多路模拟量回路极性校验仪的制作方法
【专利摘要】一种多路模拟量回路极性校验仪，由测试主机和无线分机组成，其特征是：测试主机上有主机测试线，无线分机上有若干分机测试线；测试主机的主机测试线接于互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于互感器二次回路电缆引入测控装置入口的各个线圈，无线分机和测试主机之间为无线信号连接。其优点为，集成度高，携带方便，操作简单，测试时仅需单人操作、省时省力，一次可完成多个线圈回路的同时检查、测试，可对多路模拟量回路的完整性、极性的正确性一次性完成校验，避免了不同人员接线和联系传递信息方面带来的误差，保障了供电设备的安全运行。
【专利说明】
多路模拟量回路极性校验仪
技术领域
[0001]本发明涉及一种极性校验仪，特别是一种多路模拟量回路极性校验仪，应用于电气化铁路各种接线的变配电所、地方供电系统、厂矿企业等场合。
【背景技术】
[0002]电压互感器(PT)和电流互感器(CT)是电力系统重要的电气设备，它承担着高、低压系统之间的隔离及高压量向低压量转换的职能。互感器极性错误，容易在设备运行中发生非正常跳闸、计测量不准等问题；因此其极性与二次接线的正确与否，对系统的保护、测量、监察等设备的正常工作有极其重要的意义。
[0003]在新安装、大修PT、CT或更换PT、CT二次电缆、各类保护时，利用极性试验法检验PT、CT接线的正确性，已经是继电保护工作人员必不可少的工作程序。
[0004]日常春防试验中，虽然规程不要求对互感器的极性进行测试，但互感器绝缘电阻的测试周期为1-3年，而测试二次绕组对一次绕组及地绝缘时，需要拆除PT、CT 二次引线，因其二次绕组多为2-4个线圈，在恢复时需要特别引起注意，否则极易造成引线接错，因此在没有完全把握的情况下、互感器二次线恢复完成后要从互感器一次至二次测控装置间对回路完整性进彳丁测试。
[0005]综上所述，互感器新安装、大修或更换互感器二次电缆、各类保护时，或者日常春防试验完成后，需要对多路模拟量回路的完整性、极性的正确性进行校验。
[0006]而目前，现场大多使用互感器校验仪完成励磁特性、比差与角差、极性的测试，但这种测试的目的是确认互感器本体性能、极性的正确性检查，对于二次连接线及电压、电流模拟量之间的相位配合检查无能为力；另外，还有一种传统的人工“点极性”极性试验法检验PT、CT接线的正确性，这种人工“点极性”极性试验法至少要配备2组4个人，而且测试前需要先期沟通，测试中两组沟通过程中还必须用语准确，任何一小点的失误就可能造成极性的错误，给设备运行带来不可估量的影响。以上为现有技术的不足。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是:提供一种多路模拟量回路极性校验仪，该极性校验仪集成度高，携带方便，操作简单，测试时仅需单人操作、省时省力，一次可完成多个线圈回路的同时检查、测试，可对多路模拟量回路的完整性、极性的正确性一次性完成校验，避免了不同人员接线和联系传递信息方面带来的误差，保障了供电设备的安全运行。
[0008]本发明的目的可以通过下述技术方案来实现:
本多路模拟量回路极性校验仪，由测试主机和无线分机组成，其特征是:测试主机上有主机测试线，无线分机上有若干分机测试线；测试主机的主机测试线接于互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈，无线分机和测试主机之间为无线信号连接。
[0009]本发明所述主机测试线由流互测试线和压互测试线组成，测试电流互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性时，测试主机的流互测试线接于电流互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于电流互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈；测试电压互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性时，测试主机的压互测试线接于电压互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于电压互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈。
[0010]本发明所述测试主机主要由主机MCU系统、主机电源、互感器放电电路、主机无线传输电路和液晶显示组成，主机M⑶系统用于实现电流互感器、电压互感器的测试控制，并对无线分机发送来的数据进行分析计算，确定电流互感器、电压互感器的正、负极性，以及对错误信息进行排除;主机电源用于为测试主机系统提供12V直流电压12V+、5V直流电压5V+、3.3￥直流电压￥0:3.3和12￥直流电压12￥1;互感器放电电路用于实现对电流互感器的一次线圈进行放电，对电压互感器一次线圈充电，并当电流达到一定数量级时，自动断开充电回路；主机无线传输电路用于实现测试主机与无线分机之间的无线通讯;液晶显示用于显示电流互感器、电压互感器的测试结果;所述无线分机主要由分机MCU系统、分机电源、采样保持电路、极性显示电路和分机无线传输电路组成，分机MCU系统用于控制无线收发模块的收发，采集采样保持电路的动作信号，形成数据发送给测试主机;分机电源用于为无线分机系统提供12V直流电压12vl和3.3V直流电压VCC，并为无线分机系统提供接地分线座和电源指示灯接线端子;采样保持电路用于采集互感器二次线圈回路产生的脉冲信号并保持，以供分机MCU系统采集，并形成数据;极性显示电路用于指示所测回路的加、减极性，同时作为辅助显示与测试主机比较，以确保测试结果的准确性;分机无线传输电路用于实现无线分机与测试主机间的无线通讯。
