形；PC工控机的测量软件检测到触发信号后自动读出示波器的波形数据并自动测量分析出需要的电压值和电流值；工作人员在PC工控机的电脑操作界面上直接读出电压值和电流值。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压雷电冲击测控装置，包括冲击电压发生器和冲击控制台，其特征在于：

所述冲击控制台包括电源模块一、电源模块二、充电模块和PLC控制模块，所述电源模块一与充电模块、PLC控制模块均电性连接，所述PLC控制模块与冲击电压发生器电性连接，所述充电模块与PLC控制模块、冲击电压发生器均电性连接，所述电源模块二与PC工控机电性连接，所述PC工控机与PLC控制模块、示波器均电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压雷电冲击测控装置，其特征在于：电源模块一包括交流接触器一、交流接触器二、交流接触器组三、交流接触器组四、隔离变压器一和直流24V开关电源，其中，交流接触器一与隔离变压器一电性连接，隔离变压器一与直流24V开关电源电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种高压雷电冲击测控装置，其特征在于：充电模块包括电力调整器、充电电流测量器和充电变压器，其中，电力调整器与交流接触器二电性连接，充电电流测量器与电力调整器电性连接，充电变压器与充电电流测量器电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种高压雷电冲击测控装置，其特征在于：PLC控制模块包括PLC控制器，PLC控制器通过电压变送器一与电力调整器电性连接，PLC控制器通过电流变送器二与充电电流测量器电性连接，所述PLC控制器通过继电器组一和交流接触器组三和交流接触器组四电性连接，所述PLC控制器与隔离变压器一和直流24V开关电源均电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种高压雷电冲击测控装置，其特征在于：冲击电压发生器包括球距电机、极性转换电机、球距传感器、警铃和警灯，所述球距电机与交流接触器组三电性连接，所述极性转换电机与交流接触器组四电性连接，所述PLC控制器分别通过电压变送器四、继电器二和继电器三与球距传感器、警铃和警灯电性连接。

6.根据权利要求4所述的一种高压雷电冲击测控装置，其特征在于：电源模块二包括隔离变压器二，隔离变压器二与PC工控机电性连接，PC工控机通过网络接口与PLC控制器电性连接，PC工控机通过USB接口与示波器电性连接。

7.根据权利要求4所述的一种高压雷电冲击测控装置，其特征在于：PLC控制器通过继电器四实现冲击电压发生器触发点火，PLC控制器通过继电器五实现冲击电压发生器的自动接地，PLC控制器通过电压变送器组三控制冲击电压发生器的左右两侧电压。

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