专利名称：电力专用钳形万用表的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力测量技术领域，尤其涉及一种在电力系统380V及以下电压等级中使用的电力专用钳形万用表。
背景技术：
目前，在电力系统的配电网设备检测、检修、稽查中，常使用普通钳形万用表，普通钳形万用表是针对电工、电子行业研制生产的，大部分测量参数不针对电力生产应用技术。 随着智能电网技术的发展，对配电网设备的检修、检测技术要求不断提高，在常规检测工作中，除需要测量显示电压、电流、功率、相角、功率因数、频率等参数外，电能质量、电压和电流波形、计量装置的CT变比、电度表接线分析等都是不可缺少的检测、检修工作，现已有的可用测量表计，不能满足要求，也没有集众多功能于一体的便携设备。本发明提供了一种针对电力配电网设备所使用的便携式测量、检测以及电能分析所用的电力专用钳形万用表。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合在电力系统低压配电网中使用的电力专用钳形万用表，为了达到上述目的，采用了以下技术方案该电力专用钳形万用表设有双路电流输入量，一路来自侧上小开口矩形电流互感器，另一路来自钳形电流互感器，设有一路高精度电压采集输入，对应电路分别是钳形电流互感器的输出经采样电阻Rl将电流信号转换为电压信号后，接电阻Rll至运算放大器U2的输入端，U2的输出经电阻R2和电容Cl至CPU的 pin2;侧上小开口矩形电流互感器的输出经采样电阻R3将电流信号转换为电压信号后，接电阻Rl2和Rl3至运算放大器U3、U4的输入端，U3、U4的输出经电阻R4和电容C2、R5和 C3至CPU的pin3、pin4 ；电压分压电路的输出，一路经R14、R15至TO、U6的输入，其输出经 R6、R7和C4、C5至CPU的pin5、pin6，电压分压电路输出的另一路经RlO接U7的输入，其输出经U8(施密特门电路)至CPU的pinl3。侧上小开口矩形电流互感器由固定铁芯、活动铁芯及手柄两部分组合构成，通过销钉和弹簧保持固定铁芯和活动铁芯开启与啮合，固定铁芯和活动铁芯上都装有线圈和绝缘塑料外壳，电力专用钳形万用表的表体上设有操作键盘、液晶显示屏、电流输入端子和电压输入端子。本发明由于采用了双电流输入量和一路高精度电压采集输入，使在线校验单相计量装置、检测计量装置的故障成为可能，本万用表可测量显示常规电力参数，还可实时测量低压计量装置的CT变比，查验电度表接线，是一种实用电力表计。
图1电力专用钳形万用表结构方框图；在图中，钳形电流互感器为1、侧上小开口矩形电流互感器2、电压分压电路3、电流信号放大电路4、5、电压信号放大电路6、锁相信号转换电路7、液晶显示模块8、CPU(低功耗单片机)9、电源及滤波电路10、键盘11、时钟及存储电路12。图2电力专用钳形万用表接线原理图；图3电力专用钳形万用表外形示意图；在图中，活动铁芯及手柄为13、固定铁芯14、电流输入端子15、电压输入端子16。图4电力专用钳形万用表A-A向剖视图；在图中，绝缘塑料外壳为17、线圈18、铁芯19。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的技术方案、电路结构作进一步详细的说明。由图1、图2可知，电力专用钳形万用表设有双路电流互感器的二次电流输入，一路来自钳形电流互感器1，另一路来自侧上小开口矩形电流互感器2，其对应电路是钳形电流互感器1的输出经采样电阻Rl将电流信号转换为电压信号后，接电阻Rl 1至运算放大器U2的输入端，U2的输出经电阻R2和电容Cl至CPU的pin2 ；侧上小开口矩形电流互感器 2的输出经采样电阻R3将电流信号转换为电压信号后，接电阻R12和R13至运算放大器U3、 U4的输入端，U3、U4的输出经电阻R4和电容C2、R5和C3至CPU的pin3、pin4 ；电压分压电路3为高精度分压，其电阻采用R8 QOOkQ)和RiK200Q)的精密电阻进行分压的输出，其输出一路经R14、R15至U5、U6的输入，其输出经R6、R7和C4、C5至CPU的pin5、pin6，电压分压电路输出的另一路经RlO接U7的输入，其输出经U8 (施密特门电路)至CPU的pinl3。由图3、图4可知，侧上小开口矩形电流互感器由固定铁芯14、活动铁芯13及手柄两部分组合构成，通过销钉和弹簧保持固定铁芯和活动铁芯开启与啮合，侧上小开口矩形电流互感器的固定铁芯和活动铁芯上都装有线圈18和绝缘塑料外壳19，电力专用钳形万用表的表体上设有操作键盘11、液晶显示屏8、电流输入端子15、电压输入端子16。