CN201402297Y

CN201402297Y - 便携式电涌保护器测试仪

Info

Publication number: CN201402297Y
Application number: CN2009200855786U
Authority: CN
Inventors: 周博文; 龙英凯
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2019-05-06

Abstract

本实用新型公开了一种便携式电涌保护器测试仪，用于检测电涌保护器的冲击特性，检查其劣化程度。它包括电源装置、波形发生装置、测量装置，所述电源装置与波形发生装置相连，所述波形发生装置与测量装置相连。波形发生装置包括充电装置和波形产生装置，充电装置与测量装置的充电电压监视分压器相连，波形产生装置与测量装置的残压分压器、分流器相连，充电电压监视分压器、残压分压器、分流器与高速采样保持装置及峰值显示装置相连。该测试仪集冲击电压发生器和冲击电流发生器于一体且输出幅值大、输出范围宽，并配有测量与显示装置，具有结构简单合理、稳定性好、使用可靠、体积小、重量轻、价格优等特点。

Description

便携式电涌保护器测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种便携式测试仪器，特别是涉及一种便携式电涌保护器测试仪。

背景技术

电涌保护器(SPD)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，但使用SPD元件进行电子设备的雷电防护是一个比较新的领域，由于相关的行业标准不太完善，使用单位在防护过程中还存在一些问题，SPD元件的现场测试设备还不是很完善。

SPD元件在使用过程中，随着放电次数增加和其他因素的综合作用，会逐渐老化，甚至损坏，起不到保护设备的作用。因此必须定期对已安装的SPD器件进行参数测试，以便及时更换不合格的设备。现在国内市场上虽然有电涌保护器(SPD)测试仪，但是体积和重量都比较大，不便于携带和现场使用；或者只产生试验用波形，而SPD器件在测试中的残压和电流只能通过外接示波器测量，不便于读数和记录。

中国专利200320122374.8公开的雷电电涌测试仪是目前最便捷的SPD测试仪，它的尺寸为423×175×485(mm)，重量为20kg，仍比较笨重，不利于方便地进行现场测量。

因此，按照SPD现场测试的相关标准和要求研制一套可以自动测量残压和通流的便携式、小型化SPD测试装置是非常有必要的。

发明内容

本实用新型的发明目的是克服市面上SPD测试仪体积大、重量重，不便于携带和现场使用的缺点，提供一套便携式、小型化、结构合理、稳定可靠并且测量范围宽的SPD测试仪。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

一种便携式电涌保护器测试仪，包括电源装置、波形发生装置和测量装置，所述电源装置与所述波形发生装置相连，所述波形发生装置与所述测量装置相连。

上述电源装置包括变压整流装置，所述变压整流装置使用高压包实现，直接输出直流高压。

上述波形发生装置包括充电装置和波形产生装置并依次电连接，所述充电装置包括高压储能电容器，高压储能电容器采用高压电容自制，所述波形产生装置包括高压放电开关和混合波形形成器。

上述测量装置包括充电电压监视分压器、残压分压器、分流器、高速采样保持装置和峰值显示装置；所述充电电压监视分压器与所述高速采样保持装置和所述峰值显示装置依次电连接；所述残压分压器、分流器可与所述高速采样保持装置和峰值显示装置依次电连接，也可通过残压波形检测口、电流波形检测口外接示波器观察残压和电流的波形。

上述充电电压监视分压器采用电阻式分压器，其中高压臂电阻采用红杆电阻；所述残压分压器采取两级电容分压的模式，扩大测量电压范围；所述的分流器采用折带式无感分流器；所述高速采样保持装置采用单片机，软硬件配合使用。

上述波形发生装置和测量装置均安装在机箱内，机箱面板上带有充电电压显示、残压显示和残压波形检测口、电流峰值显示和电流波形检测口。

上述的电源装置、波形发生装置和测量装置均安装在一个机箱内。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、体积小、重量轻、便于携带和现场使用：该SPD测试仪采用体积小、重量轻的高压包实现了整台仪器的小型化；

2、测试范围宽：该测试仪采用分压器两级分压的技术，扩大了可测电压的范围(500V-10kV)。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路原理方框图。

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

其中，1为电源装置，2为波形发生装置，3为测量装置，2.1为充电装置，2.2为波形产生装置，3.1为充电电压监视分压器，3.2为残压分压器，3.3为分流器，3.4为电流波形检测口，3.5为残压波形检测口，3.6为高速采样保持装置，3.7为峰值显示装置，F为保险丝、K为电源开关，T为调压器、T1为变压整流装置、R为限流电阻、S为高压放电开关、Cs为储能电容器、R1为高压臂电阻、R2为低压臂电阻，PR为补偿电感，Rs为分流器小电阻、Rf、Rt、L为波形发生器件、RL为电感L的寄生电阻、C1为第一级电容分压器高压臂电容、C2为第一级电容分压器低压臂电容、C3、C5为第二级电容分压器高压臂电容、C4、C6为第二级电容分压器低压臂电容、CH1为残压输出端子即残压波形检测口3.5、CH2为电流输出端子即电流波形检测口3.4、M为单片机为主要部件的高速采样保持装置3.6、SC为峰值显示装置3.7。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1，本实用新型的便携式SPD测试仪包括电源装置1、波形发生装置2和测量装置3。电源装置1与波形发生装置2相连，波形发生装置2与测量装置3相连。所述的电源装置1、波形发生装置2和测量装置3均安装在一个机箱内。该便携式SPD测试仪的的电源装置1向充电装置2.1充电。

