CN214380043U - 用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，包括可控硅模块、直流接触器、G极隔离控制电路、线圈驱动电路和微处理器，所述微处理器分别与G极隔离控制电路和线圈驱动电路相连，所述G极隔离控制电路与可控硅模块相连，所述线圈驱动电路与直流接触器相连；所述可控硅模块的阳极A和阴极K与直流接触器的常开触头并接，并串入到超级电容放电回路输出端。本实用新型利用可控硅模块1作为超级电容放电回路的主开关，过载电流大的直流接触器作为超级电容放电回路的辅助开关，通过微处理器对回路主开关和辅助开关进行时序控制，实现快速有效通断超级电容短路产生的千安级冲击式大电流。

Description

用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种超级电容短路产生的千安级冲击式大电流快速通断控制装置；尤其涉及一种利用通态不重复浪涌电流大的可控硅作为回路主开关，利用过载电流大的直流接触器作为辅助开关，通过对回路主开关和辅助开关动作的时序控制，实现快速有效控制千安级冲击式大电流通断的装置，特别是一种用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置。

背景技术

随着电力系统快速发展，变电站主变容量不断加大，绝缘管型母线产品作为一种输送电流大(超过3000A)的产品被广泛使用。目前如何提高绝缘管型母线运行可靠性，已经成为电力部门越来越关心的问题。通过测量绝缘管型母线在千安级冲击电流持续作用下的动态电阻，能够完全暴露管型母线连接件触头的缺陷，增强管母连接件接触状态评估的科学性。

应用超级电容短路产生千安级冲击式大电流的装置，具备体积小、重量轻、便于携带等优点，在电力测量领域有广泛的应用前景。目前基于超级电容短路产生的千安级冲击式大电流通断控制装置还存在很多弊端，比如开关体积大、触头可靠性低、接触电阻大等缺点，要快速并有效控制超级电容短路产生的冲击式大电流，尚无有效手段。

特别是在超级电容连续充放电测试时，由于超级电容放电回路长，回路电感和回路电阻大，即使可控硅模块控制极G失去触发电压，但阳极A和阴极K仍然存在正向压降，造成可控硅无法快速可靠由低阻导通转换为高阻截止状态，超级电容放电回路无法快速关断。本实用新型的装置实现快速有效通断超级电容短路产生的千安级冲击式大电流。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，包括可控硅模块、直流接触器、G极隔离控制电路、线圈驱动电路和微处理器，所述微处理器分别与G极隔离控制电路和线圈驱动电路相连，所述G极隔离控制电路与可控硅模块相连，所述线圈驱动电路与直流接触器相连；所述可控硅模块的阳极A和阴极K与直流接触器的常开触头并接，并串入到超级电容放电回路输出端。

上述技术方案中，所述超级电容放电回路由超级电容、回路电阻与回路电感串联构成；

所述可控硅模块和直流接触器分别作为超级电容放电回路的主开关和辅助开关。

上述技术方案中，所述G极隔离控制电路包含继电器﹑光耦和DC-DC模块，所述继电器的信号输入端通过光耦与微处理器连接，所述继电器的空接点与可控硅模块的控制极G连接；DC-DC模块通过继电器空接点接到可控硅模块的控制极G，为可控硅模块的栅极提供驱动电源；

其中，继电器用于将DC-DC模块产生的直流电压定时施加到可控硅模块栅极，完成可控硅导通控制；

所述光耦用于实现微处理器控制信号隔离传递。

供电由地电位隔离的DC-DC模块提供，G极隔离控制电路3提供可控硅栅极驱动控制，且控制信号利用光耦隔离传递。

上述技术方案中，所述线圈驱动电路由小型功率继电器和48V/2A直流电源组成，所述小型功率继电器分别与微处理器和直流接触器连接，其中，所述小型功率继电器为直流接触器提供分合控制信号，所述48V/2A直流电源为直流接触器供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，利用可控硅模块1作为超级电容放电回路的主开关，过载电流大的直流接触器作为超级电容放电回路的辅助开关，通过微处理器对回路主开关和辅助开关进行时序控制，实现快速有效通断超级电容短路产生的千安级冲击式大电流。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型装置与超级电容放电回路连接关系图；

图3为G极隔离控制电路的结构示意图；

图中，1、可控硅模块；2、直流接触器；3、G极隔离控制电路；3.1﹑继电器；3.2、光耦；3.3、DC-DC模块；4、线圈驱动电路；5、微处理器；6、超级电容；7、回路电阻；8、回路电感。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参阅图1和图2，用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，包括可控硅模块1、直流接触器2、G极隔离控制电路3、线圈驱动电路4和微处理器5，所述微处理器5分别与G极隔离控制电路3和线圈驱动电路4相连，所述G极隔离控制电路3与可控硅模块1的控制极G相连，所述线圈驱动电路4与直流接触器2相连；所述可控硅模块1的阳极A和阴极K与直流接触器2的常开触头并接，并串入到超级电容放电回路的输出端。微处理器5对G极隔离控制电路3和线圈驱动电路4均进行时序控制，分别对应驱动可控硅模块1和直流接触器2快速有效通断超级电容放电回路。