[0011]本发明所述主机M⑶系统内有嵌入式微控制器U1、主机晶振电路和主机复位电路，主机晶振电路内有晶振YI以及电容Cl和C2，主机复位电路内有复位电阻Rfw和接线端子FW ；主机电源内有分线座⑶N1、C0N2、C0N3和⑶N8 ；互感器放电电路内有分线座C0N6和C0N7、电阻R3?R6、CT放电回路以及PT放电回路，CT放电回路内有继电器K1、分线座⑶N4、有极性电容C3、二极管D1、三极管Ql和电阻R1，PT放电回路内有继电器K2、分线座⑶N5、二极管D2、三极管Q2和电阻R2;主机无线传输电路内有无线收发模块接口 J2;液晶显示内有液晶显示器接口 JI;分机M⑶系统内有嵌入式微控制器Ul 2、分机晶振电路、分机复位电路、继电器K12、二极管D12、三极管Ql 2和电阻RO，分机晶振电路内有晶振Yl 2以及电容Cl 2和C22，分机复位电路内有复位电阻Rfw2和接线端子FW2;分机电源内有分线座TS3.3V、TS12V、TS-GND1和TS-GND2、接线端子J-LED以及电阻Rled;采样保持电路内有继电器KlO和K3?K9、二极管D10、D3?09、021、031、041、051、061、071、081、091、022、032、042、052、062、072、082和092、三极管010和03?09、可调电阻1?21、1?31、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91以及分线座了51、了52、了53和丁34;极性显示电路内有电阻1?22、1?2、1?42、1?52、1?62、1?72、1?82和1?92以及LED指示灯正极接线端子LED+;分机无线传输电路内有无线收发模块接口 J22;
其电路连接关系为:测试主机内，主机MCU系统的接线端子FW上接有复位按键;在主机电源内，分线座⑶NI的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12V+和地，分线座⑶N2的第I和第2引脚分别连接5V直流电压5V+和地，分线座C0N3的第I和第2引脚分别连接3.3V直流电压VCC3.3和地，分线座C0N8的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12vl和地;在互感器放电电路内，分线座C0N6的第I引脚连接电阻R3和R4的一端，分线座C0N6的第2引脚连接5V直流电压5V+，电阻R4的另一端接地，分线座C0N7的第I引脚连接电阻R5和R6的一端，分线座C0N7的第2引脚连接5V直流电压5V+，电阻R6的另一端接地，分线座C0N6上接有流互/压互测试选择按键，分线座C0N7上接有开始/确认按键，CT放电回路内，继电器Kl开关的常开触点和常闭触点分别连接分线座C0N4的第I引脚和12V直流电压12V+，继电器Kl开关的公共端连接有极性电容C3的正极，分线座C0N4的第2弓I脚和有极性电容C3的负极均接地，继电器Kl线圈的两端分别连接二极管Dl的正极和负极，二极管Dl的负极连接12V直流电压12V+，二极管Dl的正极连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极连接电阻Rl的一端，分线座C0N4上接有流互测试线，PT放电回路内，继电器K2开关的常开触点连接分线座C0N5的第I引脚，继电器K2开关的公共端连接12V直流电压12vl，分线座C0N5的第2引脚接地，继电器K2线圈的两端分别连接二极管D2的正极和负极，二极管D2的负极连接12V直流电压12V+，二极管D2的正极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接电阻R2的一端，分线座⑶N5上接有压互测试线；主机M⑶系统与互感器放电电路之间，电阻R3的另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第21引脚，电阻R5的另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第22引脚，CT放电回路的电阻Rl另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第19引脚，PT放电回路的电阻R2另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第20引脚；主机MCU系统与主机无线传输电路之间，无线收发模块接口 J2的第3?第8引脚分别连接到嵌入式微控制器Ul的第17、第16、第24、第18、第15和第23引脚，无线收发模块接口 J2上装有无线收发模块;主机MCU系统与液晶显示之间，液晶显示器接口 Jl的第5?第14引脚分别连接到嵌入式微控制器Ul的第33?第40、第2和第3引脚，液晶显示器接口 Jl上装有液晶显示器；
