一种便携式高压带电显示器的校验装置的制作方法

本发明涉及一种高压带电显示器的校验装置。

背景技术：

为了保证电力系统安全运行，要求对电力装置或电器进行电气操作正确无误，防止五种恶性误操作事故的频繁发生，“五防”工作多年来一直被列为电力部门重点技术改造项目之一。所谓电力系统“五防”，是指防止误分、误合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂接地线或合接地开关，防止带接地线或未分开接地开关合隔离开关，防止误入带电间隔。《电业安全作业规程》和《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》都对带电显示及闭锁装置的配置和使用提出了要求，为达此目的，现已在高压开关柜、手车式高压开关柜或环网柜内及敞开式变电站各个间隔，安装高压带电显示器，用以显示高压回路的带电状态，警告、揭示运行人员和检修人员，能够防止设备电气误操作和保障人身安全。根据国家电网公司企业标准Q/GDW 1168-2013《输变电状态检修试验规程》要求，高压开关柜例行试验项目应包含带电显示装置检查。

目前现场检修工作中多使用有源交流调压器与试验变压器配合完成带电显示装置的校验，该方法试验设备笨重、试验接线复杂，校验过程中关键电压节点不清晰，操作时需要特别注意高电压危险，显然无法满足变电站现场实际校验工作需要。

厂家对高压带电显示器的出厂检验是通过构建一个仿真的现场环境，通过模拟现场设备带电方式检验产品。具体步骤为：(1)模拟变电站现场构建一个相应电压等级的进线或者出线间隔；(2)安装带电显示器(包括传感器及其信号电缆输入接线等)到相应位置；(3)通过调压装置和升压变压器(高压发生器)输出相应电压等级高电压；(4)校验高压带电显示器并调整高压带电显示器灵敏度到最合适的位置，保证线路带电时高压带电显示器显示带电并可靠闭锁、线路无电时高压带电显示器显示无电并开放闭锁。该方法试验设备笨重、试验接线复杂，操作时需要特别注意高电压危险，显然无法满足变电站现场实际校验工作需要。

此外，目前市场上普通的信号发生器，也无法直接作为高压带电显示器校验装置使用，原因如下：(1)输出范围或者输出精度无法满足高压带电显示器校验要求；(2)输出插座和输出接线为普通导线，无法满足高压带电显示器校验接线要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种高压带电显示器的校验装置，实现试验仪器的一体化，大大减轻试验仪器重量，提高试验过程的安全性。经济方便，相对目前使用的试验仪器和试验方法，大大减少仪器购置资金且节省了人力成本。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种便携式高压带电显示器的校验装置，包括：供电模块、直流升压模块、逆变模块、交流升压模块；

所述直流升压模块将供电模块输出的12V电压升压为100V-240V；所述逆变模块将直流升压模块输出的100V-240V直流电转换为交流电；所述交流升压模块将逆变模块输出的交流电升压至适合高压带电显示器校验使用的高压电。

在一较佳实施例中：所述直流升压模块为单相全桥升压电路，其变压器的初级线圈侧包括开关管Q1、Q2、Q3、Q4；所述开关管Q1、Q3的集电极相互连接后与供电模块的正极输出端连接；所述开关管Q2、Q4的发射极相互连接后与供电模块的负极输出端连接；开关管Q2的集电极与Q1的发射极连接后与初级线圈的一端连接；开关管Q4的集电极与Q3的发射极连接后与所述变压器初级线圈的另一端连接；

所述开关管Q1、Q4的导通状态相同，Q2、Q3的导通状态相同，并与Q1、Q4之间的相位差为180°；

所述变压器的次级线圈侧还设有整流二极管，将变压器次级线圈侧产生的升压交流电整流为100V-240V直流电。

在一较佳实施例中：所述直流升压模块为单相半桥升压电路，其变压器的初级线圈侧包括开关管Q5、Q6；所述开关管Q5的集电极与供电模块的正极输出端连接；所述开关管Q6的发射极与供电模块的负极输出端连接，集电极与开关管Q5的发射极连接后与变压器初级线圈的一端连接；所述供电模块的正极输出端和负极输出端之间还连接两个串联连接的电容，所述两个电容的公共端与变压器初级线圈的另一端连接；

