专利名称：一种便携式防雷保护测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在防雷保护技术中对常规低压电涌保护器进行保护特性校验及 避雷器计数器校验的仪器，尤其涉及一种便携式防雷保护测试装置。
背景技术：
在低压防雷保护中，按照国标和规程规范要求，大量采用了电源、信号等的电涌保 护器。这些保护器中的保护元件通常以压敏电阻和放电管作为核心元件。由于压敏电阻或 放电管在静态工作时长期处于电源电压作用之下，在电和热的作用下不断老化。为了监测 电涌保护器的运行寿命，保证其在雷击过程中能可靠动作，根据规程要求必须定期对电涌 保护器进行冲击波检验和直流检测，确保电涌保护器的运行可靠性。目前在已有的电涌保 护器测试装置中，均为实验室设备，重量大，不便携带，现场使用不便。
实用新型内容针对上述现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种便携式防雷保护测 试装置，其便于携带，方便现场使用。该装置包括依次连接的倍压整流充电电路、冲击波形成电路、冲击峰值测量电路、 还包括分别与所述倍压整流充电电路和所述冲击波形成电路连接的自动控制电路、以及用 于切换所述冲击波形成电路工作模式的转换开关；所述自动控制电路控制所述倍压整流充 电电路给所述冲击波形成电路充电，充电达到预置值后当冲击波形成电路工作模式处于冲击波输出模式时，自动控制电路启动所述冲击 波形成电路生成冲击电压波和冲击电流波，并输出给所述冲击峰值测量电路显示冲击电压 波的电压值和冲击电流波的电流值；当所述转换开关切换冲击波形成电路的工作模式为直流输出模式时，所述自动控 制电路启动所述冲击波形成电路生成直流电压和直流电流，并输出给所述冲击峰值测量电 路显示直流电压的电压值和直流电流的电流值。具体地，所述自动控制电路一端连接工频交流电源，另一端通过第一常开接点和 一个充电变压器绕组与所述倍压整流充电电路连接。所述冲击波形成电路包括主电容，该主电容经第二常开接点后，依次串联第一电 阻、电感和第三电阻，且在第二常开接点与第一电阻之间并联第二电阻；所述自动控制电路 与所述第二常开接点相连。所述冲击峰值测量电路包括冲击峰值电压测量电路和冲击峰值电流测量电路；所 述第三电阻的两端通过并联连接冲击电阻分压器与冲击峰值电压测量电路相连，所述第三 电阻的两端通过串联分流器与冲击峰值电流测量电路相连。所述转换开关包括第一转换开关和第二转换开关，第一转换开关连接于所述主电 容和第二常开接点之间，第二转换开关连接于电感与所述冲击电阻分压器之间。所述自动控制电路由并接在工频交流电源上的充电回路和放电回路，以及并接在
3直流电源上的放电控制电路、充电控制电路和电压预制电路组成。所述冲击波形成电路的第三电阻两端设有用于连接电涌保护器的输出端。由于本实用新型中的冲击波形成电路可以同时用于生成冲击组合波形和直流波 形，所以使得整个测试装置体积重量都变得更小，从而更加便于携带，方便现场使用。
附图1为本实用新型一种便携式防雷保护测试装置的结构示意图；附图2为图1中倍压整流充电电路和冲击波形成电路在一种实施方式中的电路 图；附图3为图1中冲击峰值测量电路在一种实施方式中的结构示意图；附图4是图1中自动控制电路在一种实施方式中的结构图；附图5是本实用新型的操作面板布置示意图。
具体实施方式
