可攜式電湧保護器測試儀的製作方法

2023-05-21 21:35:01 2

專利名稱：可攜式電湧保護器測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在防雷保護技術中對常規低壓電湧保護器進行保護特 性校驗及避雷器計數器校驗的儀器，尤其涉及一種可攜式衝擊組合波、直流1mA 電壓和規定上升速率的電壓的產生。
背景技術：
在低壓防雷保護中，按照國標和規程規範要求，大量採用了電源、信號等的 電湧保護器。這些保護器中的保護元件通常以壓敏電阻和放電管作為核心元件。 由於壓敏電阻或放電管在靜態工作時長期處於電源電壓作用之下，在電和熱的作 用下不斷老化。為了監測電湧保護器的運行壽命，保證其在雷擊過程中能可靠動 作，根據規程要求必須定期對電湧保護器進行衝擊波檢驗和直流檢測，確保電湧 保護器的運行可靠性。目前在己有的電湧保護器測試裝置中，均為實驗室設備， 重量大，不便攜帶，現場使用不便。電力系統中，35kV及以上系統安裝的避雷 器均帶有避雷器計數器或洩漏電流與雷擊計數器，目前尚無可現場使用的避雷器 計數器檢驗設備。發明內容本實用新型的目的就在於克服現有技術存在的上述缺點和不足，提供一種便 攜式電湧保護器測試儀，產生規程規定要求的衝擊組合波波形和直流試驗電壓。本實用新型的目是這樣實現的本實用新型包括直流和衝擊波產生電路、直流和衝擊波測量電路及測試儀自 動控制電路等三個組件，其特殊之處是直流和衝擊組合波形由一個電路產生，並 滿足直流和衝擊峰值的實時測量顯示。衝擊波產生電路由2倍壓整流充電電路和衝擊電壓波及衝擊電流波形成電路組成，負載開路時輸出1. 2/50 u s電壓波，短路時輸出8/20 y s電流波。衝擊及直流測量電路由衝擊峰值表頭和直流測量表頭組成。衝擊峰值表頭包括衝擊高速響應電路、長時延遲電路和峰值顯示電路，準確顯示衝擊電壓峰值和衝擊電流峰值。直流測量表頭指示衝擊主電容上的充電電壓。發生器自動控制電路由電壓預置電路和充放電控制電路組成。按試驗要求調整設定預置電壓後，電湧保護器測試儀自動順序完成充放電、測量顯示和內部接地等工作。直流lmA下的輸出電壓和0. 75倍電壓下的輸出電流產生電路由2倍壓整流 充電電路和內部輸出保護電阻組成。直流電壓和直流電流的測量由直流測量電路 和衝擊峰值表頭聯合組成。根據測量目標的不同，衝擊峰值表頭可任意轉換到衝 擊或直流的測量。由上述技術方案可知，當被檢驗的電湧保護器或避雷器計數器與電湧保護器 測試儀連接以後，按照被試品的額定試驗參數調整預置電壓，並按下"開始"試 驗按鈕後，電湧保護器測試儀自動完成本次試驗，由測量表頭指示出當前的試驗 參數。本實用新型具有下列優點和積極效果① 滿足國標規定的衝擊組合波的波形要求，輸出波形由單一電路產生；② 直流高壓電路由2倍壓整流充電電路組成，降低了對工頻充電電壓的要 求，從而降低成本提高產品的性價比；③ 採用全自動化控制技術，保證充放電和測量過程自動完成；④ 本實用新型適用於規程要求對已投入使用的電湧保護器和避雷器計數器 定期進行的衝擊波和直流lmA動作電壓的檢驗，校核保護器和避雷器計數器的運 行性能。


圖1是本實用新型結構方框圖；圖2是倍壓整流電路(1)和衝擊波形成電路(2)電原理圖; 圖3是衝擊峰值測量電路(3)方框圖； 圖4是自動控制電路(4)電原理圖；圖5是本實用新型面板布置示意圖 其中1— 倍壓整流電路；2— 衝擊波形成電路；3— 衝擊峰值測量電路，3. l—衝擊電壓分壓器3. 3—長時延遲電路， 4一自動控制電路，4. 1—充電迴路， 4. 4一充電控制電路， Jl一第l充電繼電器， J3—第3放電控制繼電器， J3-1—第3常閉節點， J4-l一第4常閉接點，5— 正電壓預置按鈕6— 負電壓預置按鈕7— 充放電開始按鈕8— 電壓峰值表； 9一電流峰值表；IO—直流預置電壓表；T一充電變壓器繞組；S—轉換開關；K一電源開關。3. 2—快速響應電路，3. 4—峰值顯示電路；4. 2—放電迴路， 4. 3—放電控制電路， 4. 