專利名稱：電力專用鉗形萬用表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在電力系統(tǒng)380V及以下電壓等級(jí)中使用的電力專用鉗形萬用表。
背景技術(shù)：
目前，在電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、檢修、稽查中，常使用普通鉗形萬用表，普通鉗形萬用表是針對(duì)電工、電子行業(yè)研制生產(chǎn)的，大部分測(cè)量參數(shù)不針對(duì)電力生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)。 隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的檢修、檢測(cè)技術(shù)要求不斷提高，在常規(guī)檢測(cè)工作中，除需要測(cè)量顯示電壓、電流、功率、相角、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)外，電能質(zhì)量、電壓和電流波形、計(jì)量裝置的CT變比、電度表接線分析等都是不可缺少的檢測(cè)、檢修工作，現(xiàn)已有的可用測(cè)量表計(jì)，不能滿足要求，也沒有集眾多功能于一體的便攜設(shè)備。本發(fā)明提供了一種針對(duì)電力配電網(wǎng)設(shè)備所使用的便攜式測(cè)量、檢測(cè)以及電能分析所用的電力專用鉗形萬用表。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合在電力系統(tǒng)低壓配電網(wǎng)中使用的電力專用鉗形萬用表，為了達(dá)到上述目的，采用了以下技術(shù)方案該電力專用鉗形萬用表設(shè)有雙路電流輸入量，一路來自側(cè)上小開口矩形電流互感器，另一路來自鉗形電流互感器，設(shè)有一路高精度電壓采集輸入，對(duì)應(yīng)電路分別是鉗形電流互感器的輸出經(jīng)采樣電阻Rl將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，接電阻Rll至運(yùn)算放大器U2的輸入端，U2的輸出經(jīng)電阻R2和電容Cl至CPU的 pin2;側(cè)上小開口矩形電流互感器的輸出經(jīng)采樣電阻R3將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，接電阻Rl2和Rl3至運(yùn)算放大器U3、U4的輸入端，U3、U4的輸出經(jīng)電阻R4和電容C2、R5和 C3至CPU的pin3、pin4 ；電壓分壓電路的輸出，一路經(jīng)R14、R15至TO、U6的輸入，其輸出經(jīng) R6、R7和C4、C5至CPU的pin5、pin6，電壓分壓電路輸出的另一路經(jīng)RlO接U7的輸入，其輸出經(jīng)U8(施密特門電路)至CPU的pinl3。側(cè)上小開口矩形電流互感器由固定鐵芯、活動(dòng)鐵芯及手柄兩部分組合構(gòu)成，通過銷釘和彈簧保持固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯開啟與嚙合，固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯上都裝有線圈和絕緣塑料外殼，電力專用鉗形萬用表的表體上設(shè)有操作鍵盤、液晶顯示屏、電流輸入端子和電壓輸入端子。本發(fā)明由于采用了雙電流輸入量和一路高精度電壓采集輸入，使在線校驗(yàn)單相計(jì)量裝置、檢測(cè)計(jì)量裝置的故障成為可能，本萬用表可測(cè)量顯示常規(guī)電力參數(shù)，還可實(shí)時(shí)測(cè)量低壓計(jì)量裝置的CT變比，查驗(yàn)電度表接線，是一種實(shí)用電力表計(jì)。


