專利名稱：一種便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在防雷保護(hù)技術(shù)中對(duì)常規(guī)低壓電涌保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)特性校驗(yàn)及 避雷器計(jì)數(shù)器校驗(yàn)的儀器，尤其涉及一種便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
在低壓防雷保護(hù)中，按照國(guó)標(biāo)和規(guī)程規(guī)范要求，大量采用了電源、信號(hào)等的電涌保 護(hù)器。這些保護(hù)器中的保護(hù)元件通常以壓敏電阻和放電管作為核心元件。由于壓敏電阻或 放電管在靜態(tài)工作時(shí)長(zhǎng)期處于電源電壓作用之下，在電和熱的作用下不斷老化。為了監(jiān)測(cè) 電涌保護(hù)器的運(yùn)行壽命，保證其在雷擊過(guò)程中能可靠動(dòng)作，根據(jù)規(guī)程要求必須定期對(duì)電涌 保護(hù)器進(jìn)行沖擊波檢驗(yàn)和直流檢測(cè)，確保電涌保護(hù)器的運(yùn)行可靠性。目前在已有的電涌保 護(hù)器測(cè)試裝置中，均為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，重量大，不便攜帶，現(xiàn)場(chǎng)使用不便。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種便攜式防雷保護(hù)測(cè) 試裝置，其便于攜帶，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。該裝置包括依次連接的倍壓整流充電電路、沖擊波形成電路、沖擊峰值測(cè)量電路、 還包括分別與所述倍壓整流充電電路和所述沖擊波形成電路連接的自動(dòng)控制電路、以及用 于切換所述沖擊波形成電路工作模式的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；所述自動(dòng)控制電路控制所述倍壓整流充 電電路給所述沖擊波形成電路充電，充電達(dá)到預(yù)置值后當(dāng)沖擊波形成電路工作模式處于沖擊波輸出模式時(shí)，自動(dòng)控制電路啟動(dòng)所述沖擊 波形成電路生成沖擊電壓波和沖擊電流波，并輸出給所述沖擊峰值測(cè)量電路顯示沖擊電壓 波的電壓值和沖擊電流波的電流值；當(dāng)所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換沖擊波形成電路的工作模式為直流輸出模式時(shí)，所述自動(dòng)控 制電路啟動(dòng)所述沖擊波形成電路生成直流電壓和直流電流，并輸出給所述沖擊峰值測(cè)量電 路顯示直流電壓的電壓值和直流電流的電流值。具體地，所述自動(dòng)控制電路一端連接工頻交流電源，另一端通過(guò)第一常開(kāi)接點(diǎn)和 一個(gè)充電變壓器繞組與所述倍壓整流充電電路連接。所述沖擊波形成電路包括主電容，該主電容經(jīng)第二常開(kāi)接點(diǎn)后，依次串聯(lián)第一電 阻、電感和第三電阻，且在第二常開(kāi)接點(diǎn)與第一電阻之間并聯(lián)第二電阻；所述自動(dòng)控制電路 與所述第二常開(kāi)接點(diǎn)相連。所述沖擊峰值測(cè)量電路包括沖擊峰值電壓測(cè)量電路和沖擊峰值電流測(cè)量電路；所 述第三電阻的兩端通過(guò)并聯(lián)連接沖擊電阻分壓器與沖擊峰值電壓測(cè)量電路相連，所述第三 電阻的兩端通過(guò)串聯(lián)分流器與沖擊峰值電流測(cè)量電路相連。所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)包括第一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，第一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連接于所述主電 容和第二常開(kāi)接點(diǎn)之間，第二轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連接于電感與所述沖擊電阻分壓器之間。所述自動(dòng)控制電路由并接在工頻交流電源上的充電回路和放電回路，以及并接在
