專利名稱：一種電力綜合試驗車接地保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種高壓電カ設(shè)備的接地保護裝置，特別是ー種電カ綜合試驗車接地保護裝置，屬于電エ技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
綜合電力實驗車為車載式集約化計算機控制試驗系統(tǒng)，以汽車為載體，試驗系統(tǒng)的各部件以積木式結(jié)構(gòu)安裝于車內(nèi)，由計算機控制完成試驗工作。所述車載儀器均為高壓試驗儀器，可靠的接地是保障人身安全和試驗工作順利完成的首要任務(wù)。原來綜合電カ實驗車的輪胎是絕緣輪胎，很容易實現(xiàn)綜合電カ實驗車是否接地的檢測，目前綜合電力實驗車的輪胎，均采用了導(dǎo)電輪胎，它可以把綜合電カ實驗車在運行中產(chǎn)生的靜電釋放到地。但在電カ設(shè)備試驗工作中，導(dǎo)電輪胎接地不符合電カ試驗中接地保護規(guī)程嚴格要求。必須要車架直接接地才符合電カ試驗中接地保護規(guī)程的要求。而導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地，它們的接地阻抗只有微小差別。從接地阻抗轉(zhuǎn)換成電壓信號的大小來看，已經(jīng)無法分辯綜合電カ實驗車是否安全接地。因為迫切需要開發(fā)出ー種能分辨導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的綜合電力實驗車接地保護裝置。

實用新型內(nèi)容針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出了ー種能分辨導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的綜合電カ實驗車接地保護裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的ー種電カ綜合試驗車接地保護裝置，包含模擬檢測控制模塊、上電執(zhí)行電路、單片機數(shù)字檢測控制模塊、上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊；所述模擬檢測控制模塊根據(jù)獲得的導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號進行比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電カ綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述單片機數(shù)字檢測控制模塊獲取模擬檢測控制模塊的信息，經(jīng)過比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電カ綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊均受單片機系統(tǒng)控制。優(yōu)選的，所述模擬檢測控制模塊，包含阻抗光電隔離取樣電路、指數(shù)運算電路、信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路、濾波比較電路；所述阻抗光電隔離取樣電路獲取導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號，然后經(jīng)指數(shù)運算電路進行指數(shù)運算，再經(jīng)信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路進行處理，最后到濾波比較電路進行比較。優(yōu)選的，所述單片機數(shù)字檢測控制模塊，包含單片機系統(tǒng)、信號采樣器、脈寬采樣器；所述信號采樣器獲取阻抗光電隔離取樣電路獲得的信號，然后輸入單片機系統(tǒng)；所述單片機系統(tǒng)獲取經(jīng)指數(shù)運算電路運算后的信號；所述脈寬采樣器獲取經(jīng)信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的信號，再輸入單片機系統(tǒng)；所述單片機系統(tǒng)對獲得的信息進行處理。優(yōu)選的，所述顯示模塊在上電執(zhí)行電路工作時用來顯示電力綜合試驗車上正在試驗的儀器。[0009]優(yōu)選的，所述聲、光報警模塊在模擬檢測控制模塊、單片機數(shù)字檢測控模塊制均未給上電執(zhí)行電路工作的指令情況下，發(fā)出聲、光報警。優(yōu)選的，所述上位機，用于進行人機通信。由于上述技術(shù)方案的運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點本實用新型所述的電カ綜合試驗車接地保護裝置能精確地區(qū)別電カ綜合試驗車的導(dǎo)電輪胎接地和機架直接接地的接地阻抗微小差異，從而正確的判斷出電カ綜合試驗車是否安全接地；本方案采用模擬檢測控制模塊和單片機數(shù)字檢測控制模塊分別對電カ綜合試驗車是否安全接地進行檢測；當確定是安全接地的情況下，才控制上電執(zhí)行電路給電カ綜合試驗車上的試驗儀器上電，給試驗人員提供了安全保護。

