專利名稱：直流電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直流電涌保護(hù)器(SPD)熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)我國(guó)大力發(fā)展清潔能源，太陽(yáng)能發(fā)電作為最清潔度的能源之一，得到了快速發(fā)展，直流SPD廣泛用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，此外在AC變換DC直流系統(tǒng)中應(yīng)用的直流 SPD數(shù)量、電壓等級(jí)也越來(lái)越多。為防止直流系統(tǒng)SPD失效、損壞低阻模式下直流短路電流或過(guò)載電流流過(guò)直流SPD可能引起的火災(zāi)及系統(tǒng)短路事故，限壓型電涌保護(hù)器要求具有熱保護(hù)功能的脫離器，其作用是當(dāng)電涌保護(hù)器內(nèi)部氧化鋅閥片劣化失效時(shí)，將電涌保護(hù)器與電源系統(tǒng)脫離，并發(fā)出劣化告警指示，以便維護(hù)人員及時(shí)更換，否則不僅起不到防雷作用， 還會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的較大電流流過(guò)內(nèi)部氧化鋅閥片，產(chǎn)生很高的熱量，甚至冒煙起火并引燃其他電源設(shè)備事故。隨著國(guó)家大力提倡清潔能源的發(fā)展，我國(guó)的太陽(yáng)能熱發(fā)電迅猛發(fā)展，應(yīng)用于太陽(yáng)能系統(tǒng)的直流電涌保護(hù)器越來(lái)越多，而這類的電涌保護(hù)器也需要進(jìn)行熱穩(wěn)定考核?，F(xiàn)有的熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置是針對(duì)交流系統(tǒng)用的電涌保護(hù)器，針對(duì)直流系統(tǒng)用的電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置還沒有。我們?cè)O(shè)計(jì)了一套直流熱穩(wěn)定試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠滿足較大范圍直流電壓和電流的輸出。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述背景技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種高檢測(cè)精度、高效率、 大容量的直流電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案由依次級(jí)聯(lián)的試驗(yàn)電路、測(cè)量電路、自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路和保護(hù)電路所構(gòu)成， 其中試驗(yàn)電路由可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源和可調(diào)電阻負(fù)載箱串聯(lián)所構(gòu)成；測(cè)量電路包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、溫度測(cè)量電路、時(shí)間測(cè)量電路和電量隔離傳感器；保護(hù)電路包括電流互感器、電流繼電器。本實(shí)用新型在實(shí)際運(yùn)用中，作為優(yōu)選的方案是1、所述的可調(diào)電阻負(fù)載箱的一端與可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源的非接地輸出端相連， 另一端與試品的一個(gè)接入端相連；所述的溫度測(cè)量電路與試品相連；所述的電量隔離傳感器的一端與試品的另一個(gè)接入端相連，其另一端與自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路的一端相連； 所述的電壓測(cè)量電路的一端和電隔離傳感器與自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路的連線相連，其另一端通過(guò)切換開關(guān)分別與可調(diào)電阻負(fù)載箱的兩端相連；所述的自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路的另一端與電流互感器的一端相連；所述的電流互感器的另一端與可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源的接地輸出端相連；所述的電流繼電器與電流互感器相連；所述的時(shí)間測(cè)量電路與自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路相連。2、所述試驗(yàn)電路中的可調(diào)電阻負(fù)載箱由不同數(shù)量的功率電阻串聯(lián)而成，總電阻值在1(Γ9990Ω之間可調(diào)，所述試驗(yàn)電路中的可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源的輸出直流電壓 (T3000V ；所述試驗(yàn)電路的輸出直流電流為2mT2A。3、所述的自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路上連接有蜂鳴器。4、所述溫度測(cè)量電路采用16通道智能溫度巡檢儀。5、所述時(shí)間測(cè)量電路采用量程為999分59秒的數(shù)字累時(shí)器。本實(shí)用新型在工作中，所述試驗(yàn)電路包括依次串聯(lián)的可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源、可調(diào)電阻負(fù)載箱，并與被試品串聯(lián)且分別與測(cè)量電路和保護(hù)電路電連接完成試驗(yàn)裝置控制。 