3直流電源上的放電控制電路、充電控制電路和電壓預(yù)制電路組成。所述沖擊波形成電路的第三電阻兩端設(shè)有用于連接電涌保護(hù)器的輸出端。由于本實(shí)用新型中的沖擊波形成電路可以同時(shí)用于生成沖擊組合波形和直流波 形，所以使得整個(gè)測(cè)試裝置體積重量都變得更小，從而更加便于攜帶，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。

附圖1為本實(shí)用新型一種便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為圖1中倍壓整流充電電路和沖擊波形成電路在一種實(shí)施方式中的電路 圖；附圖3為圖1中沖擊峰值測(cè)量電路在一種實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是圖1中自動(dòng)控制電路在一種實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)圖；附圖5是本實(shí)用新型的操作面板布置示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的目的就在于提供一種便攜式電涌保護(hù)器測(cè)試裝置，產(chǎn)生規(guī)程規(guī)定要 求的沖擊組合波波形和直流試驗(yàn)電壓。本實(shí)用新型適用于規(guī)程要求對(duì)已投入使用的電涌保 護(hù)器和避雷器計(jì)數(shù)器定期進(jìn)行的沖擊波和直流ImA動(dòng)作電壓的檢驗(yàn)，校核電涌保護(hù)器或避 雷器計(jì)數(shù)器的運(yùn)行性能。參考圖1，本實(shí)用新型的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置包括依次連接的倍壓整流充電 電路1、沖擊波形成電路2、沖擊峰值測(cè)量電路3，還包括分別與所述倍壓整流充電電路1和 所述沖擊波形成電路2連接的自動(dòng)控制電路4 ；其中沖擊波形成電路2內(nèi)設(shè)置有切換其工 作模式的選擇開(kāi)關(guān)，其工作模式包括沖擊波輸出模式和直流輸出模式；自動(dòng)控制電路4控 制倍壓整流充電電路1給沖擊波形成電路2充電，充電達(dá)到預(yù)置值后當(dāng)沖擊波形成電路2工作模式處于沖擊波輸出模式時(shí)，自動(dòng)控制電路4啟動(dòng)沖擊 波形成電路2生成沖擊電壓波和沖擊電流波，并輸出給沖擊峰值測(cè)量電路3顯示沖擊電壓 波的電壓值和沖擊電流波的電流值；當(dāng)沖擊波形成電路2的工作模式切換為直流輸出模式時(shí)，自動(dòng)控制電路4啟動(dòng)沖 擊波形成電路2生成直流電壓和直流電流，并輸出給沖擊峰值測(cè)量電路3顯示直流電壓的 電壓值和直流電流的電流值。參考圖2，圖1中的倍壓整流充電電路1由四個(gè)電容器C和四個(gè)硅堆D按常規(guī)二倍 壓整流電路連接成二級(jí)倍壓整流充電電路1，各硅堆D支路分別串聯(lián)充電限流電阻R ；充電變壓器繞組T經(jīng)由第一常開(kāi)節(jié)點(diǎn)J1-2串聯(lián)后接入倍壓整流電路1。其工作原理是由自動(dòng)控制電路4閉合常開(kāi)接點(diǎn)J1-2，由充電變壓器繞組T將工 頻電源升壓后，再經(jīng)二級(jí)倍壓整流充電電路1升壓、整流變成直流電壓，再經(jīng)充電電阻r向 主電容Cl充電。充電電壓由前第一分壓電阻Rll和前第二分壓電阻R12組成的前電阻分壓器分壓 后經(jīng)圖5所示面板上預(yù)置電壓和充電電壓共用的電壓表頭10顯示。圖1中的沖擊波形成電路2即一種直流和沖擊波轉(zhuǎn)換電路，參考圖2，其結(jié)構(gòu)是 沖擊波形成電路2包括一個(gè)充電電容Cl，該充電電容Cl經(jīng)第一選擇開(kāi)關(guān)K依次串聯(lián)第二常開(kāi)接點(diǎn)J2-2、第一電阻R1、電感L、第三電阻R3和沖擊分流器Rf ；在第一電阻Rl與沖擊分 流器Rf之間并聯(lián)有第二電阻R2 ；在第三電阻R3兩端通過(guò)第二選擇開(kāi)關(guān)K并聯(lián)有由R21 和R22組成的沖擊電阻分壓器和由R41和R42組成的直流電阻分壓器；在第一選擇開(kāi)關(guān)K 和第二選擇開(kāi)關(guān)K之間還設(shè)有一條由電阻R31構(gòu)成的直流支路；當(dāng)?shù)谝贿x擇開(kāi)關(guān)K與J2-2連接，第二選擇開(kāi)關(guān)K選擇連接L時(shí)，沖擊波形成電路 工作模式處于沖擊波輸出模式，自動(dòng)控制電路4控制第二常開(kāi)接點(diǎn)J2-2閉合，第三電阻R3 兩端生成的沖擊電壓波通過(guò)沖擊電阻分壓器R21和R22輸出至沖擊峰值測(cè)量電路3 ；當(dāng)?shù)?