CN215894770U - 用于测试供电回路电压相位的核相检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，属于电力电子技术领域。包括：主控制器、测试电压输出接口、采样电压输入接口、核相模块、测试电压生成模块、显示屏、指示灯组、调相旋钮组件、无线信号收发器和供电模块，所述采样电压输入接口、所述核相模块、所述测试电压生成模块、所述触控显示模块、所述指示灯组、所述供电模块和所述无线信号收发器均与所述主控制器电连接，所述供电模块用于为所有用电器件供电。

Description

用于测试供电回路电压相位的核相检测装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种用于测试供电回路电压相位的核相检测装置。

背景技术

由配电柜之间、配电柜与负载之间组成的回路，在投入使用前，需核查各个设备间的接线是否完好，确定各线路不存在虚接、接错情况，以免由于存在相位差导致设备或线路损坏。

目前，检查供电回路中设备间线路接线情况通常是人工现场核查，由于线路连接错综复杂，可能会存在漏检、判断失误、难以发现虚接等情况，不仅效率低，而且不能有效地保证检测质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，用以解决人工现场核查供电回路接线效率低、难以保证检测质量的问题。

本实用新型实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，包括：主控制器、测试电压输出接口、采样电压输入接口、核相模块、测试电压生成模块、显示屏、指示灯组、调相旋钮组件、无线信号收发器和供电模块，所述采样电压输入接口、所述核相模块、所述测试电压生成模块、所述显示屏、所述指示灯组、所述供电模块和所述无线信号收发器均与所述主控制器电连接，所述供电模块用于为所有用电器件供电；

所述测试电压生成模块包括三组测试电压生成电路，所述测试电压生成电路包括正弦波发生器和相位调节电路，所述正弦波发生器与所述相位调节电路的输入端子相连接，所述相位调节电路的输出端子与所述核相模块、以及所述测试电压输出接口相连接；

所述测试电压输出接口包括A相测试电压接口、B相测试电压接口、C相测试电压接口、零相测试电压接口，所述三组测试电压生成电路的三个所述输出端子分别对应连接于所述A相测试电压接口、所述B相测试电压接口以及所述C相测试电压接口；

所述采样电压输入接口包括A相采样电压接口、B相采样电压接口、C相采样电压接口、零相采样电压接口；所述采样电压输入接口与所述核相模块相连接；

所述调相旋钮组件与所述测试电压生成电路相连接；

所述测试电压输出接口连接到配电箱电闸，所述采样电压输入接口连接到用电负载。

较优地，所述供电模块包括依次连接的桥式整流电路、稳压电路和控制变压器T，所述供电模块接入220V交流电，所述供电模块的输出电压为0～36V的直流电。

较优地，所述供电模块还包括熔断器FU，，所述熔断器FU连接在所述控制变压器T的输出端；

所述供电模块还包括LED灯，所述LED灯与所述熔断器FU串联。

较优地，所述相位调节电路由第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、用于数控调阻值的单片机U3、用于手动调阻值的可变电阻器、正弦波输入端子和测试电压输出端子组成：

所述正弦波发生器发生的正弦波信号通过所述正弦波输入端子输入至所述相位调节电路，所述正弦波输入端子串联到所述U1的-IN端，所述U1的+IN 端接地，所述U1的OUT端连接到所述U2的+IN端和所述U2的-IN端，所述 U2的-IN端串连定值电阻再接入选择器的第二端，所述选择器的第一端连接所述单片机U3，所述选择器的第三端连接所述可变电阻器，所述U2的OUT端连接所述测试电压输出端子，所述选择器的第二端与其他两端择一导通；所述U1 和所述U2均采用OP07元件，所述单片机U3采用MCP41010芯片；所述正弦波输入端子与所述U1的-IN端之间串联RC滤波组件。

较优地，所述调相旋钮组件包括三个调节旋钮，所述三个调节旋钮的转轴分别转动连接于三组所述测试电压生成电路中所述相位调节电路的可变电阻器的旋转钮，所述转轴的外沿和所述旋转钮的外沿均为齿轮结构。