試驗(yàn)電路中的可調(diào)穩(wěn)壓恒流直流開關(guān)電源能夠輸出OlOOOV直流電壓，調(diào)節(jié)主回路電壓和電阻能夠輸出2miT2A直流電流；所述測(cè)量電路對(duì)被試品進(jìn)行電壓、電流、溫度、時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量電路包括電壓測(cè)量、電流測(cè)量、溫度測(cè)量和時(shí)間測(cè)量，電壓測(cè)量電路測(cè)量可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源輸出電壓以及施加在被試品上的直流電壓，電流測(cè)量電路中的電量隔離傳感器對(duì)試驗(yàn)電流進(jìn)行測(cè)量，溫度測(cè)量電路采用的16通道智能溫度巡檢儀監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中被試品表面各點(diǎn)溫度，時(shí)間測(cè)量電路采用的量程為999分59秒的數(shù)字累時(shí)器對(duì)試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)；所述的保護(hù)電路在試驗(yàn)過(guò)程中被試品擊穿短路時(shí)對(duì)其進(jìn)行過(guò)流保護(hù)；所述的自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路在被試品試驗(yàn)過(guò)程中脫扣裝置脫離瞬間發(fā)出報(bào)警聲音提示保護(hù)電路在被試品短路時(shí)提供過(guò)流保護(hù)，并在被試品發(fā)生熱脫扣時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)1)本實(shí)用新型可用于太陽(yáng)能發(fā)電直流系統(tǒng)、AC變換DC直流系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器 (SPD)直流熱穩(wěn)定試驗(yàn)2)本實(shí)用新型試驗(yàn)容量大，試驗(yàn)電壓最高可達(dá)3000VDC，試驗(yàn)電流最大可達(dá)2A，滿足目前標(biāo)準(zhǔn)要求，精度高；3)本實(shí)用新型采用安全開關(guān)、過(guò)流保護(hù)、高溫告警及脫扣報(bào)警等防護(hù)措施，安全可罪。

圖1是本實(shí)用新型電路連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型的自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路圖；其中1 一試驗(yàn)電路；2—測(cè)量電路，2. 1—電壓測(cè)量，2. 2—電流測(cè)量，2. 3—溫度測(cè)量， 2. 4一時(shí)間測(cè)量；3—保護(hù)電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明參見圖1，本實(shí)用新型包括試驗(yàn)電路1、測(cè)量電路2和保護(hù)電路3，所述試驗(yàn)電路1 分別與測(cè)量電路2和保護(hù)電路3電連接完成試驗(yàn)裝置控制，其工作原理是試驗(yàn)電路1經(jīng)可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源輸出(T3000V直流電壓，可調(diào)電阻負(fù)載箱與被試直流SPD串聯(lián)，調(diào)節(jié)電壓和主回路電阻值可實(shí)現(xiàn)輸出2miT2A直流電流。測(cè)量電路2對(duì)被試直流SPD電壓、電流、溫度、試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保護(hù)電路3在被試直流電涌保護(hù)器發(fā)生擊穿短路時(shí)提供過(guò)流保護(hù)，在被試直流SPD發(fā)生熱脫扣時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。所述的試驗(yàn)電路1中，電壓調(diào)節(jié)采用有手動(dòng)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，可輸出最大3000V直流電壓，可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源具有恒壓或恒流功能，滿足了試驗(yàn)的精準(zhǔn)的要求，可調(diào)電阻負(fù)載箱由不同數(shù)量的10 Ω、100 Ω和1000 Ω功率電阻串聯(lián)而成，總阻值1(Γ9990 Ω之間可調(diào)， 當(dāng)供給被試SPD的電流為(TlOOmA時(shí)，本實(shí)用新型采用調(diào)節(jié)試驗(yàn)總電壓以及調(diào)節(jié)可調(diào)電阻負(fù)載箱電阻的工作模式；當(dāng)供給被試SPD的電流為0. 1Α 2Α時(shí)，本實(shí)用新型采用固定可調(diào)負(fù)載箱電阻和可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源恒流輸出工作模式。所述的測(cè)量電路2包括電壓測(cè)量2. 1、電流測(cè)量2. 2、溫度測(cè)量2. 3和時(shí)間測(cè)量 2. 4，電壓測(cè)量2. 1電路中總電壓指可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源輸出電壓，試品電壓指施加在被試SPD上的電壓，總電壓和試品電壓各自通過(guò)分壓器降壓后送交流數(shù)字電壓表測(cè)量，面板上選擇開關(guān)可以進(jìn)行切換。由于電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)電流從2mA到2A變化，為實(shí)現(xiàn)全檔位電流的高精度測(cè)量，本實(shí)用新型的電流測(cè)量2. 2電路共采用輸入為交流500mA，輸出為直流5V以及輸入為交流5A，輸出為直流5V的兩個(gè)電量隔離傳感器，并分別通過(guò)10 1,10 1 分壓器送至直流數(shù)字電壓表，分別完成“(T500mA”、“500mA飛A”兩個(gè)電流檔的測(cè)量顯示，面板上可以進(jìn)行電流檔位的切換。為準(zhǔn)確測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中被試SPD表面各點(diǎn)溫度，本實(shí)用新型的溫度測(cè)量2. 3電路采用16通道智能溫度巡檢儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被試SPD表面各點(diǎn)溫度，測(cè)溫探頭為T型熱電偶，測(cè)溫范圍(T350°C，任何一路通道溫度超過(guò)120°C將發(fā)出高溫告警指示，除可對(duì)16路信號(hào)巡檢外，還選擇一通道作為“重要通道”固定顯示，以便對(duì)這一通道進(jìn)行全面的測(cè)量測(cè)控。時(shí)間測(cè)量2. 4電路采用數(shù)字累時(shí)器對(duì)被試SPD的試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)， 量程為999分59秒，當(dāng)被試品電流超過(guò)10mA，自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路控制累時(shí)器自動(dòng)開始計(jì)時(shí)，也可通過(guò)面板上按鈕進(jìn)行手動(dòng)計(jì)時(shí)并清零。