CN218350407U - 一种消弧线圈综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消弧线圈综合测试仪，包括全桥整流滤波电路、逆变电路、恒流电路、可调电容电路、电流测量电路、电压测量电路、脉冲产生电路和处理器，全桥整流滤波电路、逆变电路和恒流电路依次相连，恒流电路的输出端与消弧线圈相连；逆变电路的输出端与可调电容电路的输入端相连，可调电容电路的输出端与消弧线圈相连；电压测量电路和电流测量电路的输入端与消弧线圈相连，输出端与处理器相连；处理器通过脉冲产生电路与逆变电路的控制端相连；脉冲产生电路包括驱动增强电路，用于防止因处理器管脚驱动能力不够而导致的逻辑错乱、桥臂直通等故障。本实用新型具有结构简单、集成度高、检测精度高、安全可靠等优点。

Description

一种消弧线圈综合测试仪

技术领域

本实用新型主要涉及消弧技术领域，具体涉及一种消弧线圈综合测试仪。

背景技术

消弧系统目前已经普遍应用于各大变电站、电厂等配电现场。据统计，电力系统的故障很大程度是由于线路单相接地时电容电流过大导致起弧且电弧无法自行熄弧引起的。因此，消弧系统的正常运行是能够对整个电网的安全起到保障的。

而目前消弧系统在安装及投运后都缺乏对整个消弧系统装置综合性能检测的技术手段，如对控制器的计算精度，是否可靠发出调档指令，旁路晶闸管是否能可靠动作、晶闸管触发电压阈值检测等均无检测手段，目前相关规程也没有整个系统检测的规定，尚处于空白阶段。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、检测精度高、安全可靠的消弧线圈综合测试仪。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种消弧线圈综合测试仪，包括全桥整流滤波电路、逆变电路、恒流电路、可调电容电路、电流测量电路、电压测量电路、脉冲产生电路和处理器，

所述全桥整流滤波电路、逆变电路和恒流电路依次相连，所述恒流电路的输出端与被测消弧线圈相连；

所述逆变电路的输出端与所述可调电容电路的输入端相连，所述可调电容电路的输出端与被测消弧线圈相连；

所述电压测量电路的输入端与被测消弧线圈相连，输出端与处理器相连；所述电流测量电路的输入端与被测消弧线圈相连，输出端与处理器相连；

所述处理器通过脉冲产生电路与所述逆变电路的控制端相连；

所述脉冲产生电路包括驱动增强电路，所述驱动增强电路包括第一电阻、与门芯片、第二电阻和光耦芯片；与门芯片的输入端与处理器相连，并通过电阻与地相连，与门芯片的输出端通过第二电阻与光耦芯片相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述可调电容电路包括多个相互并联的电容支路，各所述电容支路中均包括相互串联的电容和开关模块，所述开关模块的控制端与处理器相连。

所述开关模块为继电器。

所述可调电容电路与被测消弧线圈之间设置有输出限流电路。

所述输出限流电路包括限流电阻，所述限流电阻串联于可调电容电路与被测消弧线圈之间。

所述电压测量电路和电流测量电路均通过AD转换电路与所述处理器相连。

所述全桥整流滤波电路、逆变电路、恒流电路、可调电容电路、电流测量电路、电压测量电路、脉冲产生电路和处理器均位于一箱体内。

所述箱体的上方设有上盖，箱体与上盖之间设置有锁钩，箱体上设置有提手，箱体内部设有面板，面板上集成有接地柱、测试输出端子、电源插座和触摸显示屏。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型在逆变电路的输出端设置恒流电路(如恒流源)，可以有效防止被测消弧线圈调档动作的时候，因电流过高而损坏仪器；另外恒定的输出电流也有助于消弧线圈调档机构及时准确动作，提高检测精度；通过上述的驱动增强电路防止光耦芯片A1因ARM处理器管脚驱动能力不够而导致的逻辑错乱、桥臂直通等故障，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的测试仪在实施例的电路框图。