无线分机内，在分机电源内，分线座TS3.3V的第I和第2引脚分别连接3.3V直流电压VCC和地，分线座TS12V的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12vl和地，分线座TS-GNDl的第I和第2引脚以及分线座TS-GND2的第I和第2引脚均接地，接线端子J-LED的第I引脚连接电阻Rled的一端，电阻Rled的另一端连接12V直流电压12vl，接线端子J-LED的第2引脚接地，接线端子J-LED上接有LED指示灯；在分机MCU系统内，接线端子FW2上接有复位按键，继电器K12开关的公共端连接二极管D12的负极，继电器K12开关的常开触点引出12V直流电压12V+，继电器K12线圈的两端分别连接二极管D12的正极和负极，二极管D12的负极连接12V直流电压12 VI，二极管D12的正极连接三极管Q12的集电极，三极管Q12的发射极接地，三极管Q12的基极连接电阻RO的一端，电阻RO的另一端连接到嵌入式微控制器U12的第19引脚;在采样保持电路内，继电器KlO和K3?K9开关的公共端均连接12V直流电压12V+，继电器KlO和K3?1(9开关的常闭触点分别连接二极管031、021、051、041、071、061、091和081的负极，继电器1(10和1(3?1(9开关的常开触点分别连接可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91的一个固定端，可调电阻1?21、1?31、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91的另一个固定端均接地，继电器1(10和1(3?1(9线圈的两端分别连接二极管021、031、041、051、061、071、081和091的负极、正极，二极管021、031、041、051、061、071、081和091的正极分别连接到三极管叭0和03?09的集电极，三极管QlO和Q3?Q9的基极分别连接二极管DlO和D3?D9的负极，三极管QlO和Q3?Q9的发射极分别连接二极管D22、D32、D42、D52、D62、D72、D82和D92的正极，并同时均接地，二极管DlO和D3?D9的正极分别连接分线座TSl的第2引脚、分线座TSl的第I引脚、分线座TS2的第2引脚、分线座TS2的第I引脚、分线座TS3的第2引脚、分线座TS3的第I引脚、分线座TS4的第2引脚和分线座TS4的第I引脚，二极管D22、D32、D42、D52、D62、D72、D82和D92的负极分别连接二极管03、010、05、04、07、06、09和08的正极，分线座了31、了32、了33和了34上各连接有一分机测试线；在极性显示电路内，电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92的一端分别连接到LED指示灯正极接线端子LED+的第I?第8引脚，LED指示灯正极接线端子LED+的第I?第8引脚分别连接8个LED指示灯的正极，8个LED指示灯的负极相互连接在一起后接地；分机MCU系统与采样保持电路之间，可调电阻R21、R31、R41、R51、R61、R71、R81和R91的滑动触头端分别连接到嵌入式微控制器U12的第33?第40引脚;采样保持电路与极性显示电路之间，可调电阻1?21、1?31、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91一个固定端分别连接电阻1?22、1?32、R42、R52、R62、R72、R82和R92的另一端;分机MCU系统与分机无线传输电路之间，无线收发模块接口 J22的第3?第8引脚分别连接到嵌入式微控制器U12的第17、第16、第24、第18、第15和第23引脚，无线收发模块接口 J22上装有无线收发模块。
[0012]本发明的主机MCU系统内，其嵌入式微控制器Ul的型号为PIC16F877A-1/P;互感器放电电路内，其二极管Dl的型号为IN4001，三极管Ql的型号为2N3904，二极管D2的型号为IN4001，三极管Q2的型号为2N3904;分机MCU系统内，其嵌入式微控制器U12的型号为PIC16F877A-1/P 。
[0013]本发明主机无线传输电路内的无线收发模块接口J2，以及分机无线传输电路内的无线收发模块接口 J22上装有的无线收发模块，均为单片射频收发器芯片，其型号均为nRF24L01+ 。
[0014]本发明的优点是:I)该多路模拟量回路极性校验仪集成度高，测试主机、无线分机将各电路元件密闭于一个很小的箱子内，携带方便，操作简单，测试时仅需单人操作、省时省力，一次可完成多个线圈回路的同时检查、测试(并可根据现场需要拓展)，可对多路模拟量回路的完整性、极性的正确性一次性完成校验，避免了不同人员接线和联系传递方面带来的误差，保障了供电设备的安全运行;2)测试主机、无线分机采用长距离无线抗干扰传输技术、最大传输距离1000m;无线分机可以满足电气化铁路牵引变电所任何位置的互感器回路测试的需要，并完全剔除了高电压干扰、牵引供电系统高次谐波和较大地回流的影响，运行稳定;3)根据CT、PT不同的构造，分别采取电容放电、直接充电的方案，既延长了电源电池的使用寿命、也确保了远端信号的量值;除可完成PT、CT本体极性检验外，对于有极性输入要求的差动保护、阻抗保护和计量表计，从高电压的一次至低电压的二次引线回路也可一次性完成检验，确保整个儿回路极性的正确和连接的可靠、保证互感器投运后保护动作的选择性和计量的准确性;4)提供了仪器冗余设计、使测试过程不受仪器故障的影响，在检验仪无线收发系统故障的情况下，可通过室内观察无线分机极性显示电路内LED指示灯正极接线端子LED+上连接的LED指示灯发光情况确定各个测试回路的极性;在测试主机故障的情况下，用干电池在互感器一次侧加量、无线分机端也会收到信号，仍可通过室内观察无线分机极性显示电路内LED指示灯正极接线端子LED+上连接的LED指示灯发光情况确定各个测试回路的极性，绝对不会因为仪器的故障影响测试作业。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的使用原理方框图；