较优地，所述测试电压生成电路的所述输出端子输出电压的幅值范围为 0～36V，所述测试电压生成电路的所述输出端子输出电压的相角取值范围为 0～180°。

较优地，所述指示灯组包括A相核相结果指示灯、B相核相结果指示灯、C 相核相结果指示灯，其中，

所述A相核相结果指示灯亮的对应事件为所述核相模块对所述A相测试电压接口的输出信号和所述A相采样电压接口的输入信号的A相核相结果一致；

所述B相核相结果指示灯亮的对应事件为所述核相模块对所述B相测试电压接口的输出信号和所述B相采样电压接口的输入信号的B相核相结果一致；所述C相核相结果指示灯亮的对应事件为所述核相模块对所述C相测试电压接口的输出信号和所述C相采样电压接口的输入信号的C相核相结果一致；

所述相位调节电路的所述测试电压输出端子连接滤波电路。

较优地，还包括：

与所述主控制器电连接的时钟模块，所述时钟模块包括DS1302芯片以及所述DS1302芯片的外围电路；

与所述主控制器电连接的语音模块，所述语音模块包括语音转换芯片和扬声器，所述扬声器与所述语音转换芯片的输出端相连接，所述语音转换芯片与所述主控制器相连接；

与所述主控制器电连接的声光报警模块，所述声光报警模块包括依次连接的光耦隔离电路、扬声器和报警提示灯；

较优地，所述测试电压输出接口与所述主控制器之间安装第一保护电路，所述保护电路由依次连接的光耦隔离电路、自恢复保险丝和稳压二极管组成；

所述采样电压输入接口与所述主控制器之间安装第一保护电路，所述保护电路由依次连接的光耦隔离电路、自恢复保险丝和稳压二极管组成。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例提供的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，由主控制器、测试电压输出接口、采样电压输入接口、核相模块、测试电压生成模块、显示屏、指示灯组、调相旋钮组件、无线信号收发器和供电模块组成，测试电压输出接口用于与配电柜开关相连接，采样电压输入接口用于与负载相连接，在供电回路未接通电压的情况下，由测试电压生成模块生成三组具有任一相角和幅值的正弦波测试信号从测试电压输出接口输出至供电回路中配电柜开关，再从采集流经负载的三相电压采样信号，由采样电压输入接口接收采样信号，通过比对正弦波测试信号和采样信号，来检测供电回路有无异常接线情况，以避免由于接线异常引起的线路和设备损坏，可提高核查供电回路接线效率、保证检测质量。

附图说明

图1为本实用新型的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置的第一结构图。

图2为本实用新型的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置中供电模块电路图。

图3为本实用新型的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置中图。

图4为本实用新型的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置的第二结构图。。

图中：控制变压器T，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、稳压电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、节点a、节点b、节点c、节点d、节点e、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、第一初级线圈N1、第二初级线圈N2、次级线圈N3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻 R8、电阻R9、可变电阻器R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、端子P1、端子P2、端子P3、端子P4、端子P5、端子P6、运算放大器U1、运算放大器U2和单片机U3。

具体实施方式

以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

如图1所示，本实用新型提供一种用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，包括：主控制器1、测试电压输出接口2、采样电压输入接口3、核相模块4、测试电压生成模块5、显示屏6、指示灯组7、调相旋钮组件8、无线信号收发器9和供电模块10，采样电压输入接口3、核相模块4、测试电压生成模块 5、显示屏6、指示灯组7、供电模块10和无线信号收发器9均与主控制器1电连接，供电模块10用于为所有用电器件供电。测试电压输出接口2用于连接到配电箱电闸，采样电压输入接口3用于连接到用电负载。测试电压输出接口与主控制器之间安装第一保护电路，保护电路由依次连接的光耦隔离电路、自恢复保险丝和稳压二极管组成；采样电压输入接口与主控制器之间安装第一保护电路，保护电路由依次连接的光耦隔离电路、自恢复保险丝和稳压二极管组成。