三電阻兩端連接電涌保護(hù)器時(shí)，與所述沖擊分流器連接的沖擊峰值測(cè)量電路顯示沖擊電流 波的電流值；當(dāng)?shù)谝贿x擇開(kāi)關(guān)K和第二選擇開(kāi)關(guān)K選擇連接該直流支路上的R31時(shí)，沖擊波形 成電路的工作模式為直流輸出模式，沖擊波形成電路生成直流電壓和直流電流通過(guò)直流電 阻分壓器輸出至所述沖擊峰值測(cè)量電路。其工作原理是當(dāng)充電電容Cl充滿電后，由自動(dòng)控制電路4閉合第二常開(kāi)接點(diǎn) J2-2，向沖擊波形成電路2放電，在第三電阻R3兩端得到標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)路沖擊電壓波和第三電 阻R3短路時(shí)的沖擊電流波。進(jìn)行SPD直流ImA動(dòng)作電壓試驗(yàn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S到直流試 驗(yàn)檔，兩個(gè)開(kāi)關(guān)K接通R31所在支路，自動(dòng)控制電路4閉合常開(kāi)接點(diǎn)J1-2使充電電容Cl充 電，當(dāng)檢測(cè)到流過(guò)R31的電流達(dá)到ImA時(shí)，輸出端由電阻R41和電阻R42組成的直流電阻分 壓器與沖擊峰值表頭相連指示直流電壓和直流電流數(shù)值。參考圖3，圖1中沖擊峰值測(cè)量電路3包括依次連接的沖擊電壓分壓器3. 1、快速 響應(yīng)電路3. 2、長(zhǎng)時(shí)延遲電路3. 3和峰值顯示3. 4。其工作原理是圖2中沖擊波形成電路2中的第三電阻R3兩端的沖擊電壓峰值經(jīng) 由后第一分壓電阻R21和后第二分壓電阻R22組成的沖擊電阻分壓器分壓后連接沖擊峰值 測(cè)量電路3，指示沖擊電壓峰值。當(dāng)?shù)谌娮鑂3兩端接電涌保護(hù)器(SPD)時(shí)流過(guò)的沖擊電流峰值在雙股帶狀對(duì)折 式?jīng)_擊分流器Rf上產(chǎn)生的電壓峰值接入同類型的沖擊峰值測(cè)量電路3，指示沖擊電流峰值。上述的快速響應(yīng)電路3. 2是采用小電阻和小電容組成RC快速峰值采集電路。長(zhǎng) 時(shí)延遲電路3. 3是采用大電阻和大電容組成的RC長(zhǎng)時(shí)延遲電路。峰值顯示電路3. 4是采 用ICL7107專用集成電路和四位數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其用以顯示沖擊峰值。參考圖4，圖1中的自動(dòng)控制電路4的結(jié)構(gòu)是由并接在工頻交流電源上的充電回 路4. 1和放電回路4. 2，以及并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(yù)制電路4. 5組成；
0036]所述的充電回路4. 1由第一充電繼電器Jl串聯(lián)第4常開(kāi)節(jié)點(diǎn)J4-2組成；所述的放電回路4. 2由第二放電繼電器J2串聯(lián)第3常閉節(jié)點(diǎn)J3_l組成；所述的直流電源由充電回路4. 1和充電電容Cl組成；所述的放電控制電路4. 3由第三放電控制繼電器J3串聯(lián)開(kāi)關(guān)管BG組成；所述的充電控制電路4. 4由依次串聯(lián)的第四充電控制繼電器J4、第三常開(kāi)接點(diǎn) J3-2及相互并聯(lián)的按鈕AN和第四常閉接點(diǎn)J4-1組成。其工作原理是電壓預(yù)置電路4. 5由外部人工預(yù)置好試驗(yàn)電壓，預(yù)置范圍0 6kV，啟動(dòng)開(kāi)始按鈕AN，第四充電控制繼電器J4吸合，第四常開(kāi)節(jié)點(diǎn)J4-2閉合，第一充電繼 電器Jl吸合，充電回路常開(kāi)節(jié)點(diǎn)J1-2閉合開(kāi)始充電；當(dāng)充電到達(dá)預(yù)置值時(shí)，比較信號(hào)開(kāi)關(guān) 管BG導(dǎo)通，第三放電控制繼電器J3吸合，常閉節(jié)點(diǎn)J3-1打開(kāi)，第二放電繼電器J2失電后， 放電回路第二放電繼電器J2-2節(jié)點(diǎn)閉合放電，同時(shí)第三常開(kāi)接點(diǎn)J3-2打開(kāi)，第四充電控制 繼電器J4失電使第一充電繼電器Jl失電，充電停止，完成一次試驗(yàn)。