电子元器件的采用和电路特征为电流信号放大电路4中，是用U2 (单电源供电运放TLC2272)构成的正向比例放大电路，并叠加一个直流量。电流信号放大电路5中，是用U3、U4(均为单电源供电运放TLC2272)构成的正向比例放大电路，并叠加一个直流量，其中U3放大5倍，U4放大50倍。电压信号放大电路6中，是用TO、U6(均为单电源供电运放 TLC2272)构成的正向比例放大电路，并叠加一个直流量，其中U5放大5倍，TO放大50倍。 锁相信号转换电路7中，由U7 (单电源供电运放TLC2272)构成的电压比较器，将市电的正弦波转换为方波，并用带施密特触发功能的与非门芯片(CD4093)进行整形，输入到CPU进行锁相。液晶显示模块8是128*64点的高亮度的OLED显示模块，通过8位并口进行操作。 CPU (低功耗单片机)9采用的是超低功耗混合信号处理器(单片机)，片上自带8通道12位模数转换器，能同时对电压电流等几路信号进行同步数字量化，片上IO 口可对液晶显示模块8、以及时钟及存储电路12中的U9Q4C256)掉电存储器，UlO (PCF8583时钟芯片)，进行读写操作。电源及滤波电路10中，电池是两节7号电池，Sl是自锁开关，电容0. luF，10uF 等是滤波去耦电容；键盘11为微动开关组成的4*4矩阵键盘。本发明由于采用了双电流输入量和一路高精度电压采集输入，使在线校验单相计量装置(带CT或不带CT)综合误差及电表误差，在线实测每相的功率及功率因数，检测单 /三相电能表(带CT或不带CT)基本误差及整体计量装置的综合误差，检测计量装置的故障成为可能。本万用表可测量并显示电压、电流、功率、相角、功率因数、频率，误差值，相量图等多种电参量；实时测量低压计量装置的CT变比；显示现场单相、三相实际相量图，查找电度表接线错误，可显示电压、电流的波形图，进行I-M次谐波分析。
在本发明中，未说明的电子元器件、材料，都选用国标通用的器件、材料，每个元器件的具体接线，按元件要求执行，在此不做详细说明。
权利要求
1.一种电力专用钳形万用表，包括钳形电流互感器、侧上小开口矩形电流互感器、电压分压电路、电流信号放大电路、电压信号放大电路、锁相信号转换电路、液晶显示模块、 CPU(低功耗单片机)，其特征在于电力专用钳形万用表设有双路电流输入，一路来自用侧上小开口矩形电流互感器O)，另一路来自钳形电流互感器(1)，设有一路高精度电压采集输入，其对应电路是钳形电流互感器(1)的输出经采样电阻Rl将电流信号转换为电压信号后，接电阻Rll至运算放大器U2的输入端，U2的输出经电阻R2和电容Cl至CPU的pin2 ； 侧上小开口矩形电流互感器( 的输出经采样电阻R3将电流信号转换为电压信号后，接电阻Rl2和Rl3至运算放大器U3、U4的输入端，U3、U4的输出经电阻R4和电容C2、R5和C3 至CPU的pin3、pin4;电压分压电路(3)的输出，一路经R14、R15至TO、TO的输入，其输出经R6、R7和C4、C5至CPU的pin5、pin6，电压分压电路输出的另一路经RlO接U7的输入， 其输出经U8(施密特门电路)至CPU的pinl3。
2.根据权利要求1所述的电力专用钳形万用表，其特征在于侧上小开口矩形电流互感器由固定铁芯(14)、活动铁芯(13)及手柄两部分组合构成，通过销钉和弹簧保持固定铁芯和活动铁芯开启与啮合，电力专用钳形万用表的表体上设有操作键盘(11)、液晶显示屏 ⑶、电流输入端子(15)、电压输入端子(16)。
3.根据权利要求1所述的电力专用万用表，其特征在于侧上小开口矩形电流互感器的固定铁芯和活动铁芯上装有线圈(18)和绝缘塑料外壳(19)。
全文摘要
本发明公开了一种电力专用钳形万用表，该万用表设有双路电流输入量，一路来自侧上小开口矩形电流互感器，另一路来自钳形电流互感器，设有一路高精度电压采集输入；侧上小开口矩形电流互感器由固定铁芯、活动铁芯及手柄两部分组合构成，通过销钉和弹簧保持固定铁芯和活动铁芯开启与啮合，万用表的表体上设有操作键盘、液晶显示屏、电流输入端子和电压输入端子。由于万用表的输入量不同于其它表计，使在线校验单相计量装置和装置的故障成为可能，本表可测量显示常规电力参数，还可实时测量低压计量装置的CT变比，查验电度表接线，是一种实用的电力检测万用表。
文档编号G01R15/12GK102279299SQ201110180260
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者刘凯, 李洪亮, 王力, 王宏伟, 邓晓峰, 野庆池 申请人:保定供电公司, 保定市深蓝电力科技有限公司