CN218445949U - 一种电流互感器开路电压测试仪控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，控制系统包括供电单元、处理单元和显示单元；供电单元连接处理单元，为控制系统供电；处理单元连接显示单元，处理单元用于信息处理；显示单元能够分别显示最大峰值和1秒内峰值。电流互感器开路电压测试仪的面板具有两个显示屏，一个为最大峰值显示屏，另一个为1秒内峰值显示屏。本实用新型控制系统主要用于做电流互感器二次开路绝缘试验时，互感器开路电压测试仪测量开路电压的峰值。与以往的仪器控制系统相比，增加了连续显示功能及显示窗，能够显示每秒内的电压峰值，使整个试验更加合理可信，并设计了各功能模块，具有高抗冲击、抗干扰设计，保证了仪器具有较高的可靠性。

Description

一种电流互感器开路电压测试仪控制系统

技术领域

本实用新型属于测试仪器仪表技术领域，具体涉及一种电流互感器开路电压测试仪控制系统。

背景技术

互感器开路电压测试仪是检测电流互感器开路电压峰值的设备，主要用于做二次开路绝缘试验时，测量开路电压的峰值，适用于试验室、车间和其它场合测量电压峰值。

市场上的互感器开路电压测试仪的控制系统通常采用模块化设计技术，其功能性优劣及性能质量的好坏会直接影响电力系统的安全稳定运行。

目前，现有的电流互感器开路电压测试仪的控制系统显示方式单一、不连续，还不能够较好的提供实时信息，不便于检测实时判断；另外信号采集误差大，整流电路精度低，影响测试精确性。最原始的半波整流也就是在交流回路中串接一个二极管，利用二极管的单向导通性，将交流电的负半波切去，只保留间隔一个半波时隙的正半波。但是二极管的非线性将产生相当大的误差，特别是当信号幅度小于二极管的死区电压时，问题尤其严重，因此说由二极管构成的整流电路精度较低。

实用新型内容

针对现有的电流互感器开路电压测试仪的控制系统显示方式不连续，还不能够较好的提供实时信息，不便于检测实时判断，以及信号采集误差大，整流电路精度低，影响测试精确性等问题，本实用新型提供一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，主要是增加了连续显示功能及显示窗，能够显示每秒内的电压峰值，使整个试验更加合理可信。其具体技术方案如下：

一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，如图1-12所示，控制系统包括供电单元、处理单元和显示单元；所述供电单元连接处理单元，为控制系统供电；所述处理单元连接显示单元，所述处理单元用于信息处理；所述处理单元包括单片机控制器1、信号输入采集模块2、通讯模块3、光电隔离模块4、滤波模块5和仿真调试模块7，所述单片机控制器1分别连接信号输入采集模块2、通讯模块3、光电隔离模块4、滤波模块5和仿真调试模块7；所述显示单元能够分别显示最大峰值和1秒内峰值；所述显示单元包括数码管显示模块8，所述数码管显示模块8连接单片机控制器1，所述数码管显示模块8包括显示最大峰值模块和显示1 秒内峰值模块；所述信号输入采集模块2的电路，包括稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容，两个所述稳压管与电容并联后串联于第一个OP07运算放大器，一个所述二极管与第二个OP07运算放大器并联后串联于另一个二极管，两个OP07运算放大器经过电阻串联；所述稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容构成了电压跟随器电路和精密半波整流电路，实现信号输入采集功能。

上述技术方案中，所述供电单元包括电源输入模块6，所述电源输入模块6连接单片机控制器1。

上述技术方案中，所述控制系统还包括指示单元，所述指示单元包括指示模块9，所述指示模块9连接单片机控制器1，用于工作状态指示。

一种电流互感器开路电压测试仪，电流互感器开路电压测试仪的面板具有两个显示屏，如图13所示。所述两个显示屏，一个为最大峰值显示屏，另一个为1秒内峰值显示屏，实现实时连续显示。

上述技术方案中，所述OP07运算放大器构成的电压跟随器电路，电压放大倍数小于1 而接近于1，且输出电压与输入电压相位相同，实现跟随特性。

上述技术方案中，所述精密半波整流电路利用二极管的单向导电性和放大器的放大性能相结合，能够对输入交变信号进行精密整流。

本实用新型的一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，与现有技术相比，有益效果为：

一、本实用新型控制系统及电路主要用于做二次开路绝缘试验时，互感器开路电压测试仪测量开路电压的峰值。与以往的仪器控制系统相比，增加了连续显示功能及显示窗，能够显示每秒内的电压峰值，使整个试验更加合理可信。