本實(shí)用新型測(cè)試裝置的整個(gè)工作過(guò)程如下當(dāng)充電變壓器繞組T經(jīng)二級(jí)倍壓整流充電電路1向沖擊波形成電路2的充電電容 Cl充滿電后，自動(dòng)控制電路4自動(dòng)啟動(dòng)沖擊波形成電路2，在沖擊波輸出端得到標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)路 沖擊電壓波或短路沖擊電流波。沖擊波輸出端并聯(lián)連接沖擊電阻分壓器后，與沖擊峰值電 壓測(cè)量電路相連，指示峰值電壓數(shù)值；同時(shí)輸出端串聯(lián)用于測(cè)量沖擊電流的雙股帶狀對(duì)折 式?jīng)_擊分流器Rf與沖擊峰值電流測(cè)量電路相連，指示峰值電流數(shù)值。一次試驗(yàn)完成后，由 自動(dòng)控制電路4控制，使倍壓整流電路1和沖擊波形成電路2回到初始準(zhǔn)備狀態(tài)，以便進(jìn)行 下一次測(cè)試。當(dāng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)到直流試驗(yàn)檔，沖擊波形成電路2進(jìn)入直流輸出模式，自動(dòng)控制 電路4啟動(dòng)直流試驗(yàn)程序，沖擊波形成電路的輸出端由直流電阻分壓器與沖擊峰值測(cè)量電 路相連指示直流電壓和直流電流數(shù)值。試驗(yàn)完成后，由自動(dòng)控制電路4將倍壓整流電路1 復(fù)位，使各電路進(jìn)入初始準(zhǔn)備狀態(tài)。圖5是本實(shí)用新型測(cè)試裝置的操作面板的布置示意圖，其中操作按鈕有三個(gè)正 電壓預(yù)置按鈕5、負(fù)電壓預(yù)置按鈕6和充放電開(kāi)始按鈕7。沖擊峰值電壓表8顯示沖擊峰值 電壓或直流電壓；沖擊峰值電流表9顯示沖擊峰值電流或直流電流；直流電壓表10顯示預(yù) 置電壓和充電電壓，開(kāi)始充電后，直流電壓表10顯示沖擊形成電路2中充電電容Cl當(dāng)前的 充電電壓；轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S為直流和沖擊試驗(yàn)兩種工作模式進(jìn)行切換的控制開(kāi)關(guān)。由上述技術(shù)方案可知，當(dāng)被檢驗(yàn)的電涌保護(hù)器(SPD)或避雷器計(jì)數(shù)器與本實(shí)用新 型的防雷保護(hù)測(cè)試裝置連接以后，按照待測(cè)試對(duì)象的額定試驗(yàn)參數(shù)通過(guò)電壓預(yù)置按鈕5和 6調(diào)整預(yù)置電壓，直流電壓表10顯示預(yù)置電壓，當(dāng)按下“開(kāi)始”試驗(yàn)按鈕后，防雷保護(hù)測(cè)試裝 置自動(dòng)完成上述的測(cè)試過(guò)程，測(cè)量表頭8或9指示出當(dāng)前的試驗(yàn)參數(shù)。本實(shí)用新型的防雷保護(hù)測(cè)試裝置滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定的沖擊組合波的波形要求，輸出波 形由單一電路產(chǎn)生；直流高壓電路由二倍壓整流充電電路組成，降低了對(duì)工頻充電電壓的 要求，從而可以降低成本提高產(chǎn)品的性價(jià)比；其中的自動(dòng)控制電路實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，保證 充放電和測(cè)量過(guò)程自動(dòng)完成。由于本實(shí)用新型中的沖擊波形成電路可以同時(shí)用于生成沖擊 組合波形和直流波形，所以使得整個(gè)測(cè)試裝置體積重量都變得更小，從而更加便于攜帶，方 便現(xiàn)場(chǎng)使用。以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何 在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于包括依次連接的倍壓整流充電電路、沖擊波形成電路、沖擊峰值測(cè)量電路，還包括分別與所述倍壓整流充電電路和所述沖擊波形成電路連接的自動(dòng)控制電路，所述沖擊波形成電路中包括有用于切換其工作模式的第一選擇開(kāi)關(guān)和第二選擇開(kāi)關(guān)；所述自動(dòng)控制電路控制所述倍壓整流充電電路給所述沖擊波形成電路充電；充電達(dá)到預(yù)置值后，當(dāng)沖擊波形成電路工作模式處于沖擊波輸出模式時(shí)，所述自動(dòng)控制電路啟動(dòng)所述沖擊波形成電路生成沖擊電壓波和沖擊電流波，沖擊波形成電路輸出該沖擊電壓波和沖擊電流波給所述沖擊峰值測(cè)量電路顯示沖擊電壓波的電壓值和沖擊電流波的電流值；當(dāng)沖擊波形成電路的工作模式為直流輸出模式時(shí)，所述自動(dòng)控制電路啟動(dòng)所述沖擊波形成電路生成直流電壓和直流電流，并輸出給所述沖擊峰值測(cè)量電路顯示直流電壓的電壓值和直流電流的電流值。