本实用新型的目的就在于提供一种便携式电涌保护器测试装置，产生规程规定要 求的冲击组合波波形和直流试验电压。本实用新型适用于规程要求对已投入使用的电涌保 护器和避雷器计数器定期进行的冲击波和直流ImA动作电压的检验，校核电涌保护器或避 雷器计数器的运行性能。参考图1，本实用新型的便携式防雷保护测试装置包括依次连接的倍压整流充电 电路1、冲击波形成电路2、冲击峰值测量电路3，还包括分别与所述倍压整流充电电路1和 所述冲击波形成电路2连接的自动控制电路4 ；其中冲击波形成电路2内设置有切换其工 作模式的选择开关，其工作模式包括冲击波输出模式和直流输出模式；自动控制电路4控 制倍压整流充电电路1给冲击波形成电路2充电，充电达到预置值后当冲击波形成电路2工作模式处于冲击波输出模式时，自动控制电路4启动冲击 波形成电路2生成冲击电压波和冲击电流波，并输出给冲击峰值测量电路3显示冲击电压 波的电压值和冲击电流波的电流值；当冲击波形成电路2的工作模式切换为直流输出模式时，自动控制电路4启动冲 击波形成电路2生成直流电压和直流电流，并输出给冲击峰值测量电路3显示直流电压的 电压值和直流电流的电流值。参考图2，图1中的倍压整流充电电路1由四个电容器C和四个硅堆D按常规二倍 压整流电路连接成二级倍压整流充电电路1，各硅堆D支路分别串联充电限流电阻R ；充电变压器绕组T经由第一常开节点J1-2串联后接入倍压整流电路1。其工作原理是由自动控制电路4闭合常开接点J1-2，由充电变压器绕组T将工 频电源升压后，再经二级倍压整流充电电路1升压、整流变成直流电压，再经充电电阻r向 主电容Cl充电。充电电压由前第一分压电阻Rll和前第二分压电阻R12组成的前电阻分压器分压 后经图5所示面板上预置电压和充电电压共用的电压表头10显示。图1中的冲击波形成电路2即一种直流和冲击波转换电路，参考图2，其结构是 冲击波形成电路2包括一个充电电容Cl，该充电电容Cl经第一选择开关K依次串联第二常开接点J2-2、第一电阻R1、电感L、第三电阻R3和冲击分流器Rf ；在第一电阻Rl与冲击分 流器Rf之间并联有第二电阻R2 ；在第三电阻R3两端通过第二选择开关K并联有由R21 和R22组成的冲击电阻分压器和由R41和R42组成的直流电阻分压器；在第一选择开关K 和第二选择开关K之间还设有一条由电阻R31构成的直流支路；当第一选择开关K与J2-2连接，第二选择开关K选择连接L时，冲击波形成电路 工作模式处于冲击波输出模式，自动控制电路4控制第二常开接点J2-2闭合，第三电阻R3 两端生成的冲击电压波通过冲击电阻分压器R21和R22输出至冲击峰值测量电路3 ；当第 三电阻两端连接电涌保护器时，与所述冲击分流器连接的冲击峰值测量电路显示冲击电流 波的电流值；当第一选择开关K和第二选择开关K选择连接该直流支路上的R31时，冲击波形 成电路的工作模式为直流输出模式，冲击波形成电路生成直流电压和直流电流通过直流电 阻分压器输出至所述冲击峰值测量电路。其工作原理是当充电电容Cl充满电后，由自动控制电路4闭合第二常开接点 J2-2，向冲击波形成电路2放电，在第三电阻R3两端得到标准的开路冲击电压波和第三电 阻R3短路时的冲击电流波。进行SPD直流ImA动作电压试验时，旋转转换开关S到直流试 验档，两个开关K接通R31所在支路，自动控制电路4闭合常开接点J1-2使充电电容Cl充 电，当检测到流过R31的电流达到ImA时，输出端由电阻R41和电阻R42组成的直流电阻分 压器与冲击峰值表头相连指示直流电压和直流电流数值。参考图3，图1中冲击峰值测量电路3包括依次连接的冲击电压分压器3. 1、快速 响应电路3. 2、长时延迟电路3. 3和峰值显示3. 4。其工作原理是图2中冲击波形成电路2中的第三电阻R3两端的冲击电压峰值经 由后第一分压电阻R21和后第二分压电阻R22组成的冲击电阻分压器分压后连接冲击峰值 测量电路3，指示冲击电压峰值。当第三电阻R3两端接电涌保护器(SPD)时流过的冲击电流峰值在双股带状对折 式冲击分流器Rf上产生的电压峰值接入同类型的冲击峰值测量电路3，指示冲击电流峰值。上述的快速响应电路3. 2是采用小电阻和小电容组成RC快速峰值采集电路。长 时延迟电路3. 3是采用大电阻和大电容组成的RC长时延迟电路。峰值显示电路3. 4是采 用ICL7107专用集成电路和四位数码管来实现的，其用以显示冲击峰值。参考图4，图1中的自动控制电路4的结构是由并接在工频交流电源上的充电回 路4. 1和放电回路4. 2，以及并接在直流电源上的放电控制电路4. 3、充电控制电路4. 4和 电压预制电路4. 5组成；