图2是测试电流互感器的使用原理方框图；
图3是测试主机电路方框图； 图4是无线分机电路方框图；
图5是测试主机电路原理图；
图6是无线分机电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]如图1-6所示，本多路模拟量回路极性校验仪，由测试主机和无线分机组成，其特征是:测试主机上有主机测试线，无线分机上有若干分机测试线;测试主机的主机测试线接于互感器一次线圈的输入(极性)端和输出(非极性)端，无线分机的各分机测试线分别接于互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈，无线分机和测试主机之间为无线信号连接。测试主机用于在按下其上的测试键(即，开始/确认按键)后，在对互感器一次线圈侧施加电压的同时，发送命令信号要求无线分机反馈测试值，然后对无线分机发送来的测试值进行计算分析确定互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性;无线分机用于在互感器每个二次线圈回路末端进行采样分析，确定其输出极性，从而得到测试值，并通过无线传输的方式将测试值传送给测试主机。
[0017]如图1、2所示，所述主机测试线由流互测试线(S卩，电流互感器测试线)和压互测试线(即，电压互感器测试线)组成，测试电流互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性时，测试主机的流互测试线(g卩，电流互感器测试线)接于电流互感器一次线圈的输入(极性)端和输出(非极性)端，无线分机的各分机测试线分别接于电流互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈；测试电压互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性时，测试主机的压互测试线(g卩，电压互感器测试线)接于电压互感器一次线圈的输入(极性)端和输出(非极性)端，无线分机的各分机测试线分别接于电压互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈。
[0018]如图1-6所示，所述测试主机主要由主机MCU系统1、主机电源2、互感器放电电路3、主机无线传输电路4和液晶显示5组成，主机M⑶系统I用于实现电流互感器、电压互感器的测试控制，并对无线分机发送来的数据进行分析计算，确定电流互感器、电压互感器的正、负极性，以及对错误信息进行排除;主机电源2用于为测试主机系统提供12V直流电压12V+、5V直流电压5V+、3.3V直流电压VCC3.3和12V直流电压12vI;互感器放电电路3用于实现对电流互感器的一次线圈进行放电，对电压互感器一次线圈充电，并当电流达到一定数量级时，自动断开充电回路;主机无线传输电路4用于实现测试主机与无线分机之间的无线通讯;液晶显示5用于显示电流互感器、电压互感器的测试结果;所述无线分机主要由分机M⑶系统
6、分机电源7、采样保持电路8、极性显示电路9和分机无线传输电路10组成，分机MCU系统6用于控制无线收发模块的收发，采集采样保持电路8的动作信号，形成数据发送给测试主机;分机电源7用于为无线分机系统提供12V直流电压12vl和3.3V直流电压VCC，并为无线分机系统提供接地分线座和电源指示灯接线端子;采样保持电路8用于采集互感器二次线圈回路产生的脉冲信号并保持，以供分机MCU系统6采集，并形成数据;极性显示电路9用于指示所测回路的加、减极性，同时作为辅助显示与测试主机比较，以确保测试结果的准确性；分机无线传输电路10用于实现无线分机与测试主机间的无线通讯。
[0019]如图3-6所示，所述主机M⑶系统I内有嵌入式微控制器U1、主机晶振电路和主机复位电路，主机晶振电路内有晶振YI以及电容CI和C2，主机复位电路内有复位电阻Rf W和接线端子FW;主机电源2内有分线座C0N1、C0N2、C0N3和C0N8;互感器放电电路3内有分线座C0N6和C0N7、电阻R3?R6、CT放电回路以及PT放电回路，CT放电回路内有继电器Kl、分线座C0N4、有极性电容C3、二极管D1、三极管Ql和电阻R1，PT放电回路内有继电器K2、分线座C0N5、二极管D2、三极管Q2和电阻R2;主机无线传输电路4内有无线收发模块接口 J2;液晶显示5内有液晶显示器接口 Jl;分机MCU系统6内有嵌入式微控制器U12、分机晶振电路、分机复位电路、继电器K12、二极管D12、三极管Q12和电阻R0，分机晶振电路内有晶振Y12以及电容C12和C22，分机复位电路内有复位电阻1^2和接线端子!^2;分机电源7内有分线座133.3￥3312￥、丁3-GNDI和TS-GND2、接线端子J-LED以及电阻Rl ed;采样保持电路8内有继电器K1和K3?K9、二极管010、03?09、021、031、041、051、061、071、081、091、022、032、042、052、062、072、082和092、三极管叭0和03?09、可调电阻1?21、1?31、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91以及分线座了51、TS2、TS3和TS4;极性显示电路9内有电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92以及LED指示灯正极接线端子LED+;分机无线传输电路10内有无线收发模块接口 J22;