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述自動(dòng)控制電路通 過(guò)第一常開(kāi)接點(diǎn)和充電變壓器繞組與所述倍壓整流充電電路連接。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述沖擊波形成電路 包括充電電容，該充電電容經(jīng)第一選擇開(kāi)關(guān)依次串聯(lián)第二常開(kāi)接點(diǎn)、第一電阻、電感、第三 電阻和沖擊分流器；在第一電阻與沖擊分流器之間并聯(lián)有第二電阻；在第三電阻兩端通過(guò) 第二選擇開(kāi)關(guān)并聯(lián)有沖擊電阻分壓器和直流電阻分壓器；當(dāng)沖擊波形成電路工作模式處于沖擊波輸出模式時(shí)，所述自動(dòng)控制電路控制所述第二 常開(kāi)接點(diǎn)閉合，所述第三電阻兩端生成的沖擊電壓波通過(guò)所述沖擊電阻分壓器輸出至所述 沖擊峰值測(cè)量電路；當(dāng)?shù)谌娮鑳啥诉B接電涌保護(hù)器時(shí)，與所述沖擊分流器連接的沖擊峰 值測(cè)量電路顯示沖擊電流波的電流值；在所述第一選擇開(kāi)關(guān)和第二選擇開(kāi)關(guān)之間還設(shè)有一條直流支路，當(dāng)所述第一選擇開(kāi)關(guān) 和第二選擇開(kāi)關(guān)選擇連接該直流支路時(shí)，沖擊波形成電路的工作模式為直流輸出模式，沖 擊波形成電路生成直流電壓和直流電流通過(guò)直流電阻分壓器輸出至所述沖擊峰值測(cè)量電 路。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述沖擊峰值測(cè)量電 路包括依次串聯(lián)的沖擊電壓分壓器、快速響應(yīng)電路、長(zhǎng)時(shí)延遲電路、峰值顯示電路。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述快速響應(yīng)電路是 由電阻和電容組成的快速峰值采集電路；所述峰值顯示電路包括集成電路和四位數(shù)碼管， 用于顯示沖擊峰值。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述自動(dòng)控制電路包 括并接在工頻交流電源上的充電回路和放電回路，以及并接在直流電源上的放電控制電 路、充電控制電路和電壓預(yù)制電路。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其特征在于所述充電回路由第一充電繼電器串聯(lián)第四常開(kāi)節(jié)點(diǎn)組成；所述的放電回路由第二放電繼電器串聯(lián)第三常閉節(jié)點(diǎn)組成；所述的放電控制電路由第三放電控制繼電器串聯(lián)開(kāi)關(guān)管組成；所述的充電控制電路包括依次串聯(lián)的第四充電控制繼電器、第三常開(kāi)接點(diǎn)、相互并聯(lián) 的按鈕和第四常閉接點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種便攜式防雷保護(hù)測(cè)試裝置，其包括依次連接的倍壓整流充電電路、沖擊波形成電路、沖擊峰值測(cè)量電路，還包括分別與所述倍壓整流充電電路和所述沖擊波形成電路連接的自動(dòng)控制電路，所述沖擊波形成電路中包括有用于切換其工作模式的第一選擇開(kāi)關(guān)和第二選擇開(kāi)關(guān)；由于本實(shí)用新型中的沖擊波形成電路可以同時(shí)用于生成沖擊組合波形和直流波形，所以使得整個(gè)測(cè)試裝置體積重量都變得更小，從而更加便于攜帶，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。
文檔編號(hào)G01R35/00GK201681126SQ20092026377
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者余南華, 周文俊, 喻劍輝, 曹麗娟, 梁曉兵, 胡巨, 邱凌, 高新華, 黃曙, 龍超 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院