0036]所述的充电回路4. 1由第一充电继电器Jl串联第4常开节点J4-2组成；所述的放电回路4. 2由第二放电继电器J2串联第3常闭节点J3_l组成；所述的直流电源由充电回路4. 1和充电电容Cl组成；所述的放电控制电路4. 3由第三放电控制继电器J3串联开关管BG组成；所述的充电控制电路4. 4由依次串联的第四充电控制继电器J4、第三常开接点 J3-2及相互并联的按钮AN和第四常闭接点J4-1组成。其工作原理是电压预置电路4. 5由外部人工预置好试验电压，预置范围0 6kV，启动开始按钮AN，第四充电控制继电器J4吸合，第四常开节点J4-2闭合，第一充电继 电器Jl吸合，充电回路常开节点J1-2闭合开始充电；当充电到达预置值时，比较信号开关 管BG导通，第三放电控制继电器J3吸合，常闭节点J3-1打开，第二放电继电器J2失电后， 放电回路第二放电继电器J2-2节点闭合放电，同时第三常开接点J3-2打开，第四充电控制 继电器J4失电使第一充电继电器Jl失电，充电停止，完成一次试验。本实用新型测试装置的整个工作过程如下当充电变压器绕组T经二级倍压整流充电电路1向冲击波形成电路2的充电电容 Cl充满电后，自动控制电路4自动启动冲击波形成电路2，在冲击波输出端得到标准的开路 冲击电压波或短路冲击电流波。冲击波输出端并联连接冲击电阻分压器后，与冲击峰值电 压测量电路相连，指示峰值电压数值；同时输出端串联用于测量冲击电流的双股带状对折 式冲击分流器Rf与冲击峰值电流测量电路相连，指示峰值电流数值。一次试验完成后，由 自动控制电路4控制，使倍压整流电路1和冲击波形成电路2回到初始准备状态，以便进行 下一次测试。当旋转转换开关到直流试验档，冲击波形成电路2进入直流输出模式，自动控制 电路4启动直流试验程序，冲击波形成电路的输出端由直流电阻分压器与冲击峰值测量电 路相连指示直流电压和直流电流数值。试验完成后，由自动控制电路4将倍压整流电路1 复位，使各电路进入初始准备状态。图5是本实用新型测试装置的操作面板的布置示意图，其中操作按钮有三个正 电压预置按钮5、负电压预置按钮6和充放电开始按钮7。冲击峰值电压表8显示冲击峰值 电压或直流电压；冲击峰值电流表9显示冲击峰值电流或直流电流；直流电压表10显示预 置电压和充电电压，开始充电后，直流电压表10显示冲击形成电路2中充电电容Cl当前的 充电电压；转换开关S为直流和冲击试验两种工作模式进行切换的控制开关。由上述技术方案可知，当被检验的电涌保护器(SPD)或避雷器计数器与本实用新 型的防雷保护测试装置连接以后，按照待测试对象的额定试验参数通过电压预置按钮5和 6调整预置电压，直流电压表10显示预置电压，当按下“开始”试验按钮后，防雷保护测试装 置自动完成上述的测试过程，测量表头8或9指示出当前的试验参数。本实用新型的防雷保护测试装置满足国标规定的冲击组合波的波形要求，输出波 形由单一电路产生；直流高压电路由二倍压整流充电电路组成，降低了对工频充电电压的 要求，从而可以降低成本提高产品的性价比；其中的自动控制电路实现了自动化控制，保证 充放电和测量过程自动完成。由于本实用新型中的冲击波形成电路可以同时用于生成冲击 组合波形和直流波形，所以使得整个测试装置体积重量都变得更小，从而更加便于携带，方 便现场使用。以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何 在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的权利要求保护范围之内。