所述开关管Q5、Q6之前的导通相位差为180°；

所述变压器的次级线圈侧还设有整流二极管，将变压器次级线圈侧产生的升压交流电整流为100V-240V直流电。

在一较佳实施例中：所述逆变模块包括PWM控制电路和逆变电路；

所述逆变电路为H桥逆变桥，所述PWM控制电路输入H1和H2两路控制信号至所述H桥逆变桥的两个输入端，所述控制信号H1、H2之间具有180°的相位差；

所述H桥逆变桥中，控制信号H1分别经过电阻R2和二极管E2给电容C2充电；控制信号H2经过二极管E4给电容C2充电、经过电阻R1给电容C3充电。

在一较佳实施例中：所述H桥逆变桥中还包括开关管G1、G2、G3、G4；

开关管G1的栅极与开关管控制器D2的发射极、开关管控制器D3的基极连接，源极接地，其为高电平截止低电平导通的开关管；

开关管G2的栅极与开关管控制器D1的发射极连接，源极与电容C3连接，漏极与开关管G1的漏极连接，其为低电平截止高电平导通的开关管；

开关管G3的栅极与开关管控制器D4的发射极、开关管控制器D1的基极连接，源极接地，其为高电平截止低电平导通的开关管；

开关管G4的栅极与开关管控制器D3的发射极连接，源极与开关管G2的源极连接，漏极与开关管G3的漏极连接，其为低电平截止高电平导通的开关管；

所述电容C2、C3均连接至开关管控制器D1、D2、D3、D4的集电极。

在一较佳实施例中：所述MOSFET开关管G1、G2、G3、G4的漏极之间连接逆变线圈L。

在一较佳实施例中：所述交流升压模块中一次线圈和二次线圈的圈数比为220:5000。

在一较佳实施例中：所述开关管G1、G2、G3、G4为MOSFET或IGBT或GTO或SIT。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供的一种高压带电显示器的校验装置，有效改善目前高压带电显示器现场校验工作中试验仪器笨重、试验接线复杂、试验环境杂乱存在安全隐患的问题，实现试验仪器的一体化，大大减轻试验仪器重量，提高试验过程的安全性。经济方便，相对目前使用的试验仪器和试验方法，大大减少仪器购置资金且节省了人力成本。

附图说明

图1为本发明优选实施例1的流程框图；

图2为本发明优选实施例1直流升压模块的电路图；

图3为本发明优选实施例1中逆变电路图；

图4为本发明优选实施例2直流升压模块的电路图。

具体实施方式

下文通过附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

参考图1-3，一种便携式高压带电显示器的校验装置，包括：供电模块、直流升压模块、逆变模块、交流升压模块；

所述直流升压模块将供电模块输出的12V电压升压为100V-240V；所述逆变模块将直流升压模块输出的100V-240V直流电转换为交流电；所述交流升压模块将逆变模块输出的交流电升压至适合高压带电显示器校验使用的高压电。

具体结构如下：所述直流升压模块为单相全桥升压电路，其变压器的初级线圈侧包括开关管Q1、Q2、Q3、Q4；所述开关管Q1、Q3的集电极相互连接后与供电模块的正极输出端连接；所述开关管Q2、Q4的发射极相互连接后与供电模块的负极输出端连接；开关管Q2的集电极与Q1的发射极连接后与初级线圈的一端连接；开关管Q4的集电极与Q3的发射极连接后与所述变压器初级线圈的另一端连接；