其电路连接关系为:测试主机内，主机MCU系统I的接线端子FW上接有复位按键;在主机电源2内，分线座CONl的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12V+和地，分线座CON2的第I和第2引脚分别连接5V直流电压5V+和地，分线座C0N3的第I和第2引脚分别连接3.3V直流电压VCC3.3和地，分线座C0N8的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12vl和地;在互感器放电电路3内，分线座C0N6的第I引脚连接电阻R3和R4的一端，分线座C0N6的第2引脚连接5V直流电压5V+，电阻R4的另一端接地，分线座C0N7的第I引脚连接电阻R5和R6的一端，分线座C0N7的第2引脚连接5V直流电压5V+，电阻R6的另一端接地，分线座C0N6上接有流互/压互测试选择按键(即，电流互感器/电压互感器测试选择按键)，分线座C0N7上接有开始/确认按键，CT放电回路(即，电流互感器放电电路)内，继电器Kl开关的常开触点和常闭触点分别连接分线座C0N4的第I引脚和12V直流电压12V+，继电器KI开关的公共端连接有极性电容C3的正极，分线座C0N4的第2引脚和有极性电容C3的负极均接地，继电器Kl线圈的两端分别连接二极管DI的正极和负极，二极管DI的负极连接12V直流电压12V+，二极管DI的正极连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极连接电阻Rl的一端，分线座C0N4上接有流互测试线(即，电流互感器测试线)，PT放电回路(S卩，电压互感器放电电路)内，继电器K2开关的常开触点连接分线座C0N5的第I引脚，继电器Κ2开关的公共端连接12V直流电压12vl，分线座⑶Ν5的第2引脚接地，继电器Κ2线圈的两端分别连接二极管D2的正极和负极，二极管D2的负极连接12V直流电压12V+，二极管D2的正极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接电阻R2的一端，分线座C0N5上接有压互测试线(S卩，电压互感器测试线)；主机M⑶系统I与互感器放电电路3之间，电阻R3的另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第21引脚，电阻R5的另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第22引脚，CT放电回路的电阻Rl另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第19引脚，PT放电回路的电阻R2另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第20引脚;主机MCU系统I与主机无线传输电路4之间，无线收发模块接口 J2的第3?第8引脚分别连接到嵌入式微控制器Ul的第17、第16、第24、第18、第15和第23引脚，无线收发模块接口 J2上装有无线收发模块;主机MCU系统I与液晶显示5之间，液晶显示器接口 Jl的第5?第14引脚分别连接到嵌入式微控制器Ul的第33?第40、第2和第3引脚，液晶显示器接口 Jl上装有液晶显示器；
无线分机内，在分机电源7内，分线座TS3.3V的第I和第2引脚分别连接3.3V直流电压VCC和地，分线座TS12V的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12vl和地，分线座TS-GNDl的第I和第2引脚以及分线座TS-GND2的第I和第2引脚均接地，接线端子J-LED的第I引脚连接电阻Rled的一端，电阻Rled的另一端连接12V直流电压12vl，接线端子J-LED的第2引脚接地，接线端子J-LED上接有LED指示灯;在分机MCU系统6内，接线端子FW2上接有复位按键，继电器K12开关的公共端连接二极管D12的负极，继电器K12开关的常开触点引出12V直流电压12V+，继电器K12线圈的两端分别连接二极管D12的正极和负极，二极管D12的负极连接12V直流电压12vl，二极管D12的正极连接三极管Ql2的集电极，三极管Ql2的发射极接地，三极管Q12的基极连接电阻RO的一端，电阻RO的另一端连接到嵌入式微控制器U12的第19引脚；在采样保持电路8内，继电器KlO和K3?K9开关的公共端均连接12V直流电压12V+，继电器1(10和1(3?1(9开关的常闭触点分别连接二极管031、021、051、041、071、061、091和081的负极，继电器1(10和1(3?1(9开关的常开触点分别连接可