附圖I為本實用新型所述的電カ綜合試驗車接地檢測保護裝置的原理框圖；附圖2為本實用新型所述的電カ綜合試驗車接地檢測保護裝置的軟件程序框圖；附圖3為指數(shù)放大器的模型電路圖；附圖4為指數(shù)放大器的實用電路圖；附圖5為脈沖寬度發(fā)生電路；附圖6為指數(shù)放大器的原始信號的輸出波形圖附圖7為指數(shù)放大器的的指數(shù)放大后信號的輸出波形圖其中1、模擬檢測控制模塊；2、單片機數(shù)字檢測控制模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進ー步的詳細說明。如附圖1、2所述的ー種電カ綜合試驗車接地保護裝置，包含模擬檢測控制模塊I、上電執(zhí)行電路、單片機數(shù)字檢測控制模塊2、上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊；所述模擬檢測控制模塊I根據(jù)獲得的阻抗信號進行比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電カ綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述單片機數(shù)字檢測控制模塊2獲取模擬檢測控制模塊的信息，經(jīng)過比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電カ綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊均受單片機系統(tǒng)控制。所述模擬檢測控制模塊1，包含阻抗光電隔離取樣電路、指數(shù)運算電路、信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路、濾波比較電路；所述阻抗光電隔離取樣電路獲取導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號，然后經(jīng)指數(shù)運算電路進行指數(shù)運算，再經(jīng)信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路進行處理，最后到濾波比較電路進行比較。所述單片機數(shù)字檢測控制模塊2，包含單片機系統(tǒng)、信號采樣器、脈寬采樣器；所述信號采樣器獲取阻抗光電隔離取樣電路獲得的信號，然后輸入單片機系統(tǒng)；所述單片機系統(tǒng)獲取經(jīng)指數(shù)運算電路運算后的信號；所述脈寬采樣器獲取經(jīng)信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的信號，再輸入單片機系統(tǒng)；所述單片機系統(tǒng)對獲得的信息進行處理。所述顯示模塊在上電執(zhí)行電路工作時用來顯示電力綜合試驗車上正在試驗的儀器。所述聲、光報警模塊在模擬檢測控制模塊、單片機數(shù)字檢測控模塊制均未給上電執(zhí)行電路工作的指令情況下，發(fā)出聲、光報警。所述上位機，用于進行人機通信。[0024]本實用新型方案應(yīng)用電子技術(shù)中的非線性放大技術(shù)，將電力綜合試驗車導(dǎo)電輪胎接地和車架直接接地的微小幅值差，進行指數(shù)非線性放大，放大以后的幅值差，轉(zhuǎn)換為脈沖寬度，經(jīng)濾波、比較后，控制儀器上電。硬件指數(shù)非線性放大器的模型，見附圖3，其基本理論是利用了晶體管pn結(jié)的非線性伏安特性，它在InA-ImA范圍內(nèi)存在相當精密的對數(shù)關(guān)系。由理論分析可知，ニ極管的伏安特性可近似用下面的數(shù)學表達式來表示
_]ら=らい功 巧一 OGSOlOl式中，iD為流過ニ極管的電流，UDo為加在ニ極管兩端的電壓，VT稱為溫度的電壓當量，與熱力學溫度成正比，表示為VT = kT/q 其中T為熱力學溫度，單位是K ;q是電子的電荷量，；k為玻耳茲曼常數(shù)，室溫下，可求得VT = 26mV。IR(sat)是ニ極管的反向飽和電流。由ニ極管的伏安特性，及集成運放反相輸入端為“虛地”的概念可以得出附圖3中，輸出電壓為=R之)從上述式中可以看出，附圖3電路受溫度影響很大，本電力綜合試驗車是野外作業(yè)車，溫度變化很大。顯然附圖3不能滿足本設(shè)計的要求。附圖4是本實用新型選用的指數(shù)非線性放大電路，它選用了低漂移，低噪聲，高阻輸入的運放，并選用了三極管“對管”，來抵消溫度產(chǎn)生的漂移。它的輸出表式可以證明為
ViVO=ぞ^ Vre 10 τ
Jvl式中Vi =輸入信號Vre =基準電壓 τ =常數(shù)指數(shù)非線性放大電路的輸出，是ー個變型的正弦半波，附圖6、7顯示了車輛導(dǎo)電輪胎接地和車架直接接地的原始波形和經(jīng)過指數(shù)非線性放大電路輸出波形.從圖中可以看出，兩種情況，經(jīng)過指數(shù)非線性放大電路，它們的幅值和底部已經(jīng)相差很多，附圖5為脈沖寬度發(fā)生電路，本質(zhì)上它是ー個比較器電路，車架直接接地的情況下，予調(diào)W2使脈沖寬度為2.5mS。電輪胎接地時約為lmS。經(jīng)過比較器后，得到了寬度不同的脈沖。由于脈寬已經(jīng)相差很大，可以簡單地通過濾波積分，比較后，就能夠精確判斷車輛導(dǎo)電輪胎接地還是車架直接接地的接地，控制上電繼電器，為儀器供電。為了更精確地判斷兩種情況，除了硬件以外，還設(shè)計了一個單片機系統(tǒng)，附圖2為本發(fā)明電カ綜合試驗車接地檢測保護裝置的軟件程序框圖，單片機對信號采樣并進行指數(shù)運算，運算結(jié)果和直接接地予采樣值比較，并進一步和采樣的脈寬值進行模糊比較，比較的結(jié)果自動控制儀器上電。完成精確判斷車輛導(dǎo)電輪胎接地和車架直接接地的微小區(qū)別的功倉^:。單片機和上位機通訊完成的功能是，I)告知上位機儀器上電信息。2)儀器上電以后，實時用LED指示燈表示電カ綜合試驗車上正在試驗的儀器設(shè)備和項目。