5—電壓預製電路；J2—第2放電繼電器， J4一第4充電控制繼電器， J3-2—第3常開接點， J4-2—第4常開節點；具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細說明 一、總體結構如圖l，本實用新型包括倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)、衝擊峰 值測量電路(3)和自動控制電路(4);倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)和衝擊峰值測量電路(3)依次連 接，自動控制電路(4)分別與倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)連接。本實用新型的工作原理是當充電變壓器繞組(T)經2級倍壓整流電路(1)向衝擊波形成電路(2) 的主電容充滿電後，自動控制電路(4)自動啟動衝擊波形成電路(2)，通過波 頭形成電路、波尾形成電路，在衝擊波輸出端得到標準的開路衝擊電壓波或短路 衝擊電流波。衝擊波輸出端並聯連接衝擊電阻分壓器後，與衝擊峰值電壓測量電 路相連，指示峰值電壓數值；同時輸出端經串聯分流器與衝擊峰值電流測量電路 相連，指示峰值電流數值。 一次試驗完成後，由自動控制電路(4)將倍壓整流 電路(1)和衝擊波形成電路(2)復位，使各電路進入初始準備狀態。直流lmA動作電壓、0. 75倍動作電壓下的直流洩漏電流和上升速率100V/s 的試驗時，旋轉轉換開關S到直流試驗檔，自動控制電路(4)啟動直流試驗程 序，輸出端由直流電阻分壓器和V/I轉換器與衝擊峰值表頭相連指示直流電壓和 直流電流數值。試驗完成後，由自動控制電路(4)將倍壓整流電路(1)復位， 使各電路進入初始準備狀態。二、各功能塊結構1、 倍壓整流電路(1)如圖2,倍壓整流電路(1)由4個電容器(C)和4個矽堆(D)按常規2 倍壓整流電路連接，各矽堆(D)支路分別串聯充電限流電阻(R);充電變壓器繞組(T)經由第1常開節點(Jl-2)串聯後接入倍壓整流電路 (1)。其工作原理是由自動控制電路(4)閉合常開接點(Jl-2)，工頻電源經2 級倍壓整流電路(1)升壓後，再經充電電阻(r)向主電容(Cl)充電。充電電壓由前第1分壓電阻(R11)和前第2分壓電阻(R12)組成的前電阻 分壓器分壓後經面板上預置電壓和充電電壓共用的電壓表頭(10)顯示。2、 衝擊波形成電路(2)如圖2，衝擊波形成電路(2)即一種直流和衝擊波轉換電路，其結構是 主電容(Cl)經第2常開接點(J2-2)後，依次串聯第l電阻(Rl)、電感(L) 和第3電阻(R3)，且在第2常開接點(J2-2)與第1電阻(Rl)之間並聯第2電阻(R2)。其工作原理是當主電容(Cl)充滿電後，由自動控制電路(4)閉合第2 常開接點(J2-2)，向衝擊波形成電路(2)放電，在第3電阻(R3)兩端得到標 準的開路衝擊電壓波和第3電阻(R3)短路時的衝擊電流波。3、 衝擊峰值測量電路(3)如圖3，衝擊峰值測量電路(3)包括依次連接的衝擊電壓分壓器(3.1)、 快速響應電路(3.2)、長時延遲電路(3.3)和峰值顯示電路(3.4)。其工作原理是:第3電阻(R3)兩端的衝擊電壓峰值經由後第1分壓電阻(R21) 和後第2分壓電阻(R22)組成的後電阻分壓器分壓後連接衝擊峰值電壓測量電 路(3)，指示衝擊電壓峰值。第3電阻(R3)短接後流過的衝擊電流峰值在衝擊分流器(Rf)上產生的電 壓峰值接入同類型衝擊峰值電壓測量電路，指示衝擊電流峰值。所述的快速響應電路(3. 2)是採用小電阻和小電容組成RC快速峰值採集電路。所述的長時延遲電路(3. 3)是採用大電阻和大電容組成的RC長時延遲電路。 所述的峰值顯示電路(3.4)是採用ICL7107專用集成電路和四位數碼管， 用以顯示衝擊峰值。4、 自動控制電路(4)如圖4,自動控制電路(4)的結構是由並接在工頻交流電源上的充電迴路(4.1)和放電迴路(4. 2)，以及並接在 直流電源上的放電控制電路(4. 3)、充電控制電路(4. 4)和電壓預製電路(4. 5)組 成；所述的充電迴路(4.1)由第l充電繼電器(Jl)串聯第4常開節點(J4-2) 組成；所述的放電迴路(4.2)由第2放電繼電器(J2)串聯第3常閉節點(J3-1) 組成；所述的放電控制電路(4.3)由第3放電控制繼電器(J3)串聯開關管(BG) 組成；所述的充電控制電路(4. 4)由依次串聯的第4充電控制繼電器(J4)、第3常開接點(J3-2)及相互並聯的按鈕(AN)和第4常閉接點(J4-l)組成。