氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及高壓電氣校驗及電力測試領(lǐng)域，具體為一種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置。一種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置，包括：觸摸屏(1)、控制ARM模塊(2)、時間基準(zhǔn)模塊(3)、波形產(chǎn)生模塊(4)、電壓放大電路(51)、電流放大電路(52)、參數(shù)修正模塊(6)、繼電器(7)和測量電路(8)，其特征是：主控ARM(21)通過TTL電平的串口分別連接觸摸屏(1)和波形ARM(22)，主控ARM(21)通過SPI接口連接測量電路(8)，主控ARM(21)通過并口控制繼電器(7)的驅(qū)動，主控ARM(21)通過信號線連接時間基準(zhǔn)模塊(3)。本實用新型質(zhì)量好，校驗準(zhǔn)確，功能完善。
【專利說明】 氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高壓電氣校驗及電力測試領(lǐng)域，具體為一種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋅避雷器是利用氧化鋅良好的非線性伏安特性制成的具有良好保護(hù)性能的避雷器，在正常工作電壓時，因避雷器呈高電阻狀態(tài)，流過避雷器的電流極小，僅為微安或毫安級；當(dāng)有過電壓作用時，避雷器的電阻急劇下降，從而泄放過電壓的能量，以達(dá)到保護(hù)的效果；當(dāng)高于壓敏電壓的過電壓撤消后，避雷器又能自動恢復(fù)高電阻狀態(tài)。因此，如在電力線上安裝氧化鋅避雷器后，當(dāng)雷擊時，雷電的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電的電流通過壓敏電阻流入大地，可以將電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)，從而保護(hù)了電氣設(shè)備的安全。氧化鋅避雷器對保證系統(tǒng)和用戶的安全起到了重要的作用，針對氧化鋅避雷器性能質(zhì)量測試的測試儀就應(yīng)運而生，但是，目前對測試儀的性能和質(zhì)量還缺乏有效和準(zhǔn)確的檢驗手段。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種質(zhì)量好、校驗準(zhǔn)確、功能完善的檢測設(shè)備，本實用新型公開了一種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置。
[0004]本實用新型通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的:
[0005]一種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置，包括:觸摸屏、控制ARM模塊、時間基準(zhǔn)模塊、波形產(chǎn)生模塊、電壓放大電路、電流放大電路、參數(shù)修正模塊、繼電器和測量電路，其特征是:
[0006]控制ARM模塊包括主控ARM和波形ARM，為整個儀器的控制核心，主控ARM通過TTL電平的串口分別連接觸摸屏和波形ARM，主控ARM通過SPI接口連接測量電路，主控ARM通過并口控制繼電器的驅(qū)動，主控ARM通過信號線連接時間基準(zhǔn)模塊；
[0007]波形ARM通過IIC接口連接參數(shù)修正模塊，波形ARM讀取參數(shù)修正模塊的修正參數(shù)，計算后將數(shù)據(jù)經(jīng)并口發(fā)送至波形產(chǎn)生模塊，波形產(chǎn)生模塊產(chǎn)生兩組幅值和相位不同的正弦波信號；
[0008]電壓放大電路和電流放大電路這兩者都通過信號線連接波形產(chǎn)生模塊和測量電路。
[0009]所述的氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置，其特征是:觸摸屏選用高色位、高像素、高亮度的彩色觸摸屏，控制ARM模塊的時鐘主頻不低于72MHz，時間基準(zhǔn)模塊選用高精度的恒溫晶振。
[0010]本實用新型可以用信號源方式進(jìn)行工作，也可以用阻容網(wǎng)方式進(jìn)行工作。
[0011]波形產(chǎn)生模塊接收波形ARM的并口數(shù)據(jù)，再按照時序通過高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，轉(zhuǎn)化成不同幅值和不同相位的兩路正弦波信號，從而產(chǎn)生相應(yīng)相位和幅值的電流電壓信號。
[0012]電壓放大電路接收波形產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的信號，將信號放大至額定倍數(shù)，隨后送至被校驗的氧化鋅測試儀。
[0013]電流放大電路接收波形產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的信號，將信號放大至額定倍數(shù)，隨后送至被校驗氧化鋅測試儀。
[0014]參數(shù)修正模塊用于修正由于元件性能參數(shù)的誤差而造成的輸出波形的誤差，也修正測量誤差。
[0015]本實用新型用于校驗氧化鋅避雷器，本實用新型實質(zhì)上相當(dāng)于一臺標(biāo)準(zhǔn)的氧化鋅避雷器，氧化鋅避雷器在正常工作時由于外加高壓產(chǎn)生了阻性電流和容性電流，而本實用新型內(nèi)置電壓源和電流源，分別模擬外部電源產(chǎn)生的電壓信號和氧化鋅避雷器產(chǎn)生的電流信號。