由于上述技術(shù)方案的運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點本實用新型所述的電カ綜合試驗車接地保護裝置能精確地區(qū)別電カ綜合試驗車的導(dǎo)電輪胎接地和機架直接接地的接地阻抗微小差異，從而正確的判斷出電カ綜合試驗車是否安全接地；本方案采用模擬檢測控制模塊和單片機數(shù)字檢測控制模塊分別對電カ綜合試驗車是否安全接地進行檢測；當確定是安全接地的情況下，才控制上電執(zhí)行電路給電カ綜合試驗車上的試驗儀器上電，給試驗人員提供了安全保護。上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù) 的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電力綜合試驗車接地保護裝置，其特征在于包含一用于接收導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號的模擬檢測控制模塊、上電執(zhí)行電路、單片機數(shù)字檢測控制模塊、上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊；所述模擬檢測控制模塊根據(jù)獲得的阻抗信號進行比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電力綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述單片機數(shù)字檢測控制模塊獲取模擬檢測控制模塊的信息，經(jīng)過比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電力綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊均受單片機系統(tǒng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力綜合試驗車接地保護裝置；其特征在于所述模擬檢測控制模塊，包含阻抗光電隔離取樣電路、指數(shù)運算電路、信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路、濾波比較電路；所述阻抗光電隔離取樣電路獲取導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號，然后經(jīng)指數(shù)運算電路進行指數(shù)運算，再經(jīng)信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路進行處理，最后到濾波比較電路進行比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力綜合試驗車接地保護裝置；其特征在于所述單片機數(shù)字檢測控制模塊，包含單片機系統(tǒng)、信號采樣器、脈寬采樣器；所述信號采樣器獲取阻抗光電隔離取樣電路獲得的信號，然后輸入單片機系統(tǒng)；所述單片機系統(tǒng)獲取經(jīng)指數(shù)運算電路運算后的信號；所述脈寬采樣器獲取經(jīng)信號-脈寬轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的信號，再輸入單片機系統(tǒng)；所述單片機系統(tǒng)對獲得的信息進行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力綜合試驗車接地保護裝置；其特征在于所述顯示模塊在上電執(zhí)行電路工作時用來顯示電力綜合試驗車上正在試驗的儀器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力綜合試驗車接地保護裝置，其特征在于所述聲、光報警模塊在模擬檢測控制模塊、單片機數(shù)字檢測控模塊制均未給上電執(zhí)行電路工作的指令情況下，發(fā)出聲、光報警。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力綜合試驗車接地保護裝置，其特征在于所述上位機，用于進行人機通信。
專利摘要本實用新型公開了一種電力綜合試驗車接地保護裝置，包含一用于接收導(dǎo)電輪胎接地與車架直接接地的阻抗信號的模擬檢測控制模塊、上電執(zhí)行電路、單片機數(shù)字檢測控制模塊、上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊；所述模擬檢測控制模塊根據(jù)獲得的阻抗信號進行比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電力綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述單片機數(shù)字檢測控制模塊獲取模擬檢測控制模塊的信息，經(jīng)過比對后，當確定是機架直接接地時，控制上電執(zhí)行電路給電力綜合試驗車上的試驗儀器上電；所述上位機、顯示模塊、聲、光報警模塊均受單片機系統(tǒng)控制；本實用新型方案能精確地區(qū)別電力綜合試驗車的導(dǎo)電輪胎接地和機架直接接地的接地阻抗微小差異，從而正確的判斷出電力綜合試驗車是否安全接地。
文檔編號G01R31/02GK202614885SQ201220270938
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者李海亮, 鮑清華, 朱廣名, 何錦雄, 賀臣, 姜杏輝, 徐 明, 周井生 申請人:廣東電網(wǎng)公司茂名供電局, 蘇州華電電氣股份有限公司