其工作原理是電壓預置電路(4.5)由外部人工預置好試驗電壓，啟動開 始按鈕(AN)，第4充電控制繼電器(J4)吸合，第4常開節點(J4-2)閉合，第 l充電繼電器(Jl)吸合開始充電；當充電到達預置值時，比較信號開關管(BG) 導通，第3放電控制繼電器(J3)吸合，第3常閉節點(J3-1)打開，第2放電 繼電器(J2)失電後，第2放電繼電器(J2)閉合放電，同時第3常開接點(J3-2) 打開，第4充電控制繼電器(J4)失電使第1充電繼電器(J1)失電，充電停止， 完成一次試驗。 三、面板布置如圖5，操作按鈕有三個:正電壓預置按鈕(5)、負電壓預置按鈕(6)和充 放電開始按鈕(7)。電壓峰值表(8)顯示衝擊峰值電壓或直流電壓；電流峰值 表(9)顯示衝擊峰值電流或直流電流；直流電壓表(10)顯示預置電壓和充電 電壓，當發生器開始充電時，顯示衝擊形成電路(2)中主電容(Cl)上的充電 電壓；轉換開關(S)為直流或衝擊試驗的控制開關；電源開關(K)為測試儀的 總電源控制開關。
權利要求1、一種可攜式電湧保護器測試儀，其特徵在於包括倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)、衝擊峰值測量電路(3)和自動控制電路(4)；倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)和衝擊峰值測量電路(3)依次連接，自動控制電路(4)分別與倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)連接。
2、 按權利要求l所述的一種可攜式電湧保護器測試儀，其特徵在於倍壓整流電路(1)是由4個電容器(C)和4個矽堆(D)按常規2倍壓整 流電路連接，各矽堆(D)支路分別串聯充電限流電阻(R)。
3、 按權利要求l所述的一種可攜式電湧保護器測試儀，其特徵在於 衝擊波形成電路(2)是主電容C1經第2常閉接點(J2-2)後，依次串聯第1電阻(Rl)、電感(L)和第3電阻(R3)，且在第2常閉接點(J2-2)與第1 電阻(Rl)之間並聯第2電阻(R2)。
4、 按權利要求l所述的一種可攜式電湧保護器測試儀，其特徵在於 衝擊峰值測量電路(3)包括依次連接的衝擊電壓分壓器(3.1)、快速響應電路(3.2)、長時延遲電路(3.3)和峰值顯示電路(3.4);所述的快速響應電路(3. 2)是採用小電阻和小電容組成RC快速峰值採集電路；所述的長時延遲電路(3. 3)是採用大電阻和大電容組成的RC長時延遲電路； 所述的峰值顯示電路(3.4)是採用ICL7107專用集成電路和四位數碼管， 用以顯示衝擊峰值或直流電壓和直流電流。
5、 按權利要求1所述的一種可攜式電湧保護器測試儀，其特徵在於-. 自動控制電路(4)由並接在工頻交流電源上的充電迴路(4.1)和放電迴路(4.2)，以及並接在直流電源上的放電控制電路(4.3)、充電控制電路(4.4)和電 壓預製電路(4. 5)組成；所述的充電迴路(4.1)由第l充電繼電器(Jl)串聯第4常開節點(J4-2) 組成；所述的放電迴路(4.2)由第2放電繼電器(J2)串聯第3常閉節點(J3-l) 組成；所述的放電控制電路(4.3)由第3放電控制繼電器(J3)串聯開關管(BG) 組成；所述的充電控制電路(4. 4)由依次串聯的第4充電控制繼電器(J4)、第3常 開接點(J3-2)及相互並聯的按鈕(AN)和第4常閉接點(J4-1)組成。
專利摘要本實用新型公開了一種可攜式電湧保護器測試儀，涉及一種在防雷保護技術中對常規低壓電湧保護器進行保護特性校驗及避雷器計數器校驗的儀器。本實用新型包括倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)、衝擊峰值測量電路(3)和自動控制電路(4)；倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)和衝擊峰值測量電路(3)依次連接，自動控制電路(4)分別與倍壓整流電路(1)、衝擊波形成電路(2)連接。本實用新型適用於規程要求對已投入使用的電湧保護器和避雷器計數器定期進行的衝擊波和直流1mA動作電壓的檢驗，校核保護器和避雷器計數器的運行性能。
文檔編號G01R31/00GK201166694SQ200820065759
公開日2008年12月17日 申請日期2008年2月27日 優先權日2008年2月27日
發明者周文俊, 喻劍輝 申請人:武漢新電電氣技術有限責任公司