本实用新型的核相检测装置用于在供电回路未接通电压的情况下，用低电压测试回路接线是否异常。

如图2所示，供电模块10包括桥式整流电路、稳压电路和控制变压器T，其中，桥式整流电路由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压电容C1组成，D1与D4之间的节点a为第一交流输入端，节点a接入交流电零线， D2与D3之间的节点d为第二交流输入端，节点d接入交流电火线，D3与D4 之间的节点b为桥式整流电路的正输出端，节点b经电容C1接地，D1与D2 之间的节点c为桥式整流电路的负输出端，节点c接地；稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4、二极管D5、三极管Q1；控制变压器T含有第一初级线圈N1、第二初级线圈N2和带中心抽头的次级线圈 N3，N1和N2的线圈匝数之和少于N3的线圈匝数；R1连接在节点c与节点e 之间，N1的n₁₁端顺次串接电阻R2、电容C3以及节点e，N1的n₁₂端接地， N2的n₂₁端连接到节点c，N2的n₂₂端连接Q1的集电极，Q1的发射极串接电阻R4后接地，Q1的基极连接到节点e，R3连接在N2的n₂₁端与D5的阳极之间，C4连接在节点e与D5的阳极之间，D5的阴极连接Q1的集电极；N3的 n₃₁端连接二极管D7的阴极，N3的n₃₂端连接二极管D6的阴极，二极管D6的阳极、二极管D7的阳极并联至供电模块10的输出端，N3的中心抽头接地，电容C2连接在N3的中心抽头与供电模块10的输出端之间；供电模块10通过第一交流输入端和第二交流输入端接入220V交流电，供电模块10的输出端的输出电压为0～36V的直流电。

较优地，供电模块10还可以进一步加入熔断器FU，用于过电流保护，具体连接方式为，二极管D7的阳极、二级管D6的阳极、电容C2连接到熔断器 FU的第一端，熔断器FU的第二端连接供电模块10的输出端；

较优地，供电模块10还可以进一步加入还包括LED灯，用于提示电路输出是否正常，具体连接方式为，二极管D7的阳极、二级管D6的阳极、电容C2 连接到LED灯的第一端，LED灯的第二端连接供电模块10的输出端；

较优地，供电模块10还可以进一步加入保护电阻R5，用于过电压保护，，具体连接方式为，二极管D7的阳极、二级管D6的阳极、电容C2连接到LED 灯的第一端，LED灯的第二端连接电源输入电路的输出端。

测试电压生成模块5包括三组测试电压生成电路，测试电压生成电路如图2 所示，包括正弦波发生器51和相位调节电路52，正弦波发生器51与相位调节电路52的输入端子相连接，相位调节电路52的输出端子与核相模块4、以及测试电压输出接口2相连接；

测试电压输出接口2包括A相测试电压接口、B相测试电压接口、C相测试电压接口、零相测试电压接口，三组测试电压生成电路的三个输出端子分别对应连接于A相测试电压接口、B相测试电压接口以及C相测试电压接口；

采样电压输入接口3包括A相采样电压接口、B相采样电压接口、C相采样电压接口、零相采样电压接口；采样电压输入接口3与核相模块4相连接。

如图3所示，相位调节电路由第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、用于数控调阻值的单片机U3、用于手动调阻值的可变电阻器、正弦波输入端子 (为其中的INPUT)和测试电压输出端子(为其中的OUTPUT)组成：

正弦波发生器发生的正弦波信号通过正弦波输入端子输入至相位调节电路，正弦波输入端子串联到U1的-IN端，U1的+IN端接地，U1的OUT端连接到 U2的+IN端和U2的-IN端，U2的-IN端串连定值电阻再接入选择器的第二端，选择器的第一端连接单片机U3，选择器的第三端连接可变电阻器，U2的OUT 端连接测试电压输出端子，选择器的第二端与其他两端择一导通。其中，U1和 U2均采用OP07元件，单片机U3采用MCP41010芯片；正弦波输入端子与U1 的-IN端之间串联RC滤波组件。

可变电阻器R10的类型为旋转型可变电阻器，调相旋钮组件8包括三个调节旋钮，三个调节旋钮的转轴分别转动连接于三组测试电压生成电路中相位调节电路的可变电阻器R10的旋转钮，转轴的外沿和旋转钮的外沿均为齿轮结构，通过旋转调节旋钮，转轴和旋转钮随之转动，从而通过调节可变电阻器阻值实现相角调节。具体的，测试电压生成电路的输出端子输出电压的幅值范围为 0～36V，测试电压生成电路的输出端子输出电压的相角取值范围为0～180°，相应地，测试电压生成电路可输出具有任一幅值、任一相角的测试电压。