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和尺91的一个固定端，可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91的另一个固定端均接地，继电器KlO和K3?K9线圈的两端分别连接二极管D21、D31、D41、D51、D61、D71、D81和D91的负极、正极，二极管021、031、041、051、061、071、081和091的正极分别连接到三极管叭0和Q3?Q9的集电极，三极管QlO和Q3?Q9的基极分别连接二极管DlO和D3?D9的负极，三极管QlO和Q3?Q9的发射极分别连接二极管D22、D32、D42、D52、D62、D72、D82和D92的正极，并同时均接地，二极管DlO和D3?D9的正极分别连接分线座TSl的第2引脚、分线座TSl的第I引脚、分线座TS2的第2引脚、分线座TS2的第I引脚、分线座TS3的第2引脚、分线座TS3的第I弓I脚、分线座TS4的第2引脚和分线座TS4的第I引脚，二极管D22、D32、D42、D52、D62、D72、D82和D92的负极分别连接二极管D3、D10、D5、D4、D7、D6、D9和D8的正极，分线座TS1、TS2、TS3和TS4上各连接有一分机测试线；在极性显示电路9内，电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92的一端分别连接到LED指示灯正极接线端子LED+的第I?第8引脚，LED指示灯正极接线端子LED+的第I?第8引脚分别连接8个LED指示灯的正极，8个LED指示灯的负极相互连接在一起后接地;分机MCU系统6与采样保持电路8之间，可调电阻R21、R31、R41、R51、R61、R71、R81和R91的滑动触头端分别连接到嵌入式微控制器U12的第33?第40引脚;采样保持电路8与极性显示电路9之间，可调电阻1?21、1?31、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91一个固定端分别连接电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92的另一端;分机MCU系统6与分机无线传输电路10之间，无线收发模块接口 J22的第3?第8引脚分别连接到嵌入式微控制器U12的第17、第16、第24、第18、第15和第23引脚，无线收发模块接口 J22上装有无线收发模块。
[0020]如图5、6所示，主机MCU系统I内，其嵌入式微控制器Ul的型号为PIC16F877A-1/P;互感器放电电路3内，其二极管Dl的型号为IN4001，三极管Ql的型号为2N3904，二极管D2的型号为IN4001，三极管Q2的型号为2N3904;分机M⑶系统6内，其嵌入式微控制器U12的型号为PIC16F877A-1/P。主机无线传输电路4内的无线收发模块接口 J2，以及分机无线传输电路10内的无线收发模块接口 J22上装有的无线收发模块，均为单片射频收发器芯片，其型号均为 nRF24L01+。
[0021]本多路模拟量回路极性校验仪，主机电源2、分机电源7内的12V直流电压均由充电电池提供，充电电池可选用锂电池。分机电源7内，接线端子J-LED上接有的LED指示灯为电源指示灯，用来指示无线分机电源的通断;极性显示电路9内，LED指示灯正极接线端子LED+上连接的8个LED指示灯为极性指示灯，用来指示互感器四个线圈回路的极性。
【主权项】
1.一种多路模拟量回路极性校验仪，由测试主机和无线分机组成，其特征是:测试主机上有主机测试线，无线分机上有若干分机测试线；测试主机的主机测试线接于互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈，无线分机和测试主机之间为无线信号连接。2.根据权利要求1所述的一种多路模拟量回路极性校验仪，其特征是:所述主机测试线由流互测试线和压互测试线组成，测试电流互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性时，测试主机的流互测试线接于电流互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于电流互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈；测试电压互感器本体及其一次线圈至每个二次线圈回路的具体极性时，测试主机的压互测试线接于电压互感器一次线圈的输入端和输出端，无线分机的各分机测试线分别接于电压互感器二次回路电缆引入测控装置入口处的各个线圈。3.根据权利要求1或2所述的一种多路模拟量回路极性校验仪，其特征是:所述测试主机主要由主机M⑶系统(I)、主机电源(2 )、互感器放电电路(3 )、主机无线传输电路(4 )和液晶显示(5)组成，主机M⑶系统(I)用于实现电流互感器、电压互感器的测试控制，并对无线分机发送来的数据进行分析计算，确定电流互感器、电压互感器的正、负极性，以及对错误信息进行排除；主机电源(2)用于为测试主机系统提供12V直流电压12V+、5V直流电压5V+、3.3V直流电压VCC3.3和12V直流电压12vl;互感器放电电路(3)用于实现对电流互感器的一次线圈进行放电，对电压互感器一次线圈充电，并当电流达到一定数量级时，自动断开充电回路；主机无线传输电路(4)用于实现测试主机与无线分机之间的无线通讯;液晶显示(5)用于显示电流互感器、电压互感器的测试结果;所述无线分机主要由分机MCU系统(6)、分机电源(7)、采样保持电路(8)、极性显示电路(9)和分机无线传输电路(10)组成，分机MCU系统(6)用于控制无线收发模块的收发，采集采样保持电路(8)的动作信号，形成数据发送给测试主机;分机电源(7)用于为无线分机系统提供12V直流电压12vl和3.3V直流电压VCC，并为无线分机系统提供接地分线座和电源指示灯接线端子;采样保持电路(8)用于采集互感器二次线圈回路产生的脉冲信号并保持，以供分机MCU系统(6)采集，并形成数据;极性显示电路(9)用于指示所测回路的加、减极性，同时作为辅助显示与测试主机比较，以确保测试结果的准确性;分机无线传输电路(10)用于实现无线分机与测试主机间的无线通讯。