圖1電力專用鉗形萬用表結(jié)構(gòu)方框圖；在圖中，鉗形電流互感器為1、側(cè)上小開口矩形電流互感器2、電壓分壓電路3、電流信號(hào)放大電路4、5、電壓信號(hào)放大電路6、鎖相信號(hào)轉(zhuǎn)換電路7、液晶顯示模塊8、CPU(低功耗單片機(jī))9、電源及濾波電路10、鍵盤11、時(shí)鐘及存儲(chǔ)電路12。圖2電力專用鉗形萬用表接線原理圖；圖3電力專用鉗形萬用表外形示意圖；在圖中，活動(dòng)鐵芯及手柄為13、固定鐵芯14、電流輸入端子15、電壓輸入端子16。圖4電力專用鉗形萬用表A-A向剖視圖；在圖中，絕緣塑料外殼為17、線圈18、鐵芯19。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案、電路結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。由圖1、圖2可知，電力專用鉗形萬用表設(shè)有雙路電流互感器的二次電流輸入，一路來自鉗形電流互感器1，另一路來自側(cè)上小開口矩形電流互感器2，其對(duì)應(yīng)電路是鉗形電流互感器1的輸出經(jīng)采樣電阻Rl將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，接電阻Rl 1至運(yùn)算放大器U2的輸入端，U2的輸出經(jīng)電阻R2和電容Cl至CPU的pin2 ；側(cè)上小開口矩形電流互感器 2的輸出經(jīng)采樣電阻R3將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，接電阻R12和R13至運(yùn)算放大器U3、 U4的輸入端，U3、U4的輸出經(jīng)電阻R4和電容C2、R5和C3至CPU的pin3、pin4 ；電壓分壓電路3為高精度分壓，其電阻采用R8 QOOkQ)和RiK200Q)的精密電阻進(jìn)行分壓的輸出，其輸出一路經(jīng)R14、R15至U5、U6的輸入，其輸出經(jīng)R6、R7和C4、C5至CPU的pin5、pin6，電壓分壓電路輸出的另一路經(jīng)RlO接U7的輸入，其輸出經(jīng)U8 (施密特門電路)至CPU的pinl3。由圖3、圖4可知，側(cè)上小開口矩形電流互感器由固定鐵芯14、活動(dòng)鐵芯13及手柄兩部分組合構(gòu)成，通過銷釘和彈簧保持固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯開啟與嚙合，側(cè)上小開口矩形電流互感器的固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯上都裝有線圈18和絕緣塑料外殼19，電力專用鉗形萬用表的表體上設(shè)有操作鍵盤11、液晶顯示屏8、電流輸入端子15、電壓輸入端子16。電子元器件的采用和電路特征為電流信號(hào)放大電路4中，是用U2 (單電源供電運(yùn)放TLC2272)構(gòu)成的正向比例放大電路，并疊加一個(gè)直流量。電流信號(hào)放大電路5中，是用U3、U4(均為單電源供電運(yùn)放TLC2272)構(gòu)成的正向比例放大電路，并疊加一個(gè)直流量，其中U3放大5倍，U4放大50倍。電壓信號(hào)放大電路6中，是用TO、U6(均為單電源供電運(yùn)放 TLC2272)構(gòu)成的正向比例放大電路，并疊加一個(gè)直流量，其中U5放大5倍，TO放大50倍。 鎖相信號(hào)轉(zhuǎn)換電路7中，由U7 (單電源供電運(yùn)放TLC2272)構(gòu)成的電壓比較器，將市電的正弦波轉(zhuǎn)換為方波，并用帶施密特觸發(fā)功能的與非門芯片(CD4093)進(jìn)行整形，輸入到CPU進(jìn)行鎖相。液晶顯示模塊8是128*64點(diǎn)的高亮度的OLED顯示模塊，通過8位并口進(jìn)行操作。 CPU (低功耗單片機(jī))9采用的是超低功耗混合信號(hào)處理器(單片機(jī))，片上自帶8通道12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能同時(shí)對(duì)電壓電流等幾路信號(hào)進(jìn)行同步數(shù)字量化，片上IO 口可對(duì)液晶顯示模塊8、以及時(shí)鐘及存儲(chǔ)電路12中的U9Q4C256)掉電存儲(chǔ)器，UlO (PCF8583時(shí)鐘芯片)，進(jìn)行讀寫操作。電源及濾波電路10中，電池是兩節(jié)7號(hào)電池，Sl是自鎖開關(guān)，電容0. luF，10uF 等是濾波去耦電容；鍵盤11為微動(dòng)開關(guān)組成的4*4矩陣鍵盤。本發(fā)明由于采用了雙電流輸入量和一路高精度電壓采集輸入，使在線校驗(yàn)單相計(jì)量裝置(帶CT或不帶CT)綜合誤差及電表誤差，在線實(shí)測(cè)每相的功率及功率因數(shù)，檢測(cè)單 /三相電能表(帶CT或不帶CT)基本誤差及整體計(jì)量裝置的綜合誤差，檢測(cè)計(jì)量裝置的故障成為可能。本萬用表可測(cè)量并顯示電壓、電流、功率、相角、功率因數(shù)、頻率，誤差值，相量圖等多種電參量；實(shí)時(shí)測(cè)量低壓計(jì)量裝置的CT變比；顯示現(xiàn)場(chǎng)單相、三相實(shí)際相量圖，查找電度表接線錯(cuò)誤，可顯示電壓、電流的波形圖，進(jìn)行I-M次諧波分析。
