浪湧保護器熱穩定測試裝置的製作方法
2023-05-19 16:35:21 1
專利名稱：浪湧保護器熱穩定測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及元器件電性能測試領域，尤其涉及一種浪湧保護器熱穩定測試裝置。
背景技術：
浪湧保護器(SPD)，也常稱為電湧保護器，是一種為電子設備、儀器儀表、通訊線路 提供安全保護的電子裝置。當電氣迴路或通信線路中因外界幹擾(如雷擊)突然產生尖峰 電流或電壓時，浪湧保護器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪湧對迴路中其它設備 的損害。作為電路中極為重要的部分，浪湧保護器本身的安全性和可靠性至關重要。熱穩定性能是浪湧保護器電氣性能中很重要的內容，對此，IEC61643-1 :1998、 GB18802. 1-2002均對測試標準進行了規定(1)耐熱試驗SPD在環境溫度為80C 士 5K的加熱箱中保持24h。試驗時，SPD的內部脫離器不
應動作。(2)熱穩定試驗試驗要求任何電壓開關元件應用銅導線短路，銅導線的直徑應使其在試驗時不會熔化。應 對每種保護模式進行試驗；但是如果某些保護模式是相同的，允許僅對配置最嚴酷的保護 模式進行試驗。試驗程序有兩種不同的情況-----如果SPD僅包括電壓限制的元件，採用a)試驗程序；-----如果SPD包括電壓限制和電壓開關元件。採用b)試驗程序。a)沒有開關元件與其他元件串聯的SPD的試驗程序試品連接到工頻電源；電源電壓應足夠高以便SPD有電流流過；對於該試驗，電流 調整為一恆定值；電流按下列規定值逐級增加2，5，10，20，40，80，160，320，640 和 IOOOmA 的有效值或相應峰值，誤差土 10%。如果已知，起始點可從2mA變到最大功耗。每次通電應達到熱平衡(即在IOmin 內溫度的變化小於2K)，試驗時，連續監測SPD最高表面溫度點(僅對易觸及的SPD)和流過 SPD的電流(可以通過初始試驗或進行多點監測以確定最高表面溫度點)。如果一個SPD 脫離器動作，試驗終止。為了避免脫離器的任何故障，不應再增加電壓。如果在SPD接線端 子間的電壓低於Uc，調回Uc並保持15min，且電流不再調節。為此，需要一個具有短路電流 承受能力的工頻電源，在任何脫離器動作前，它不會限制電流。最大電流值不應超過脫離器 短路耐受能力的最大規定值。b)有開關元件與其他元件串聯的SPD的試驗程序SPD採用電壓為Uc的工頻電源供電，電源應具有短路電流能力，在任何脫離器動作 前它不會限制電流。最大可達到的電流值不應超過製造廠聲明的短路耐受能力。[0018]如果沒有明顯的電流流過，應接著進行a)試驗程序。注「沒有明顯的電流」的含義是指SPD沒有進入導通轉換的突變狀態(即SPD保 持熱穩定)。合格判別標準如果脫離器動作，SPD應有明顯的、有效和永久斷開的跡象。為了驗證該要求，應採 用等於Uc的工頻電壓施加lmin，流過的電流不應超過0. 5mA(有效值)對於多個非線性原 件並聯，並且每一個原件都有一個獨立脫離器的產品，應在所有脫離器都動作後進行驗證。戶內型SPD 試驗時表面溫升應小於120K。在脫離器動作5min後，表面溫度不應 超過周圍環境溫度80K。在試驗過程中，應沒有固體材料噴濺。戶外型SPD 應沒有燃燒的跡象，並沒有固體材料噴濺。易觸及的SPD 測試後，對防護等級大於或等於IP20的SPD，使用標準試指施加5N 的力(見GB/T 4208)不應觸及帶電部件，除了 SPD按正常使用安裝後在試驗前已可觸及的 帶電部分外。目前的電湧保護器熱穩定測試設備主要採用恆流，電路結構採用振蕩電路的原理 形成某一高壓，電路採用恆流的方向，這種原理主要用於電氣設備的耐壓測試。現有技術中的這種設備雖然可以完成電湧保護器脫扣裝置的測試，但存在一定的 問題，IEC61643-1 1998中規定用工頻的電壓測試，有的測試設備輸出地電壓不是工頻，有 的測試設備採用高壓直流，雖然在一定程度上能夠反映SPD脫扣的動作情況，但當SPD出現 短路現象時，容易出現測試設備內部電路損壞現象，有的甚至影響供電的安全，存在設備工 作可靠性低的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種安全、高效、準確的浪湧保護器熱穩定測試裝置，克 服現有技術安全可靠性不足的問題。為達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種浪湧保護器熱穩定測試裝置，包括試驗電路、測量電路、過載保護電路，試驗 電路分別與測量電路、過載保護電路電連接，其特徵在於，所述試驗電路包括依次串聯的調 壓器、固態繼電器、升壓變壓器、可調電阻負載箱及若干功能控制開關，並且與試品串聯。上述技術方案中，試驗電路對220V交流電壓進行調壓、升壓後輸出0 1500V交 流電壓，並調節主迴路輸出2mA IOA交流電流；測量電路對試品進行實時的電壓、電流監 測；過載保護電路在試品短路時提供過流保護，並在試品發生熱脫扣時發出測試結束信號。所述功能控制開關包括測試開關、停止開關、復位開關、升壓開關及降壓開關，以 上各功能控制開關均由按鈕及與其電連接的普通繼電器組成。所述過載保護電路包括電流互感器、電流繼電器，用於試驗過程中被試品擊穿短 路時的過流保護。所述測量電路包括4位數碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓值和電 流值。本實用新型採用固態繼電器(SSR)作為整個裝置的主要控制器件，它是一種有繼 電特性的無觸點式電子開關。具有壽命長、可靠性高、開關速度快、電磁幹擾小、無噪聲、無火花等特點。試驗電路中所有的功能都是通過繼電器自鎖功能而驅動固態繼電器實現的。本實用新型採用固態繼電器為主控繼電器，通過繼電器自鎖功能驅動固態繼電器 來實現試驗電路的控制，可有效提高其他繼電器的使用壽命，從而保證了測試裝置安全性 及性能穩定性。