图2为本实用新型的可调电容电路在实施例的电路原理图。

图3为本实用新型的驱动增强电路在实施例的电路原理图。

图4为本实用新型的测试仪在实施例的立体结构图。

图例说明：1、全桥整流滤波电路；2、逆变电路；3、恒流电路；4、可调电容电路；5、输出限流电路；6、电流测量电路；7、电压测量电路；8、AD转换电路；9、处理器；10、脉冲产生电路；11、触摸显示屏；12、箱体；121、上盖；122、接地柱；123、测试输出端子；124、电源插座；125、锁钩；126、提手；127、面板。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型实施例的消弧线圈综合测试仪，包括全桥整流滤波电路1、逆变电路2、恒流电路3、可调电容电路4、电流测量电路6、电压测量电路7、脉冲产生电路10和处理器9，全桥整流滤波电路1、逆变电路2和恒流电路3依次相连，恒流电路3的输出端与被测消弧线圈相连；逆变电路2的输出端与可调电容电路4的输入端相连，可调电容电路4的输出端与被测消弧线圈相连；电压测量电路7的输入端与被测消弧线圈相连，输出端与处理器9相连；电流测量电路6的输入端与被测消弧线圈相连，输出端与处理器9相连；处理器9通过脉冲产生电路10与逆变电路2的控制端相连；如图3所示，脉冲产生电路10包括驱动增强电路，驱动增强电路包括第一电阻R41、与门芯片U2、第二电阻R1和光耦芯片A1；与门芯片U2的输入端与ARM处理器9的管脚相连，并通过第一电阻R41与地相连，与门芯片U2的输出端通过第二电阻R1与光耦芯片A1的输入端相连，光耦芯片A1的输出端与逆变电路2的控制端相连。本实用新型在逆变电路2的输出端设置恒流电路3(如恒流源)，可以有效防止被测消弧线圈调档动作的时候，因电流过高而损坏仪器；另外恒定的输出电流也有助于消弧线圈调档机构及时准确动作，提高检测精度；通过上述的驱动增强电路可以防止光耦芯片A1因ARM处理器9管脚驱动能力不够而导致的逻辑错乱、桥臂直通等故障。

如图2所示，可调电容电路4包括多个相互并联的电容支路，各电容支路中均包括相互串联的电容和开关模块，开关模块的控制端与处理器9相连。其中开关模块为继电器。具体地，包括五个电容支路，分别为第一电容支路、第二电容支路、第三电容支路和第四电容支路，其中第一电容支路包括电容C201和继电器K1，第二电容支路包括电容C202和继电器K2，第三电容支路包括电容C203和继电器K3，第四电容支路包括电容C204和继电器K4，第五电容支路包括电容C205和继电器K5。在进行工作时，处理器9根据设定的预定电容来控制对应的各继电器的开关，从而使得投入的电容值在测试中达到预定电容。其中电容的调整范围在10uF到100uF之间，能够满足绝大部分现场的使用需求。上述电容调节方式简单可靠。

进一步地，如图2所示，可调电容电路4与被测消弧线圈之间设置有输出限流电路5。具体地，输出限流电路5包括限流电阻(如50W大功率电阻R216)，限流电阻串联于可调电容电路4与被测消弧线圈之间；当外部晶闸管产生动作导通时，电阻R216作为一个限流电阻，防止输出短路时电流过大而损坏电源。

在一具体实施例中，电压测量电路7和电流测量电路6均通过AD转换电路8与处理器9相连，通过AD转换电路8将电压测量电路7测量的电压信号，以及电流测量电路6测量的电流信号转换为数字信号再发送至ARM处理器9，实现消弧线圈电压电流的检测。

在一具体实施例中，全桥整流滤波电路1、逆变电路2、恒流电路3、可调电容电路4、电流测量电路6、电压测量电路7、脉冲产生电路10和处理器9均位于一箱体12内。其中箱体12的上方设有上盖121，箱体12与上盖121之间设置有锁钩125，箱体12上设置有提手126，箱体12内部设有面板127，面板127上集成有接地柱122、测试输出端子123、交流220V电源插座124和7寸触摸显示屏11。上述整体集成度高、体积小、重量轻、方便携带、易于推广；其中配置的触摸显示屏11显示内容直观，简单易用。