4.根据权利要求3所述的一种多路模拟量回路极性校验仪，其特征是:所述主机MCU系统(I)内有嵌入式微控制器Ul、主机晶振电路和主机复位电路，主机晶振电路内有晶振Yl以及电容Cl和C2，主机复位电路内有复位电阻Rfw和接线端子FW;主机电源(2)内有分线座CONl、C0N2、⑶N3和C0N8 ；互感器放电电路(3 )内有分线座C0N6和C0N7、电阻R3?R6、CT放电回路以及PT放电回路，CT放电回路内有继电器Kl、分线座C0N4、有极性电容C3、二极管D1、三极管Ql和电阻R1，PT放电回路内有继电器K2、分线座C0N5、二极管D2、三极管Q2和电阻R2;主机无线传输电路(4)内有无线收发模块接口 J2;液晶显示(5)内有液晶显示器接口 Jl;分机MCU系统(6)内有嵌入式微控制器U12、分机晶振电路、分机复位电路、继电器K12、二极管D12、三极管Q12和电阻RO，分机晶振电路内有晶振Y12以及电容Cl 2和C22，分机复位电路内有复位电阻1?^2和接线端子?12;分机电源(7)内有分线座了33.3￥、了312￥、了3-6_1和丁3-GND2、接线端子J-LED以及电阻Rled;采样保持电路(8)内有继电器KlO和K3?K9、二极管010、03?09、021、031、041、051、061、071、081、091、022、032、042、052、062、072、082和092、三极管叭0和03?09、可调电阻1?21、1?31、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91以及分线座了51、了52、TS3和TS4;极性显示电路(9)内有电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92以及LED指示灯正极接线端子LED+;分机无线传输电路(10)内有无线收发模块接口 J22; 其电路连接关系为:测试主机内，主机MCU系统(I)的接线端子FW上接有复位按键;在主机电源(2 )内，分线座⑶NI的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12V+和地，分线座CON2的第I和第2引脚分别连接5V直流电压5V+和地，分线座CON3的第I和第2引脚分别连接3.3V直流电压VCC3.3和地，分线座CON8的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12vl和地;在互感器放电电路(3 )内，分线座CON6的第I引脚连接电阻R3和1?4的一端，分线座CON6的第2引脚连接5V直流电压5V+，电阻R4的另一端接地，分线座CON7的第I引脚连接电阻R5和R6的一端，分线座CON7的第2引脚连接5V直流电压5V+，电阻R6的另一端接地，分线座CON6上接有流互/压互测试选择按键，分线座CON7上接有开始/确认按键，CT放电回路内，继电器Kl开关的常开触点和常闭触点分别连接分线座C0N4的第I引脚和12V直流电压12V+，继电器Kl开关的公共端连接有极性电容C3的正极，分线座C0N4的第2弓I脚和有极性电容C3的负极均接地，继电器Kl线圈的两端分别连接二极管Dl的正极和负极，二极管Dl的负极连接12V直流电压12V+，二极管Dl的正极连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极接地，三极管QI的基极连接电阻Rl的一端，分线座C0N4上接有流互测试线，PT放电回路内，继电器K2开关的常开触点连接分线座CON5的第I引脚，继电器K2开关的公共端连接12V直流电压12vl，分线座CON5的第2引脚接地，继电器K2线圈的两端分别连接二极管D2的正极和负极，二极管D2的负极连接12V直流电压12V+，二极管D2的正极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接电阻R2的一端，分线座CON5上接有压互测试线；主机MCU系统(I)与互感器放电电路(3 )之间，电阻R3的另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第21引脚，电阻R5的另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第22引脚，CT放电回路的电阻Rl另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第19引脚，PT放电回路的电阻R2另一端连接到嵌入式微控制器Ul的第20引脚；主机M⑶系统(I)与主机无线传输电路(4)之间，无线收发模块接口 J2的第3?