权利要求一种便携式防雷保护测试装置，其特征在于包括依次连接的倍压整流充电电路、冲击波形成电路、冲击峰值测量电路，还包括分别与所述倍压整流充电电路和所述冲击波形成电路连接的自动控制电路，所述冲击波形成电路中包括有用于切换其工作模式的第一选择开关和第二选择开关；所述自动控制电路控制所述倍压整流充电电路给所述冲击波形成电路充电；充电达到预置值后，当冲击波形成电路工作模式处于冲击波输出模式时，所述自动控制电路启动所述冲击波形成电路生成冲击电压波和冲击电流波，冲击波形成电路输出该冲击电压波和冲击电流波给所述冲击峰值测量电路显示冲击电压波的电压值和冲击电流波的电流值；当冲击波形成电路的工作模式为直流输出模式时，所述自动控制电路启动所述冲击波形成电路生成直流电压和直流电流，并输出给所述冲击峰值测量电路显示直流电压的电压值和直流电流的电流值。
2.如权利要求1所述的便携式防雷保护测试装置，其特征在于所述自动控制电路通 过第一常开接点和充电变压器绕组与所述倍压整流充电电路连接。
3.如权利要求2所述的便携式防雷保护测试装置，其特征在于所述冲击波形成电路 包括充电电容，该充电电容经第一选择开关依次串联第二常开接点、第一电阻、电感、第三 电阻和冲击分流器；在第一电阻与冲击分流器之间并联有第二电阻；在第三电阻两端通过 第二选择开关并联有冲击电阻分压器和直流电阻分压器；当冲击波形成电路工作模式处于冲击波输出模式时，所述自动控制电路控制所述第二 常开接点闭合，所述第三电阻两端生成的冲击电压波通过所述冲击电阻分压器输出至所述 冲击峰值测量电路；当第三电阻两端连接电涌保护器时，与所述冲击分流器连接的冲击峰 值测量电路显示冲击电流波的电流值；在所述第一选择开关和第二选择开关之间还设有一条直流支路，当所述第一选择开关 和第二选择开关选择连接该直流支路时，冲击波形成电路的工作模式为直流输出模式，冲 击波形成电路生成直流电压和直流电流通过直流电阻分压器输出至所述冲击峰值测量电 路。
4.如权利要求3所述的便携式防雷保护测试装置，其特征在于所述冲击峰值测量电 路包括依次串联的冲击电压分压器、快速响应电路、长时延迟电路、峰值显示电路。
5.如权利要求4所述的便携式防雷保护测试装置，其特征在于所述快速响应电路是 由电阻和电容组成的快速峰值采集电路；所述峰值显示电路包括集成电路和四位数码管， 用于显示冲击峰值。
6.如权利要求5所述的便携式防雷保护测试装置，其特征在于所述自动控制电路包 括并接在工频交流电源上的充电回路和放电回路，以及并接在直流电源上的放电控制电 路、充电控制电路和电压预制电路。
7.如权利要求6所述的便携式防雷保护测试装置，其特征在于所述充电回路由第一充电继电器串联第四常开节点组成；所述的放电回路由第二放电继电器串联第三常闭节点组成；所述的放电控制电路由第三放电控制继电器串联开关管组成；所述的充电控制电路包括依次串联的第四充电控制继电器、第三常开接点、相互并联 的按钮和第四常闭接点。
专利摘要本实用新型提供了一种便携式防雷保护测试装置，其包括依次连接的倍压整流充电电路、冲击波形成电路、冲击峰值测量电路，还包括分别与所述倍压整流充电电路和所述冲击波形成电路连接的自动控制电路，所述冲击波形成电路中包括有用于切换其工作模式的第一选择开关和第二选择开关；由于本实用新型中的冲击波形成电路可以同时用于生成冲击组合波形和直流波形，所以使得整个测试装置体积重量都变得更小，从而更加便于携带，方便现场使用。
文档编号G01R35/00GK201681126SQ20092026377
公开日2010年12月22日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者余南华, 周文俊, 喻剑辉, 曹丽娟, 梁晓兵, 胡巨, 邱凌, 高新华, 黄曙, 龙超 申请人:广东电网公司电力科学研究院