[0016]本實用新型有兩種校驗方法:
[0017]1.信號源方式:
[0018]本實用新型內(nèi)部產(chǎn)生相對于電壓信號的阻性電流和容性電流，工作原理如下:
[0019]采用雙ARM+彩色觸摸屏方式，主控ARM同時和觸摸屏和波形ARM通訊，觸摸屏接收到指令后發(fā)送到主控ARM，主控ARM將指令轉(zhuǎn)化成需轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)并根據(jù)修正值進(jìn)行修正后發(fā)送到波形ARM，波形ARM根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)分別通過波形產(chǎn)生模塊里的高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電壓信號和電流信號，電壓信號和電流信號再通過放大器輸出到被校驗的氧化鋅避雷器測試儀上完成儀器校驗；電壓信號和電流信號再返回到測量電路進(jìn)行測量，最后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號返回至主控ARM并顯示在觸摸屏上。
[0020]2.阻容網(wǎng)方式:
[0021]外接交流穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，達(dá)到氧化鋅避雷器測試儀所需電壓值，再調(diào)節(jié)阻容網(wǎng)絡(luò)旋鈕，達(dá)到所需的容性電流和阻性電流送給被校驗的氧化鋅避雷器測試儀。
[0022]本實用新型的有益效果是:質(zhì)量好，校驗準(zhǔn)確，功能完善。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的外觀示意圖；
[0024]圖2是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0025]以下通過具體實施例進(jìn)一步說明本實用新型。
[0026]實施例1
[0027]—種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置，包括:觸摸屏1、控制ARM模塊2、時間基準(zhǔn)模塊3、波形產(chǎn)生模塊4、電壓放大電路51、電流放大電路52、參數(shù)修正模塊6、繼電器7和測量電路8,如圖1和圖2所7]^，具體結(jié)構(gòu)是:
[0028]控制ARM模塊2包括主控ARM21和波形ARM22，為整個儀器的控制核心，主控ARM21通過TTL電平的串口分別連接觸摸屏I和波形ARM22，主控ARM21通過SPI接口連接測量電路8，主控ARM21通過并口控制繼電器7的驅(qū)動，主控ARM21通過信號線連接時間基準(zhǔn)模塊3 ；
[0029]波形ARM22通過IIC接口連接參數(shù)修正模塊6，波形ARM22讀取參數(shù)修正模塊6的修正參數(shù)，計算后將數(shù)據(jù)經(jīng)并口發(fā)送至波形產(chǎn)生模塊4，波形產(chǎn)生模塊4產(chǎn)生兩組幅值和相位不同的正弦波信號；
[0030]電壓放大電路51和電流放大電路52這兩者都通過信號線連接波形產(chǎn)生模塊4和測量電路8。
[0031 ] 本實施例中，觸摸屏I選用高色位、高像素、高亮度的迪文D⑶S彩色觸摸屏，D⑶S全稱DWIN Graphical Utilized Software,是迪文圖形應(yīng)用服務(wù)軟件的簡稱,是基于迪文K600+內(nèi)核所設(shè)計的完全自主創(chuàng)新的智慧型GUI系統(tǒng)軟件。
[0032]本實施例中，主控ARM模塊21采用意發(fā)半導(dǎo)體公司(簡稱ST)出品的ARM芯片STM32F103F系列，這種芯片基于專為要求高性能、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARMCortex-M3內(nèi)核，時鐘主頻高達(dá)72MHz，在存儲器的零等待周期訪問時可達(dá)1.25DMips/MHZ(Dhryst0Ne2.1),內(nèi)置單周期乘法和硬件除法、芯片集成定時器、CAN, ADC, SPI, I2C，USB,UART等多種功能。
[0033]本實施例中，波形ARM22采用ST公司的STM32F407F系列，STM32F407ZG系列是基于高性能的ARM?Cortex ? -M4F的32位RISC內(nèi)核，工作頻率高達(dá)168MHz的。Cortex_M4F核心功能支持所有ARM單精度數(shù)據(jù)處理指令和數(shù)據(jù)類型的單精度浮點單元(FPU)，還實現(xiàn)了一套完整的DSP指令和內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)，從而提高應(yīng)用程序的安全性。
[0034]本實施例中，波形產(chǎn)生模塊4采用高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器組成，波形主要是采用DAC7744+運放來產(chǎn)生，DAC7744是由美國TI公司生產(chǎn)的16位4通道高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。
[0035]本實施例中，電壓放大電路51和電流放大電路52的前級都采用精密儀用運算放大器進(jìn)行功率驅(qū)動，后級都采用MOS管進(jìn)行功率放大。