具体的其他接线部分为：INPUT里面提供两种正弦波电压输入行驶，P1为端口输入，P2为插电极输入，P1和P2均有接地线。INPUT与U1的-IN端口之间连接一组串联的RC滤波(C5、R5)和电阻R6，U1的+IN端串接保护电阻 R13后接地，U1的-VS端并联双电容器(C14、C15)后接地，U1的+VS端并联双电容器(C12、C13)后接地，U1的OUT输出端连接一组并联RC电路(C6、 R7)后串联电容C7，再并联一组RC电路(C8、R8)后连接到U2的输入，其中，电容C8连接在C7与U2的-IN端口之间，电阻R8连接在C7与U2的+IN 端口之间，U2的+IN端口并联一固定阻值电阻R9，电阻R9连接到端子P5的2 脚，P5的1脚连接一可变电阻器R10，当1脚与2脚导通时，通过调节可变电阻器R10来调节电阻R9与电阻R10的总阻值，最终实现调节正弦波相角；端子P5的3脚连接单片机U3，这是一个可通过计算机软件控制输出阻值的控制器，当2脚和3脚导通时，通过数字信号实现调节与R9的总阻值，最终实现调节正弦波相角。U2的-VS端并联双电容器(C18、C19)后接地，U2的+VS端并联双电容器(C16、C17)后接地，U2的OUT输出端子连接到OUTPUT输出端，其中，U2的OUT输出端子串接电阻R11后并联双电容器(C9、C10)后接地，OUTPUT输出端也同样包含两种输出形式，其中P3端子为端口输入，P4 为插电极输入，P3和P4均有接地线。

指示灯组7位于核相检测装置的外壳上，包括A相核相结果指示灯、B相核相结果指示灯、C相核相结果指示灯，如图4所示，核相模块依次2个A相信号、2个B相信号、2个C相信号进行核相，得出相应的核相结果，其中：

A相核相结果指示灯亮的对应事件为核相模块4对A相测试电压接口的输出信号和A相采样电压接口的输入信号的A相核相结果一致，由主控制器1向 A相核相结果指示灯输出高电平；

B相核相结果指示灯亮的对应事件为核相模块4对B相测试电压接口的输出信号和B相采样电压接口的输入信号的B相核相结果一致，由主控制器1向 B相核相结果指示灯输出高电平；

C相核相结果指示灯亮的对应事件为核相模块4对C相测试电压接口的输出信号和C相采样电压接口的输入信号的C相核相结果一致，由主控制器1向 C相核相结果指示灯输出高电平。

进一步地，核相检测装置还包括与主控制器电连接的时钟模块，时钟模块包括DS1302芯片以及DS1302芯片的外围电路；

进一步地，核相检测装置还包括与主控制器电连接的语音模块，语音模块包括语音转换芯片和扬声器，扬声器与语音转换芯片的输出端相连接，语音转换芯片与主控制器相连接；

进一步地，核相检测装置还包括与主控制器电连接的声光报警模块，声光报警模块包括依次连接的光耦隔离电路、扬声器和报警提示灯。

本实用新型提供的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，由主控制器、测试电压输出接口、采样电压输入接口、核相模块、测试电压生成模块、显示屏、指示灯组、调相旋钮组件、无线信号收发器和供电模块组成，测试电压输出接口用于与配电柜开关相连接，采样电压输入接口用于与负载相连接，在供电回路未接通电压的情况下，由测试电压生成模块生成三组具有任一相角和幅值的正弦波测试信号从测试电压输出接口输出至供电回路中配电柜开关，再从采集流经负载的三相电压采样信号，由采样电压输入接口接收采样信号，通过比对正弦波测试信号和采样信号，来检测供电回路有无异常接线情况，以避免由于接线异常引起的线路和设备损坏。其中，还提供一种利用220V交流电整流滤波后得到0-36V直流电的简易供电电路、以及用于生成测试电压的正弦波调相电路，应用灵活、结构简单、价格低廉。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于，包括：主控制器、测试电压输出接口、采样电压输入接口、核相模块、测试电压生成模块、显示屏、指示灯组、调相旋钮组件、无线信号收发器和供电模块，所述采样电压输入接口、所述核相模块、所述测试电压生成模块、所述显示屏、所述指示灯组、所述供电模块和所述无线信号收发器均与所述主控制器电连接，所述供电模块用于为所有用电器件供电；

