一種金屬氧化物避雷器測試儀的製作方法

2023-05-21 13:13:21

本發明涉及避雷器監測技術領域，尤其是一種金屬氧化物避雷器測試儀。

背景技術：

氧化鋅避雷器是一種在電力系統中得到廣泛應用的過電壓保護器件。由於氧化鋅避雷器長期工作於露天環境下的高壓線路上，容易產生失效和誤動作，從而威脅其它電氣設備的安全運行。因此，對氧化鋅避雷器的定期檢查和維護必不可少。判斷氧化鋅避雷器的性能好壞，主要是對其總洩漏電流中的阻性電流成分進行分析，檢測的關鍵是要從總洩漏電流中分離出微弱的阻性電流。但由於受到周圍其它電氣設備幹擾，電流信號嚴重失真，電壓信號也存在一定失真，阻性電流的分析與計算存在一定的誤差，所以在實際應用中需要設計出一種簡單可靠的測試設備。

技術實現要素：

本發明提供一種金屬氧化物避雷器測試儀，性能穩定可靠，基本性能指標滿足要求。

本發明具體採用如下技術方案實現：

一種金屬氧化物避雷器測試儀，包括微控制器、液晶顯示模塊、電壓信號採集電路、洩漏電流測量電路、頻率測量電路和印表機模塊，電壓互感器獲取被測避雷器的電壓信號，經所述電壓信號採集電路送入所述微控制器，電流互感器獲取被測避雷器的電流信號，經所述洩漏電流測量電路送入所述微控制器，所述微控制器對信號進行A/D採樣、數據處理後，在所述液晶顯示模塊上顯示出電壓、電流波形及數值，所述頻率測量電路將被測電壓的正弦信號轉換成方波信號送入所述微控制器，所述微控制器通過RS232串口與所述印表機模塊連接。

作為優選，所述微控制器選用dsPIC30F6015單片機，其包括輸入捕捉模塊及A/D轉換模塊。

作為優選，所述液晶顯示模塊採用TFT6448-5.7總線型液晶顯示器，其與所述單片機採用並行總線方式連接。

作為優選，所述電壓信號採集電路對所述電壓互感器從被測避雷器上得到低壓交流信號，再經過濾波、電平變換與放大。

作為優選，所述電壓信號採集電路採用AD620放大器對信號進行放大。

本發明提供的一種金屬氧化物避雷器測試儀，其有益效果在於：不停運、不取樣、不解體，省時、省力，可降低金屬氧化物避雷器MOA檢修費用，大大提高MOA的運行有效度，適用面廣(幾乎適用所有設備)，易於進行計算機分析，有利於向智能化診斷髮展，有利於實現MOA的狀態管理和向狀態檢修方式過渡。

附圖說明

圖1是本發明避雷器測試儀的原理框圖；

圖2是液晶顯示模塊接口示意圖；

圖3是電壓信號採集電路的電路圖；

圖4是洩漏電流測量電路的電路圖；

圖5是頻率測量電路的電路圖；

圖6是印表機與單片機的連接示意圖。

具體實施方式

為進一步說明各實施例，本發明提供有附圖。這些附圖為本發明揭露內容的一部分，其主要用以說明實施例，並可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本發明的優點。圖中的組件並未按比例繪製，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

如圖1所示，本實施例提供的一種金屬氧化物避雷器測試儀，包括微控制器、液晶顯示模塊、電壓信號採集電路、洩漏電流測量電路、頻率測量電路和印表機模塊，電壓互感器獲取被測避雷器的電壓信號，經電壓信號採集電路送入微控制器，電流互感器獲取被測避雷器的電流信號，經洩漏電流測量電路送入微控制器，微控制器對信號進行A/D採樣、數據處理後，在液晶顯示模塊上顯示出電壓、電流波形及數值，頻率測量電路將被測電壓的正弦信號轉換成方波信號送入微控制器，微控制器通過RS232串口與印表機模塊連接。

本實施中的微控制器選用dsPIC30F6015單片機，其包括輸入捕捉模塊及A/D轉換模塊，頻率測量利用的就是輸入捕捉模塊，用於在輸入引腳上有事件發生時，捕捉來自2個可選時基之一對的定時器值。輸入捕捉功能在需要進行頻率(時間周期)和脈衝測量的應用中是相當有用的。A/D轉換模塊最多可以有16個模擬輸入引腳。此外，有兩個可用於外部參考電壓連接的模擬輸入引腳。這些參考電壓輸入可以和其他模擬輸入引腳復用。

由於需要顯示電流與電壓信號的波形，以便進行直觀的對比判斷，本實施例採用了武漢中顯科技有限公司生產的TFT6448-5.7總線型液晶顯示器，TFT6448-5.7接口採用並行總線方式(數據總線D[7：0]、地址總線A[1：0]、片選/CS、讀/RD、寫/WR)，可以很方便地連接到單片機或微處理器的總線上。由於單片機dsPIC30F6015不提供外部總線，必須以適當的I/O埠模擬液晶屏的接口信號，具體連接方式如圖2所示。

電壓信號採集電路的原理是，先用電壓互感器從被測避雷器上得到低壓交流信號，從電壓互感器二次側接線得來的是低壓交流信號，不能直接送入單片機，經過電容濾波後，通過AD620對輸入的電壓信號進行調理，輸出電壓範圍為0—5V的電壓信號供單片機處理。AD620的各管腳的作用是：1、8腳外接調整電阻，調整放大倍數；2、3外接輸入信號的兩極(2接信號的負極，3接信號的正極)；4、7是接外部電源的兩極(4接電源的負極，7接電源的正極)；5是參考端，一般情況下與地連接；6是放大後信號的輸出端。要注意的是：AD620的5腳作為參考端，一般情況下接地，當需要運用5腳拉高或降低輸出時，可以接某一參考電壓。本實施例中5腳接2.5V的參考電壓，具體電路圖如圖3所示。

用電流互感器取樣洩漏電流信號，可以實現與一次系統之間的電氣隔離，比較安全，同時可以根據需要設計。本實施例採用了KT0.02A/PJ-1.6V電流互感器，用於非接觸式測量交流小電流，原、副邊高度絕緣，適合高壓低電流的場合，輸出與被測電流成比例的電壓信號。電流通道為內置穿芯式小電流傳感器取樣方式，信號失真小，洩漏電流測量電路原理圖如圖4所示。

由於電力系統的頻率在50Hz左右有所波動，而諧波分析法要求在一個周期內保持整數個採樣點，所以通過一個由LM393組成的比較電路，將試驗電壓的正弦信號轉換成頻率相同的方波信號，再送入dsPIC30F6015單片機的輸入捕捉引腳IC1(RD8)，實現頻率跟蹤測量，頻率測量電路原理圖如圖5所示。

印表機模塊選用SPRM系列熱敏式印表機。熱敏印表機串行接口與RS-232或TTL兼容，支持RTS/CTS及XON/XOFF握手協議，其與單片機的連接如圖6所示。

儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護範圍。