参阅图2，所述超级电容放电回路由超级电容6、回路电阻7与回路电感8串联构成；所述可控硅模块1和直流接触器2分别作为超级电容放电回路的主开关和辅助开关。具体的，所述可控硅模块1的阳极A和阴极K与直流接触器2的常开触头并接，并串入到超级电容放电回路的输出端。其中，所述可控硅模块1作为超级电容放电回路主开关，具备通态峰值电压低，不重复浪涌电流大的特点，例如，可控硅模块1型号为MT500A-16；所述直流接触器2作为回路辅助开关，其过载电流大，通流容量通常为几百安培，例如，直流接触器2的型号为ZLJ-400A/48。

本实用新型中，G极隔离控制电路3提供可控硅栅极驱动控制，且控制信号利用光耦隔离传递，具体的，参阅图3，所述G极隔离控制电路3包含继电器3.1﹑光耦3.2和DC-DC模块3.3，例如，继电器3.1型号为HRS4H-S-DC12，光耦3.2型号为TLP521；DC-DC模块3.3型号为HZD05B-12S12；所述继电器3.1的信号输入端通过光耦3.2与微处理器5连接，所述继电器3.1的空接点与可控硅模块1的控制极G连接；DC-DC模块3.3通过继电器3.1空接点接到可控硅模块1的控制极G，为可控硅模块1的栅极提供驱动电源；

其中，继电器3.1空接点用于将DC-DC模块3.3产生的直流电压定时施加到可控硅模块1栅极(具体的，继电器3.1空触头施加正向电压脉冲到可控硅模块1的G极与K极之间)，完成可控硅导通控制；

所述光耦3.2用于实现微处理器5控制信号隔离传递。

本实用新型中，所述线圈驱动电路4由小型功率继电器和48V/2A直流电源组成，例如，所述小型功率继电器的型号为HRS4H-S-DC12V-C，所述小型功率继电器分别与微处理器5和直流接触器2连接，所述小型功率继电器为大功率的直流接触器2提供分合控制信号，所述48V/2A直流电源为直流接触器2供电。

本实用新型工作原理：当超级电容6放电回路长，回路电感8和回路电阻7大时，即使可控硅模块1的控制极G失去触发电压，由于超级电容6持续放电作用，在可控硅模块1阳极A和阴极K之间形成正向压降，造成可控硅模块1无法快速可靠由低阻导通转换为高阻截止状态。

本实用新型提供的装置利用过载电流大的直流接触器2作为超级电容放电回路的辅助开关，在可控硅模块1导通后，通过辅助开关改变可控硅模块1的阳极A和阴极K之间的电压极性，强制可控硅模块1快速可靠由低阻导通转换为高阻截止状态。

本实用新型功能实现：本实用新型提供的装置通过微处理器5的时序控制，实现快速有效通断超级电容短路产生的千安级冲击式大电流。,微处理器5通过G极隔离控制电路3向可控硅模块1发启动脉冲接通超级电容放电回路，可控硅模块1的阳极A和阴极K由高阻截止状态转换为低阻导通状态，超级电容6通过回路电阻7和回路电感8放电，输出千安级冲击式大电流。

在启动脉冲延时单位时间后，超级电容6通过回路电阻7和回路电感8持续放电，短路电流下降到几百安培，此时微处理器5再次通过线圈驱动电路4控制直流接触器2，将并接在可控硅模块1的阳极A和阴极K之间的直流接触器2常开触点由开路变为导通，可控硅模块1的阳极和阴极之间压降很快降为零，则可控硅模块1由低阻导通状态转换为高阻截止状态。直流接触器2常开触点在延时单位时间后自动断开，超级电容放电回路截止。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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。

Claims (4)

1.用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，其特征在于，包括可控硅模块(1)、直流接触器(2)、G极隔离控制电路(3)、线圈驱动电路(4)和微处理器(5)，所述微处理器(5)分别与G极隔离控制电路(3)和线圈驱动电路(4)相连，所述G极隔离控制电路(3)与可控硅模块(1)相连，所述线圈驱动电路(4)与直流接触器(2)相连；所述可控硅模块(1)的阳极A和阴极K与直流接触器(2)的常开触头并接，并串入到超级电容放电回路的输出端。

2.根据权利要求1所述的用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，其特征在于，所述超级电容放电回路由超级电容(6)、回路电阻(7)与回路电感(8)串联构成；

所述可控硅模块(1)和直流接触器(2)分别作为超级电容放电回路的主开关和辅助开关。

3.根据权利要求1所述的用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，其特征在于，所述G极隔离控制电路(3)包含继电器(3.1)﹑光耦(3.2)和DC-DC模块(3.3)，所述继电器(3.1)的信号输入端通过光耦(3.2)与微处理器(5)连接，所述继电器(3.1)的空接点与可控硅模块(1)的控制极G连接；DC-DC模块(3.3)通过继电器(3.1)空接点接到可控硅模块(1)的控制极G，为可控硅模块(1)的栅极提供驱动电源；

其中，继电器(3.1)用于将DC-DC模块(3.3)产生的直流电压定时施加到可控硅模块(1)栅极，完成可控硅模块(1)导通控制；

所述光耦用于实现微处理器(5)控制信号隔离传递。

4.根据权利要求1所述的用于绝缘管母测量的千安级电流源快速通断控制装置，其特征在于，所述线圈驱动电路(4)由小型功率继电器和48V/2A直流电源组成，所述小型功率继电器分别与微处理器(5)和直流接触器(2)连接，其中，所述小型功率继电器为直流接触器(2)提供分合控制信号，所述48V/2A直流电源为所述直流接触器(2)器供电。

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