[0036]本實施例中，測量電路8采用高精度、低功耗、帶零線電流的三相計量芯片，工作電壓為3.3V，在5000:1的動態(tài)范圍內(nèi)功率測量精度優(yōu)于0.1%，采用標(biāo)準(zhǔn)SPI接口，速率高達(dá)10Mbps。測量電路8內(nèi)部集成了 7路19bit 二階sigma-delta ADC、基準(zhǔn)電壓電路以及數(shù)字信號處理等電路，ADC采樣率高達(dá)28KHz，能夠測量總(基波和諧波)有功功率、無功功率、視在功率和各路有效值，此外所提供的電壓夾角精度可達(dá)0.1度，各種參數(shù)刷新速率可達(dá) 28.8Hz。
[0037]本實施例中，阻容網(wǎng)絡(luò)采用精度為0.1級的精密電阻和精度為I級的CBB (或云母)電容，按照十進(jìn)制方式通過精密鍍銀觸點開關(guān)組成。
[0038]本實施例中，時間基準(zhǔn)模塊3選用高精度的恒溫晶振。
[0039]本實施例可以用信號源方式進(jìn)行工作，也可以用阻容網(wǎng)方式進(jìn)行工作。
[0040]波形產(chǎn)生模塊4接收波形ARM22的并口數(shù)據(jù)，再按照時序通過高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，轉(zhuǎn)化成不同幅值和不同相位的兩路正弦波信號，從而產(chǎn)生相應(yīng)相位和幅值的電流電壓信號。
[0041]電壓放大電路51接收波形產(chǎn)生模塊4產(chǎn)生的信號，將信號放大至額定倍數(shù)，隨后送至被校驗的氧化鋅測試儀。
[0042]電流放大電路52接收波形產(chǎn)生模塊4產(chǎn)生的信號，將信號放大至額定倍數(shù)，隨后送至被校驗氧化鋅測試儀。
[0043]參數(shù)修正模塊6用于修正由于元件性能參數(shù)的誤差而造成的輸出波形的誤差，也修正測量誤差。
[0044]本實施例用于校驗氧化鋅避雷器，本實施例實質(zhì)上相當(dāng)于一臺標(biāo)準(zhǔn)的氧化鋅避雷器，氧化鋅避雷器在正常工作時由于外加高壓產(chǎn)生了阻性電流和容性電流，而本實施例內(nèi)置電壓源和電流源，分別模擬外部電源產(chǎn)生的電壓信號和氧化鋅避雷器產(chǎn)生的電流信號。
[0045]本實施例有兩種校驗方法:
[0046]1.信號源方式:
[0047]參閱圖2所示，本實施例內(nèi)部產(chǎn)生相對于電壓信號的阻性電流和容性電流，工作原理如下:
[0048]采用雙ARM+彩色觸摸屏方式，主控ARM21同時和觸摸屏I和波形ARM22通訊，觸摸屏I接收到指令后發(fā)送到主控ARM21，主控ARM21將指令轉(zhuǎn)化成需轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)并根據(jù)修正值進(jìn)行修正后發(fā)送到波形ARM22，波形ARM22根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)分別通過波形產(chǎn)生模塊4里的高速數(shù)/模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電壓信號和電流信號，電壓信號和電流信號再通過放大器輸出到被校驗的氧化鋅避雷器測試儀上完成儀器校驗；電壓信號和電流信號再返回到測量電路8進(jìn)行測量，最后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號返回至主控ARM21并顯示在觸摸屏I上。
[0049]2.阻容網(wǎng)方式:
[0050]外接交流穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，使調(diào)壓電路11經(jīng)升壓電路12輸出的電壓達(dá)到氧化鋅避雷器測試儀所需電壓值，再調(diào)節(jié)阻容網(wǎng)絡(luò)旋鈕，使阻容網(wǎng)絡(luò)13達(dá)到所需的容性電流和阻性電流并送給被校驗的氧化鋅避雷器測試儀。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置，包括:觸摸屏(I)、控制ARM模塊(2)、時間基準(zhǔn)模塊(3)、波形產(chǎn)生模塊(4)、電壓放大電路(51)、電流放大電路(52)、參數(shù)修正模塊(6)、繼電器(7)和測量電路(8)，其特征是: 控制ARM模塊⑵包括主控ARM (21)和波形ARM (22)，主控ARM (21)通過TTL電平的串口分別連接觸摸屏⑴和波形ARM (22)，主控ARM (21)通過SPI接口連接測量電路⑶，主控ARM(21)通過并口控制繼電器(7)的驅(qū)動，主控ARM(21)通過信號線連接時間基準(zhǔn)模塊(3)； 波形ARM(22)通過IIC接口連接參數(shù)修正模塊￠)，波形ARM(22)讀取參數(shù)修正模塊(6)的修正參數(shù)，計算后將數(shù)據(jù)經(jīng)并口發(fā)送至波形產(chǎn)生模塊(4)，波形產(chǎn)生模塊(4)產(chǎn)生兩組幅值和相位不同的正弦波信號； 電壓放大電路(51)和電流放大電路(52)這兩者都通過信號線連接波形產(chǎn)生模塊(4)和測量電路⑶。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器測試儀校驗裝置，其特征是:觸摸屏(I)選用高色位、高像素、高亮度的彩色觸摸屏，控制ARM模塊⑵的時鐘主頻不低于72MHz，時間基準(zhǔn)模塊(3)選用高精度的恒溫晶振。
【文檔編號】G01R35/00GK204101716SQ201420606358
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】杜鴻江, 李雪華 申請人:上海源佳通電氣有限公司