所述测试电压生成模块包括三组测试电压生成电路，所述测试电压生成电路包括正弦波发生器和相位调节电路，所述正弦波发生器与所述相位调节电路的输入端子相连接，所述相位调节电路的输出端子与所述核相模块、以及所述测试电压输出接口相连接；

所述测试电压输出接口包括A相测试电压接口、B相测试电压接口、C相测试电压接口、零相测试电压接口，所述三组测试电压生成电路的三个所述输出端子分别对应连接于所述A相测试电压接口、所述B相测试电压接口以及所述C相测试电压接口；

所述采样电压输入接口包括A相采样电压接口、B相采样电压接口、C相采样电压接口、零相采样电压接口；所述采样电压输入接口与所述核相模块相连接；所述调相旋钮组件与所述测试电压生成电路相连接；

所述测试电压输出接口连接到配电箱电闸，所述采样电压输入接口连接到用电负载。

2.如权利要求1所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于，所述供电模块包括依次连接的桥式整流电路、稳压电路和控制变压器T，所述供电模块接入220V交流电，所述供电模块的输出电压为0～36V的直流电。

3.如权利要求2所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于：所述供电模块还包括熔断器FU，所述熔断器FU连接在所述控制变压器T的输出端；

所述供电模块还包括LED灯，所述LED灯与所述熔断器FU串联。

4.如权利要求2所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于：所述相位调节电路由第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、用于数控调阻值的单片机U3、用于手动调阻值的可变电阻器、正弦波输入端子和测试电压输出端子组成：

所述正弦波发生器发生的正弦波信号通过所述正弦波输入端子输入至所述相位调节电路，所述正弦波输入端子串联到所述U1的-IN端，所述U1的+IN端接地，所述U1的OUT端连接到所述U2的+IN端和所述U2的-IN端，所述U2的-IN端串连定值电阻再接入选择器的第二端，所述选择器的第一端连接所述单片机U3，所述选择器的第三端连接所述可变电阻器，所述U2的OUT端连接所述测试电压输出端子，所述选择器的第二端与其他两端择一导通；

所述U1和所述U2均采用OP07元件，所述单片机U3采用MCP41010芯片；

所述正弦波输入端子与所述U1的-IN端之间串联RC滤波组件。

5.如权利要求4所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于，所述调相旋钮组件包括三个调节旋钮，所述三个调节旋钮的转轴分别转动连接于三组所述测试电压生成电路中所述相位调节电路的可变电阻器的旋转钮，所述转轴的外沿和所述旋转钮的外沿均为齿轮结构。

6.如权利要求1所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于：所述测试电压生成电路的所述输出端子输出电压的幅值范围为0～36V，所述测试电压生成电路的所述输出端子输出电压的相角取值范围为0～180°。

7.如权利要求4所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于，所述指示灯组包括A相核相结果指示灯、B相核相结果指示灯、C相核相结果指示灯，其中，

所述A相核相结果指示灯亮的对应事件为所述核相模块对所述A相测试电压接口的输出信号和所述A相采样电压接口的输入信号的A相核相结果一致；

所述B相核相结果指示灯亮的对应事件为所述核相模块对所述B相测试电压接口的输出信号和所述B相采样电压接口的输入信号的B相核相结果一致；

所述C相核相结果指示灯亮的对应事件为所述核相模块对所述C相测试电压接口的输出信号和所述C相采样电压接口的输入信号的C相核相结果一致；

所述相位调节电路的所述测试电压输出端子连接滤波电路。

8.如权利要求1所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于，还包括：

与所述主控制器电连接的时钟模块，所述时钟模块包括DS1302芯片以及所述DS1302芯片的外围电路；

与所述主控制器电连接的语音模块，所述语音模块包括语音转换芯片和扬声器，所述扬声器与所述语音转换芯片的输出端相连接，所述语音转换芯片与所述主控制器相连接；

与所述主控制器电连接的声光报警模块，所述声光报警模块包括依次连接的光耦隔离电路、扬声器和报警提示灯。

9.如权利要求1所述的用于测试供电回路电压相位的核相检测装置，其特征在于，所述测试电压输出接口与所述主控制器之间安装第一保护电路，所述保护电路由依次连接的光耦隔离电路、自恢复保险丝和稳压二极管组成；

所述采样电压输入接口与所述主控制器之间安装第一保护电路，所述保护电路由依次连接的光耦隔离电路、自恢复保险丝和稳压二极管组成。

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