二、本实用新型控制系统设计了光电隔离模块、滤波模块和仿真调试模块，具有高抗冲击、抗干扰设计，保证了仪器具有较高的可靠性。

三、电路中信号输入采集模块电路包括稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容等器件，组成了电压跟随器电路和精密半波整流电路。

其中OP07运算放大器构成的电压跟随器电路原理和特点是：输入电阻高，传递信号源信号效率高；输出电阻低，带负载能力强；电压放大倍数小于1而接近于1，且输出电压与输入电压相位相同，具有跟随特性，因而在实用中，广泛用作输出级或中间隔离级。

四、电压跟随器电路的作用是：1、缓冲，在一定程度上可以避免由于输出阻抗较高，而下一级输入阻抗较小时产生的信号损耗，起到承上启下的作用。2、隔离，由于电压跟随器具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，使得它对上一级电路呈现高阻状态，而对下一级电路呈现低阻状态，常用于中间级，以隔离前后级电路，消除它们之间的相互影响。

五、精密半波整流电路是利用二极管的单向导电性和放大器的优良放大性能相结合，可做到对输入交变信号进行精密整流，由此构成精密半波整流电路。最原始的半波整流也就是在交流回路中串接一个二极管，利用二极管的单向导通性，将交流电的负半波切去，只保留间隔一个半波时隙的正半波。但是二极管的非线性将产生相当大的误差，特别是当信号幅度小于二极管的死区电压时，问题尤其严重，因此说由二极管构成的整流电路精度较低，为了提高精度，本实用新型用运算放大器来组成整流电路，利用集成运放的放大作用和深度负反馈克服二极管非线性造成的误差。

六、本实用新型仪器控制系统可测量工频电压峰值，连续脉冲电压峰值，性能高。控制系统的电压测试范围：0～10000V(峰值)。精度：1％。使用条件：电源：220V，50Hz。温度：15～25℃，也能够在-20～35℃使用，精度略有变化。湿度：≤80％。精度高，使用条件广泛。

附图说明

图1为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的示意图，其中：1-单片机控制器，2-信号输入采集模块，3-通讯模块，4-光电隔离模块，5-滤波模块，6-电源输入模块， 7-仿真调试模块，8-数码管显示模块，9-指示模块。

图2为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的单片机控制器电路图。

图3为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的信号输入采集模块电路图。

图4为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的通讯模块电路图。

图5为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的光电隔离模块电路图。

图6为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的滤波模块电路图。

图7为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的电源输入模块电路图。

图8为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的仿真调试模块电路图。

图9为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的数码管显示模块电路图。

图10为图9(a)放大图。

图11为图9(b)放大图。

图12为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪控制系统的指示模块电路图。

图13为本实用新型一种电流互感器开路电压测试仪的面板示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例和附图1-13对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。

实施例1

一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，如图1-12所示，控制系统包括供电单元、处理单元和显示单元；供电单元连接处理单元，为控制系统供电；处理单元连接显示单元，处理单元用于信息处理；显示单元能够分别显示最大峰值和1秒内峰值；处理单元包括单片机控制器1、信号输入采集模块2、通讯模块3、光电隔离模块4、滤波模块5和仿真调试模块 7，单片机控制器1分别连接信号输入采集模块2、通讯模块3、光电隔离模块4、滤波模块5和仿真调试模块7。供电单元包括电源输入模块6，电源输入模块6连接单片机控制器1。显示单元包括数码管显示模块8，数码管显示模块8包括显示最大峰值模块和显示1秒内峰值模块，数码管显示模块8连接单片机控制器1。控制系统还包括指示单元，指示单元包括指示模块9，指示模块9连接单片机控制器1，用于工作状态指示。其中，信号输入采集模块2 的电路，如图3所示，包括稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容，两个稳压管与电容并联后串联于第一个OP07运算放大器，一个二极管与第二个OP07运算放大器并联后串联于另一个二极管，两个OP07运算放大器经过电阻串联；稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容构成了电压跟随器电路和精密半波整流电路，实现信号输入采集功能。OP07 运算放大器构成的电压跟随器电路，电压放大倍数小于1而接近于1，且输出电压与输入电压相位相同，实现跟随特性。精密半波整流电路利用二极管的单向导电性和放大器的放大性能相结合，能够对输入交变信号进行精密整流。

其中，OP07运算放大器构成的电压跟随器电路原理和特点是：输入电阻高，传递信号源信号效率高；输出电阻低，带负载能力强；电压放大倍数小于1而接近于1，且输出电压与输入电压相位相同，具有跟随特性，因而在实用中，广泛用作输出级或中间隔离级。