保護(hù)電路3采用20A/2. 5A的電流互感器和電流繼電器配合，用于試驗(yàn)過(guò)程中被試品擊穿短路時(shí)的過(guò)流保護(hù)。當(dāng)被試SPD擊穿短路致使回路電流超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，斷開電動(dòng)調(diào)壓器的輸入電源，停止試驗(yàn)。圖2為自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路圖，流過(guò)SPD的電流I在隊(duì)上產(chǎn)生電壓降，R3兩端輸出直流電壓。D1 D4和D5 D8兩組反向并聯(lián)的二極管對(duì)整流橋輸入端電壓進(jìn)行限幅保護(hù)。光電耦合器TLP521采用無(wú)偏置直流驅(qū)動(dòng)，D13、D14起限幅作用，防止流過(guò)TLP521中發(fā)光二極管的電流超過(guò)限值。處于開環(huán)工作狀態(tài)的運(yùn)算放大器構(gòu)成同相比較器電路，當(dāng)同相端電壓高于反相端電壓時(shí)，輸出電壓為+12V，否則輸出-5V，三極管對(duì)運(yùn)算放大器的輸出電流進(jìn)行放大，以驅(qū)動(dòng)繼電器KAl和KA2，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間測(cè)量2. 4中自動(dòng)計(jì)時(shí)及保護(hù)電路3中脫扣報(bào)警的功能。
權(quán)利要求1.一種直流電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，其特征在于由依次級(jí)聯(lián)的試驗(yàn)電路、測(cè)量電路、自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路和保護(hù)電路所構(gòu)成，其中試驗(yàn)電路由可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源、可調(diào)電阻負(fù)載箱串聯(lián)所構(gòu)成；測(cè)量電路包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、溫度測(cè)量電路、時(shí)間測(cè)量電路和電量隔離傳感器；保護(hù)電路包括電流互感器、電流繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的可調(diào)電阻負(fù)載箱的一端與可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源的非接地輸出端相連，另一端與試品的一個(gè)接入端相連；所述的溫度測(cè)量電路與試品相連；所述的電量隔離傳感器的一端與試品的另一個(gè)接入端相連，其另一端與自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路的一端相連；所述的電壓測(cè)量電路的一端和電隔離傳感器與自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路的連線相連，其另一端通過(guò)切換開關(guān)分別與可調(diào)電阻負(fù)載箱的兩端相連；所述的自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路的另一端與電流互感器的一端相連；所述的電流互感器的另一端與可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源的接地輸出端相連；所述的電流繼電器與電流互感器相連；所述的時(shí)間測(cè)量電路與自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，其特征在于所述試驗(yàn)電路中的可調(diào)電阻負(fù)載箱由不同數(shù)量的功率電阻串聯(lián)而成，總電阻值在 10^9990 Ω之間可調(diào)；所述試驗(yàn)電路中的可調(diào)穩(wěn)壓恒流開關(guān)電源的輸出直流電壓為(T3000V ；所述試驗(yàn)電路的輸出直流電流為2miT2A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的自動(dòng)計(jì)時(shí)及脫扣報(bào)警電路上連接有蜂鳴器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，其特征在于所述溫度測(cè)量電路采用16通道智能溫度巡檢儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，其特征在于所述時(shí)間測(cè)量電路采用量程為999分59秒的數(shù)字累時(shí)器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直流電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定試驗(yàn)裝置，可用于太陽(yáng)能發(fā)電直流系統(tǒng)、AC變換DC直流系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器(SPD)直流熱穩(wěn)定試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電路、測(cè)量電路和保護(hù)電路。所述試驗(yàn)電路能夠輸出0~3000V直流電壓、2mA~2A直流電流；測(cè)量電路對(duì)被試品進(jìn)行電壓、電流、溫度、時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；保護(hù)電路在被試品短路時(shí)提供過(guò)流保護(hù)，并在被試品發(fā)生熱脫扣時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型試驗(yàn)容量大，電壓最大可達(dá)3000V，試驗(yàn)電流最大可達(dá)2A，精度高，采用安全開關(guān)、過(guò)流保護(hù)、高溫告警及脫扣報(bào)警等防護(hù)措施，安全可靠。
文檔編號(hào)G01R31/327GK202003008SQ20112007216
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者周蜜, 張義, 方春華, 王建國(guó), 王建平, 蔡力, 薛健 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)