在本發(fā)明中，未說明的電子元器件、材料，都選用國(guó)標(biāo)通用的器件、材料，每個(gè)元器件的具體接線，按元件要求執(zhí)行，在此不做詳細(xì)說明。
權(quán)利要求
1.一種電力專用鉗形萬用表，包括鉗形電流互感器、側(cè)上小開口矩形電流互感器、電壓分壓電路、電流信號(hào)放大電路、電壓信號(hào)放大電路、鎖相信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示模塊、 CPU(低功耗單片機(jī))，其特征在于電力專用鉗形萬用表設(shè)有雙路電流輸入，一路來自用側(cè)上小開口矩形電流互感器O)，另一路來自鉗形電流互感器(1)，設(shè)有一路高精度電壓采集輸入，其對(duì)應(yīng)電路是鉗形電流互感器(1)的輸出經(jīng)采樣電阻Rl將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，接電阻Rll至運(yùn)算放大器U2的輸入端，U2的輸出經(jīng)電阻R2和電容Cl至CPU的pin2 ； 側(cè)上小開口矩形電流互感器( 的輸出經(jīng)采樣電阻R3將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，接電阻Rl2和Rl3至運(yùn)算放大器U3、U4的輸入端，U3、U4的輸出經(jīng)電阻R4和電容C2、R5和C3 至CPU的pin3、pin4;電壓分壓電路(3)的輸出，一路經(jīng)R14、R15至TO、TO的輸入，其輸出經(jīng)R6、R7和C4、C5至CPU的pin5、pin6，電壓分壓電路輸出的另一路經(jīng)RlO接U7的輸入， 其輸出經(jīng)U8(施密特門電路)至CPU的pinl3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力專用鉗形萬用表，其特征在于側(cè)上小開口矩形電流互感器由固定鐵芯(14)、活動(dòng)鐵芯(13)及手柄兩部分組合構(gòu)成，通過銷釘和彈簧保持固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯開啟與嚙合，電力專用鉗形萬用表的表體上設(shè)有操作鍵盤(11)、液晶顯示屏 ⑶、電流輸入端子(15)、電壓輸入端子(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力專用萬用表，其特征在于側(cè)上小開口矩形電流互感器的固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯上裝有線圈(18)和絕緣塑料外殼(19)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力專用鉗形萬用表，該萬用表設(shè)有雙路電流輸入量，一路來自側(cè)上小開口矩形電流互感器，另一路來自鉗形電流互感器，設(shè)有一路高精度電壓采集輸入；側(cè)上小開口矩形電流互感器由固定鐵芯、活動(dòng)鐵芯及手柄兩部分組合構(gòu)成，通過銷釘和彈簧保持固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯開啟與嚙合，萬用表的表體上設(shè)有操作鍵盤、液晶顯示屏、電流輸入端子和電壓輸入端子。由于萬用表的輸入量不同于其它表計(jì)，使在線校驗(yàn)單相計(jì)量裝置和裝置的故障成為可能，本表可測(cè)量顯示常規(guī)電力參數(shù)，還可實(shí)時(shí)測(cè)量低壓計(jì)量裝置的CT變比，查驗(yàn)電度表接線，是一種實(shí)用的電力檢測(cè)萬用表。
文檔編號(hào)G01R15/12GK102279299SQ201110180260
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者劉凱, 李洪亮, 王力, 王宏偉, 鄧曉峰, 野慶池 申請(qǐng)人:保定供電公司, 保定市深藍(lán)電力科技有限公司