电压跟随器电路的作用是：1、缓冲，在一定程度上可以避免由于输出阻抗较高，而下一级输入阻抗较小时产生的信号损耗，起到承上启下的作用。2、隔离，由于电压跟随器具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，使得它对上一级电路呈现高阻状态，而对下一级电路呈现低阻状态，常用于中间级，以隔离前后级电路，消除它们之间的相互影响。

精密半波整流电路是利用二极管的单向导电性和放大器的优良放大性能相结合，可做到对输入交变信号进行精密整流，由此构成精密半波整流电路。最原始的半波整流也就是在交流回路中串接一个二极管，利用二极管的单向导通性，将交流电的负半波切去，只保留间隔一个半波时隙的正半波。但是二极管的非线性将产生相当大的误差，特别是当信号幅度小于二极管的死区电压时，问题尤其严重，因此说由二极管构成的整流电路精度较低，为了提高精度，本实施例用运算放大器来组成整流电路，利用集成运放的放大作用和深度负反馈克服二极管非线性造成的误差。

一种电流互感器开路电压测试仪，电流互感器开路电压测试仪的面板具有两个显示屏，如图13所示，两个显示屏，一个为最大峰值显示屏，另一个为1秒内峰值显示屏。

本实施例的电压测试仪型号为GM-K2电流互感器开路电压测试仪，技术指标为：电压测试范围：0～10000V(峰值)；精度：1％；使用条件：电源：220V，50Hz；温度：15～25℃ (可在-20～35℃使用，精度略有变化)；湿度：≤80％；重量：约3kg。

本实施例的控制系统及测试仪使用方法为：

参照面板图13，打开电源开关，自动进入测量状态，测量指示灯每秒闪亮一次，同时完成一次测量，更新显示数据。如果指示灯常亮或不亮，表明仪器已经死机，请关闭电源，重新开机。

最大峰值显示窗显示1分钟内峰值的最大值，按下峰值复位键，显示值复位到当前值。另一显示窗每秒更新一次，显示一秒内的最大峰值。用示波器观察输入信号衰减后的波形。

本实施例的控制系统及测试仪试验方法为：

二次绕组两端接上电流互感器开路电压测试仪，然后对一次绕组通以额定频率的额定一次电流或额定扩大一次电流，维持1分钟，如果测试仪上的数字显示值超过4.5kV，则应降低一次绕组中的电流，使显示值等于4.5kV。且维持1分钟。当仪器显示值达到4.5KV后按下计时按钮仪器自动计时，到达1分钟后仪器有音乐提示，1分钟计时完成。提示音乐持续30s，也可按下计时按键停止音乐，进行下一次计时。仪器最大测试电压为10000V，当大于10150V时蜂鸣器响，提示仪器超量限。

Claims (4)

1.一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，控制系统包括供电单元、处理单元和显示单元；所述供电单元连接处理单元，为控制系统供电；所述处理单元连接显示单元，所述处理单元用于信息处理；所述处理单元包括单片机控制器(1)、信号输入采集模块(2)、通讯模块(3)、光电隔离模块(4)、滤波模块(5)和仿真调试模块(7)，所述单片机控制器(1)分别连接信号输入采集模块(2)、通讯模块(3)、光电隔离模块(4)、滤波模块(5)和仿真调试模块(7)；其特征在于，所述显示单元能够分别显示最大峰值和1秒内峰值；所述显示单元包括数码管显示模块(8)，所述数码管显示模块(8)连接单片机控制器(1)；所述数码管显示模块(8)包括显示最大峰值模块和显示1秒内峰值模块；

所述信号输入采集模块(2)的电路，包括稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容，两个所述稳压管与电容并联后串联于第一个OP07运算放大器，一个所述二极管与第二个OP07运算放大器并联后串联于另一个二极管，两个OP07运算放大器经过电阻串联；所述稳压管、OP07运算放大器、二极管、电阻和电容构成了电压跟随器电路和精密半波整流电路，实现信号输入采集功能。

2.根据权利要求1所述的一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，其特征在于，所述供电单元包括电源输入模块(6)，所述电源输入模块(6)连接单片机控制器(1)。

3.根据权利要求1所述的一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括指示单元，所述指示单元包括指示模块(9)，所述指示模块(9)连接单片机控制器(1)，用于工作状态指示。

4.根据权利要求1所述的一种电流互感器开路电压测试仪控制系统，其特征在于，所述OP07运算放大器构成的电压跟随器电路，电压放大倍数小于1而接近于1，且输出电压与输入电压相位相同，实现跟随特性；所述精密半波整流电路利用二极管的单向导电性和放大器的放大性能相结合，能够对输入交变信号进行精密整流。

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