第8引脚分别连接到嵌入式微控制器Ul的第17、第16、第24、第18、第15和第23引脚，无线收发模块接口 J2上装有无线收发模块;主机M⑶系统(I)与液晶显示(5)之间，液晶显示器接口 Jl的第5?第14引脚分别连接到嵌入式微控制器Ul的第33?第40、第2和第3引脚，液晶显示器接口 Jl上装有液晶显示器； 无线分机内，在分机电源(7)内，分线座TS3.3V的第I和第2引脚分别连接3.3V直流电压VCC和地，分线座TS12V的第I和第2引脚分别连接12V直流电压12vl和地，分线座TS-GNDl的第I和第2引脚以及分线座TS-GND2的第I和第2引脚均接地，接线端子J-LED的第I引脚连接电阻Rled的一端，电阻Rled的另一端连接12V直流电压12vl，接线端子J-LED的第2引脚接地，接线端子J-LED上接有LED指示灯;在分机MCU系统(6)内，接线端子FW2上接有复位按键，继电器K12开关的公共端连接二极管D12的负极，继电器K12开关的常开触点引出12V直流电压12V+，继电器K12线圈的两端分别连接二极管D12的正极和负极，二极管D12的负极连接12V直流电压12vl，二极管D12的正极连接三极管Q12的集电极，三极管Q12的发射极接地，三极管Q12的基极连接电阻RO的一端，电阻RO的另一端连接到嵌入式微控制器U12的第19引脚;在采样保持电路(8)内，继电器KlO和K3?K9开关的公共端均连接12V直流电压12V+，继电器KlO和K3?K9开关的常闭触点分别连接二极管D31、D21、D51、D41、D71、D61、D91和D81的负极，继电器1(10和1(3?1(9开关的常开触点分别连接可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、1?71、尺81和1?91的一个固定端，可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91的另一个固定端均接地，继电器1(10和1(3?1(9线圈的两端分别连接二极管021、031、041、051、061、071、081和091的负极、正极，二极管021、031、041、051、061、071、081和091的正极分别连接到三极管QlO和Q3?Q9的集电极，三极管QlO和Q3?Q9的基极分别连接二极管DlO和D3?D9的负极，三极管QlO和Q3?Q9的发射极分别连接二极管D22、D32、D42、D52、D62、D72、D82和D92的正极，并同时均接地，二极管DlO和D3?D9的正极分别连接分线座TSl的第2引脚、分线座TSl的第I引脚、分线座TS2的第2引脚、分线座TS2的第I引脚、分线座TS3的第2引脚、分线座TS3的第I引脚、分线座TS4的第2引脚和分线座TS4的第I引脚，二极管D22、D32、D42、D52、D62、D72、D82和D92的负极分别连接二极管D3、D10、D5、D4、D7、D6、D9和D8的正极，分线座TS1、TS2、TS3和TS4上各连接有一分机测试线;在极性显示电路(9)内，电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92的一端分别连接到LED指示灯正极接线端子LED+的第I?第8引脚，LED指示灯正极接线端子LED+的第I?第8引脚分别连接8个LED指示灯的正极，8个LED指示灯的负极相互连接在一起后接地;分机]?0]系统(6)与采样保持电路(8)之间，可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、R71、R81和R91的滑动触头端分别连接到嵌入式微控制器U12的第33?第40引脚;采样保持电路(8)与极性显示电路(9)之间，可调电阻1?21、1?1、1?41、1?51、1?61、1?71、1?81和1?91一个固定端分别连接电阻R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82和R92的另一端;分机MCU系统(6)与分机无线传输电路(10)之间，无线收发模块接口 J22的第3?第8引脚分别连接到嵌入式微控制器U12的第17、第16、第24、第18、第15和第23引脚，无线收发模块接口 J22上装有无线收发模块。5.根据权利要求4所述的一种多路模拟量回路极性校验仪，其特征是:主机MCU系统(I)内，其嵌入式微控制器Ul的型号为PIC16F877A-1/P;互感器放电电路(3)内，其二极管Dl的型号为IN4001，三极管Ql的型号为2N3904，二极管D2的型号为IN4001，三极管Q2的型号为2N3904;分机MCU系统(6)内，其嵌入式微控制器U12的型号为PIC16F877A-1/P。6.根据权利要求4所述的一种多路模拟量回路极性校验仪，其特征是:主机无线传输电路(4)内的无线收发模块接口 J2，以及分机无线传输电路(10)内的无线收发模块接口 J22上装有的无线收发模块，均为单片射频收发器芯片，其型号均为nRF24L01+。
【文档编号】G01R31/06GK105891664SQ201610413849
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】李彦吉, 姜越, 陈维华, 朱钰, 黄威斌, 陈崇海, 宋振泽, 王民杰, 林汪洋, 韩新春
【申请人】李彦吉, 北京铁路局石家庄供电段