该便携式SPD测试仪的波形发生装置2包括充电装置2.1和波形产生装置2.2。充电装置2.1与充电电压监视分压器3.1相连，通过充电电压监视分压器3.1来测量充电电压。波形产生装置2.2的输出同时与残压分压器3.2和分流器3.3相连，通过残压分压器3.2来测量残压，通过分流器3.3来测量电流。

该便携式SPD测试仪的测量装置3包括充电电压监视分压器3.1、残压分压器3.2、分流器3.3、高速采样保持装置3.6和峰值显示装置3.7。充电电压监视分压器3.1与高速采样保持装置3.6和峰值显示装置3.7依次电连接，来显示充电电压的峰值；残压分压器3.2、分流器3.3可与高速采样保持装置3.6和峰值显示装置3.7依次电连接来显示残压和电流的峰值，也可通过残压波形检测口3.5、电流波形检测口3.4外接示波器观察残压和电流的波形。

参见图2，本实用新型中的电源装置1通过保险丝F和电源开关K连接到220V的交流电源，该电源装置1包括调压器T、变压整流装置T1和限流电阻R，调压器T和变压整流装置T1对于输入交流电压进行变压和整流输出一定的直流电压，然后通过限流电阻R向储能电容器Cs充电。其中，该变压整流装置T1不使用传统的升压变和整流硅堆，而是使用在CRT显示器里运用较多的高压包实现，可直接输出高达几千伏的直流高压。变压整流装置的改进使体积和重量进一步微型化。经此设计，电源装置部分总重量仅为1kg。

充电装置2.1中的关键部位是储能电容器Cs，为减少重量和体积并且保证其稳定性，采用高压电容自制，在高压电容两端形成最大10kV的高压。

波形产生装置2.2包括高压放电开关S和混合波形形成器。高压放电开关S控制储能电容器Cs向混合波形形成器的放电。

充电电压监视分压器3.1采用电阻式分压器，包括高压臂电阻R1、低压臂电阻R2和补偿电感PR，其中高压臂电阻采用红杆电阻。分压器3.1输出直接与高速采样保持装置M相连，来显示充电电压的峰值。

残压分压器3.2采用两级电容分压的模式来检测电阻Rt两端的电压，扩大了测量电压的范围。该残压分压器的第一级电容分压器对电阻Rt两端的电压进行分压，包括第一级电容分压器高压臂电容C1和低压臂电容C2。第二级电容分压器对电容C2两端的电压进行分压，包括第二级电容分压器高压臂电容C3、C5和低压臂电容C4、C6。分压器输出可直接与高速采样保持装置M相连来显示残压的峰值，也可通过残压输出端子CH1外接示波器观察残压的波形。

分流器3.3采用折带式无感分流器来检测通过储能电容Cs的电流，以此消除杂散电感对波形畸变的影响。该分流器3.3包括小电阻Rs，该小电阻的取值在1mΩ左右，在其两端的采样电压小于5V的条件下，可以直接接入到单片机。分流器输出可直接与高速采样保持装置M相连来显示电流的峰值，也可通过电流输出端子CH2外接示波器观察电流的波形。

高速采样保持装置M采用单片机，软硬件配合使用。采用单片机处理，速度快，准确度高，操作简单。同时，摒弃了纯硬件实现高速采样保持的数字式等电路，大大减轻了重量。

Claims

1.一种便携式电涌保护器测试仪，包括电源装置(1)、波形发生装置(2)和测量装置(3)，其特征在于：所述电源装置(1)与所述波形发生装置(2)相连，所述波形发生装置(2)与所述测量装置(3)相连。

2.根据权利要求1所述的便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：所述电源装置(1)包括变压整流装置(T1)，所述变压整流装置(T1)使用高压包实现，直接输出直流高压。

3.根据权利要求1所述的便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：所述波形发生装置(2)包括充电装置(2.1)和波形产生装置(2.2)并依次电连接，所述充电装置(2.1)包括高压储能电容器(Cs)，高压储能电容器采用高压电容自制，所述波形产生装置(2.2)包括高压放电开关(S)和混合波形形成器。

4.根据权利要求1所述的便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：所述测量装置(3)包括充电电压监视分压器(3.1)、残压分压器(3.2)、分流器(3.3)、高速采样保持装置(3.6)和峰值显示装置(3.7)；所述充电电压监视分压器(3.1)与所述高速采样保持装置(3.6)和所述峰值显示装置(3.7)依次电连接；所述残压分压器(3.2)、分流器(3.3)可与所述高速采样保持装置(3.6)和峰值显示装置(3.7)依次电连接，也可通过残压波形检测口(3.5)、电流波形检测口(3.4)外接示波器观察残压和电流的波形。

5.根据权利要求4所述的便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：所述充电电压监视分压器(3.1)采用电阻式分压器，其中高压臂电阻采用红杆电阻；所述残压分压器(3.2)采取两级电容分压的模式，扩大测量电压范围；所述的分流器(3.3)采用折带式无感分流器；所述高速采样保持装置(3.6)采用单片机，软硬件配合使用。

6.根据权利要求1所述的便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：所述波形发生装置(2)和测量装置(3)均安装在机箱内，机箱面板上带有充电电压显示、残压显示和残压波形检测口、电流峰值显示和电流波形检测口。

7.根据权利要求1所述的便携式电涌保护器测试仪，其特征在于：所述的电源装置(1)、波形发生装置(2)和测量装置(3)均安装在一个机箱内。