圖1為本實用新型的原理示意圖；圖2為本實用新型具體實施方式
中過載保護電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明 如附圖1所示，本實用新型包括試驗電路、測量電路、過載保護電路，試驗電路分 別與測量電路、過載保護電路電連接，其特徵在於，所述試驗電路包括依次串聯的調壓器、 固態繼電器、升壓變壓器、可調電阻負載箱及若干功能控制開關，並且與試品串聯。試驗電 路對220V交流電壓進行調壓、升壓後輸出0 1500V交流電壓，並調節主迴路輸出2mA IOA交流電流；測量電路對試品進行實時的電壓、電流監測；過載保護電路在試品短路時提 供過流保護，並在試品發生熱脫扣時發出測試結束信號。所述功能控制開關包括測試開關、停止開關、復位開關、升壓開關及降壓開關，各 功能控制開關均由按鈕及與其電連接的普通繼電器組成。本具體實施方式
中，採用輸入控 制電壓為12V，輸出負載電流為5A的固態繼電器。所述可調電阻負載箱由不同數量的線繞電阻串聯而成，總阻值150 3500歐姆的 範圍內可調。所述測量電路包括4位數碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓值和電 流值。所述保護電路包括電流互感器、電流繼電器，用於試驗過程中被試品擊穿短路時 的過流保護，具體電路原理圖如附圖2所示，電流互感線圈測量主迴路中電流值，輸出為交 流電流值，經過R2取樣後，通過D1進行整流，通過C1, C2和R3組成的濾波電路後，轉化成一 個12V內的低電平直流信號，輸入比較電路中的AR2，與設備的過載電流閾值(閾值已由電 位器R1和運放AR1設定)比較，若大於閾值，則進入過載保護狀態，繼電器K1與試驗迴路斷 開，從而終止試驗。正常測試的狀態下，繼電器K1處在常閉狀態。圖中D2為保護二極體，用 以保護三極體免受繼電器反衝電壓的損壞。使用本實用新型進行測試時，如附圖1所示，將試品固定安裝完畢後，打開測試開 關，通過升壓，降壓開關調節調壓器，使得變壓器的電壓按測試的需求變化，即測試迴路中 的電流為一個恆定值。設備中採用4位數碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓 值和電流值，為測試迴路的電流調節提供重要參數。通過對測試、停止、復位等功能開關的 操作，實現測試時的功能控制。上述操作通過繼電器的自鎖功能而保持需要的測試狀態，這 一狀態是通過普通繼電器將一個測試狀態轉化成一個高、低電平，並將這一電平輸入固態 繼電器，由固態繼電器實現所操作的功能。為保證在進行上述操作時繼電器的使用壽命，故 採用固態繼電器實現。由於普通繼電器在常開或常閉狀態切換時，其動作的觸電處會發生打火現象，隨著動作次數的增多，觸電較易損壞，而採用固態繼電器具有無火花的特點，則不會出現此類打火情況，從而保證了測試裝置的安全性和性能穩定性。
權利要求一種浪湧保護器熱穩定測試裝置，包括試驗電路、測量電路、過載保護電路，試驗電路分別與測量電路、過載保護電路電連接，其特徵在於，所述試驗電路包括依次串聯的調壓器、固態繼電器、升壓變壓器、可調電阻負載箱及若干功能控制開關，並且與試品串聯。
2.如權利要求1所述浪湧保護器熱穩定測試裝置，其特徵在於，所述測量電路包括4位 數碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓值和電流值。
3.如權利要求1所述浪湧保護器熱穩定測試裝置，其特徵在於，所述固態繼電器的輸 入控制電壓為12V，輸出負載電流為5A。
4.如權利要求1所述浪湧保護器熱穩定測試裝置，其 特徵在於，所述功能控制開關包 括測試開關、停止開關、復位開關、升壓開關及降壓開關，以上各功能控制開關均由按鈕及 與其電連接的普通繼電器組成。
5.如權利要求1所述浪湧保護器熱穩定測試裝置，其特徵在於，所述可調電阻負載箱 由不同數量的線繞電阻串聯而成，總阻值150 3500歐姆的範圍內可調。
專利摘要本實用新型公開了一種浪湧保護器熱穩定測試裝置，包括試驗電路、測量電路、過載保護電路，試驗電路分別與測量電路、過載保護電路電連接，其特徵在於，所述試驗電路包括依次串聯的調壓器、固態繼電器、升壓變壓器、可調電阻負載箱及若干功能控制開關，並且與試品串聯。本實用新型採用固態繼電器為主控繼電器，通過繼電器自鎖功能驅動固態繼電器來實現試驗電路的控制，可有效提高其他繼電器的使用壽命，從而保證了測試裝置安全性及性能穩定性。
文檔編號G01R31/00GK201740830SQ20102028126
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者唐宏科, 李祥超, 趙學餘 申請人:南京信息工程大學