在工作时，首先从仪器面板128上的测试输出端子123引出一根测试线连接到被测试消弧线圈的中性点位置，从接地柱122引出一根接地线连接到现场接地排上。其次将交流220V电源接入仪器电源插座124，并开机。操作人员通过点击屏幕上相应的测试项目即可启动测试，此时全桥整流滤波电路1对交流220V进行全桥整流滤波，通过PWM波形驱动逆变电路2，逆变输出特定频率的可调交流电压，同时恒流电路3将输出电流稳定控制在2A，操作人员根据需要在触摸显示屏11上调节电容的大小，同时检查被测消弧线圈是否正确调档。

其中恒流电路3(如恒流源)在消弧线圈调档动作测试的过程中可以将输出电流恒定在2A，可以有效防止被测消弧线圈调档动作的时候，因电流过高而损坏仪器；另外恒定的输出电流也有助于消弧系统调档机构及时准确动作。其中恒流源内置多重保护措施，能够保障仪器安全稳定输出。

逆变电路2(如逆变器)是由ARM处理器9产生信号控制脉冲产生电路10产生PWM调制波来控制的，能够快速稳定输出测试电压。输出电压从0到800V可调。仪器具备自动和手动两种测试模式：自动测试模式下仪器能够在几秒钟时间内迅速升高电压，同时电压测量电路7实时采集测量信号，当检测到外部被测晶闸管动作的瞬间，即可马上切断输出并记录触发电压峰值及电压波形；手动测试模式下用户可以自由贴调节输出测试电压，液晶屏实时显示测试波形，即使外部被测晶闸管动作了，也不会切断输出，方便用户仔细查看电压波形变化。

如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种消弧线圈综合测试仪，其特征在于，包括全桥整流滤波电路(1)、逆变电路(2)、恒流电路(3)、可调电容电路(4)、电流测量电路(6)、电压测量电路(7)、脉冲产生电路(10)和处理器(9)，

所述全桥整流滤波电路(1)、逆变电路(2)和恒流电路(3)依次相连，所述恒流电路(3)的输出端与被测消弧线圈相连；

所述逆变电路(2)的输出端与所述可调电容电路(4)的输入端相连，所述可调电容电路(4)的输出端与被测消弧线圈相连；

所述电压测量电路(7)的输入端与被测消弧线圈相连，输出端与处理器(9)相连；所述电流测量电路(6)的输入端与被测消弧线圈相连，输出端与处理器(9)相连；

所述处理器(9)通过脉冲产生电路(10)与所述逆变电路(2)的控制端相连；

所述脉冲产生电路(10)包括驱动增强电路，所述驱动增强电路包括第一电阻、与门芯片、第二电阻和光耦芯片；与门芯片的输入端与处理器(9)相连，并通过第一电阻与地相连，与门芯片的输出端通过第二电阻与光耦芯片相连。

2.根据权利要求1所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述可调电容电路(4)包括多个相互并联的电容支路，各所述电容支路中均包括相互串联的电容和开关模块，所述开关模块的控制端与处理器(9)相连。

3.根据权利要求2所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述开关模块为继电器。

4.根据权利要求1或2或3所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述可调电容电路(4)与被测消弧线圈之间设置有输出限流电路(5)。

5.根据权利要求4所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述输出限流电路(5)包括限流电阻，所述限流电阻串联于可调电容电路(4)与被测消弧线圈之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述电压测量电路(7)和电流测量电路(6)均通过AD转换电路(8)与所述处理器(9)相连。

7.根据权利要求1或2或3所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述全桥整流滤波电路(1)、逆变电路(2)、恒流电路(3)、可调电容电路(4)、电流测量电路(6)、电压测量电路(7)、脉冲产生电路(10)和处理器(9)均位于一箱体(12)内。

8.根据权利要求7所述的消弧线圈综合测试仪，其特征在于，所述箱体(12)的上方设有上盖(121)，箱体(12)与上盖(121)之间设置有锁钩(125)，箱体(12)上设置有提手(126)，箱体(12)内部设有面板(127)，面板(127)上集成有接地柱(122)、测试输出端子(123)、电源插座(124)和触摸显示屏(11)。

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