所述开关管Q1、Q4的导通状态相同，Q2、Q3的导通状态相同，并与Q1、Q4之间的相位差为180°；

所述变压器的次级线圈侧还设有整流二极管，将变压器次级线圈侧产生的升压交流电整流为100V-240V直流电。从而完成了整个直流升压的过程。

所述逆变模块包括PWM控制电路和逆变电路；

所述逆变电路为H桥逆变桥，所述PWM控制电路输入H1和H2两路控制信号至所述H桥逆变桥的两个输入端，所述控制信号H1、H2之间具有180°的相位差；

所述H桥逆变桥中，控制信号H1分别经过电阻R2和二极管E2给电容C2充电；控制信号H2经过二极管E4给电容C2充电、经过电阻R1给电容C3充电。

所述H桥逆变桥中还包括MOSFET开关管G1、G2、G3、G4；

开关管G1的栅极与MOSFET管控制器D2的发射极、MOSFET管控制器D3的基极连接，源极接地，其为高电平截止低电平导通的开关管；

开关管G2的栅极与MMOSFET管控制器D1的发射极连接，源极与电容C3连接，漏极与开关管G1的漏极连接，其为低电平截止高电平导通的开关管；

开关管G3的栅极与MOSFET管控制器D4的发射极、MMOSFET管控制器D1的基极连接，源极接地，其为高电平截止低电平导通的开关管；

开关管G4的栅极与MOSFET管控制器D3的发射极连接，源极与开关管G2的源极连接，漏极与开关管G3的漏极连接，其为低电平截止高电平导通的开关管；

所述电容C2、C3均连接至MOSFET管控制器D1、D2、D3、D4的集电极。

所述MOSFET开关管G1、G2、G3、G4的漏极之间连接逆变线圈L。

所述H桥逆变桥分为以下四个工作过程：

(1)当PWM1端口输出为1(高电平)，PWM2端口输出为0(低电平)时，从图可见，G2和G4就将同时导通，在这种情况下，G1和G3自然处于截止，另外，MMOSFET管控制器D2和D3同时导通，而D1和D4同时截止。逆变电流回路是D2→逆变线圈L→D3。

(2)当H1为0(低电平)，H2为1(高电平)时桥臂中MOSFET管的G1和G3同时导通，G2和G4同时截止，MMOSFET管控制器D1和D4同时导通，而D2和D3同时截止。逆变电流回路为D4→逆变线圈L→D1。

(3)当H1为0(低电平)，H2为0(低电平)时桥臂中MOSFET管的G1和G4同时导通，G2和G3同时截止，而驱动MOSFET管控制器D1、D2、D3和D4同时截止，此时H桥电路停止工作。

所述交流升压模块中一次线圈和二次线圈的圈数比为220:5000，将逆变模块输出的交流电升压至适合高压带电显示器校验使用的5000V高压电。

本实施例中，还设置了无线遥控开关，可实现100米及以内对高压带电显示器校验仪的控制，并且能实现无线开或者控制信息的发送，传输到电子设备并能进行接收，当电子设备发送开或者关命令完成后的反馈，开关设备也能接受并且反应。

本实施例中，开关管G1、G2、G3、G4还可以、采用绝缘栅晶体管(IGBT)或可关断晶闸管(GTO)或静电感应晶体管(SIT)。

实施例2

参考图4，本实施例与实施例1的区别在于：所述直流升压模块为单相半桥升压电路，其变压器的初级线圈侧包括开关管Q5、Q6；所述开关管Q5的集电极与供电模块的正极输出端连接；所述开关管Q6的发射极与供电模块的负极输出端连接，集电极与开关管Q5的发射极连接后与变压器初级线圈的一端连接；所述供电模块的正极输出端和负极输出端之间还连接两个串联连接的电容，所述两个电容的公共端与变压器初级线圈的另一端连接；

所述开关管Q5、Q6之前的导通相位差为180°；

所述变压器的次级线圈侧还设有整流二极管，将变压器次级线圈侧产生的升压交流电整流为100V-240V直流电。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。