一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置及方法与流程

文档序号:12114647阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,包括工频振荡回路,所述工频振荡回路包括串联连接的工频振荡启动断路器K1、工频振荡电容C、工频振荡电感L,其特征在于:还包括依次连接的工频振荡启动检测单元(10)、触发相位控制单元(20)、光电转换及点火单元(30),

所述工频振荡启动检测单元(10)与工频振荡回路的输出端连接,用于将检测到工频振荡电感L上第一个电压突变上升沿转换为控制电路所需的逻辑电平信号,并将所述逻辑电平信号转换为光信号,通过光纤传送给触发相位控制单元(20);

所述触发相位控制单元(20),用于将工频振荡启动检测单元(10)输出的光信号转换为逻辑高电平信号,并锁存保持高电平,触发相位控制单元(20)以逻辑高电平上升沿为基准,经过预设的延时时间,输出一个固定脉冲宽度的脉冲电信号,并转换为与脉冲宽度时间相等的光信号,并通过光纤传送至光电转换及点火单元(30);

所述光电转换及点火单元(30),用于将触发相位控制单元(20)输出的光信号转换为一个宽度与光信号持续时间相等的脉冲电信号,利用该脉冲电信号作为驱动信号,驱动放大隔离电路产生高压脉冲,高压脉冲作用在冲击电压点火球隙(50)上,启动冲击电压回路,输出冲击电压施加在试品(40)两端。

2.如权利要求1所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述工频振荡启动检测单元(10)包括工频振荡触发电路(11)和电光信号转换电路(12),工频振荡触发电路(11)包括电阻分压装置、光耦OP1,电阻分压装置并联于工频振荡电感L的两端,电阻分压装置将工频振荡电感L上电压按比例分为低压信号后驱动光耦OP1输出触发信号,所述触发信号驱动电光信号转换电路(12)发出光信号。

3.如权利要求2所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述电阻分压装置由电阻R1、R2、R3、R4依次串联形成,电阻R4一端接大地作为低压端,另一端接电阻R3作为高压端。

4.如权利要求3所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述工频振荡触发电路11还包括与电阻R4并联的瞬态抑制二极管D1,瞬态抑制二极管D1的阴极接电阻分压装置的高压端,阳极接低压端,瞬态抑制二极管D1的阴极连接至光耦OP1的发光二极管阳极,阳极连接至光耦OP1的发光二极管阴极,以防止光耦OP1原边受反向电压击穿。

5.如权利要求2所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述电光信号转换电路(12)包括电阻R5、R6、R7、直流电源、功率驱动器U2、发光二极管U1,功率驱动器U2包括与非门(121)和三极管(122),光耦OP1的输出发射极接供电电源地,集电极经电阻R5上拉后作为功率驱动器U2中与非门(121)的一个输入,当工频振荡启动时,该输入变为低电平,与非门(121)另一个输入接直流电源,直流电源经过电阻R7连接至发光二极管U1的阳极,经过电阻R6连接至发光二极管U1的阴极;U2中三极管122的集电极连接至电阻R6与发光二极管U1阴极的公共节点,发射极连接至电源地,当U2中的一个输入为低电平时,将驱动内置三极管(122)导通,发光二极管U1发出光信号。

6.如权利要求1所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述触发相位控制单元(20)包括串接的光电信号转换电路(21)、锁存及延时控制电路(22)、电光信号转换电路(23),

所述光电信号转换电路(21)包括光信号接收头U3、电阻R8、R9、R10、R11、三极管Q1,光信号接收头U3的集电极经电阻R8上拉至+5V电源,当接收到工频振荡启动检测单元10传递来的光信号时,U3输出低电平信号通过电阻R9至三极管Q1基极,三极管Q1截止,其集电极跳变至高电平,通过电阻R11输送至锁存及延时控制电路(22);

所述锁存及延时控制电路(22)包括高电平锁存电路和延时控制电路,高电平锁存电路将电阻R11传送的高电平信号进行锁存,延时控制电路接收到被锁存的高电平信号,以高电平上升沿为基准,经过一个预设的延时时间输出一个固定宽度的脉冲电平信号;

所述电光信号转换电路(23)用于根据锁存及延时控制电路(22)输出的固定宽度的脉冲电平信号输出持续时间与脉冲电平信号时间宽度相等的光信号。

7.如权利要求6所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述电光信号转换电路(23)包括电阻R13、R14、R7、直流电源、功率驱动器U4、发光二极管U5,所述光锁存及延时控制电路(22)输出的脉冲电平信号传送至功率驱动器U4与非门的一个输入端,与非门另一个输入接直流电源,始终为高电平信号,直流电源经过电阻R14连接至发光二极管U5的阳极,经过电阻R13连接至发光二极管U5的阴极;U4中三极管的集电极连接至电阻R13与发光二极管U5阴极的公共节点,发射极连接至电源地。

8.如权利要求1所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置,其特征在于:所述光电转换及点火单元(30)包括光电信号转换电路(31)和点火单元(32),所述光电信号转换电路(31)包括光信号接收头U6、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C3、三极管Q2,光信号接收头U6收到触发相位控制单元20发出的光信号后,集电极跳变为低电平,低电平信号通过电阻R16连接至三极管Q2的基极,驱动三极管Q2截止,Q2的集电极跳变为高电平,所述点火单元(32)包括电阻R18、R19、R20、储能电容C4、MOS管Q3、脉冲变压器T1、冲击电压点火球隙(50),三极管Q2集电极通的高电平信号通过电阻R18驱动MOS管Q3开通,开通时间与接收到的高电平信号持续时间相等,储能电容C4依次与脉冲变压器T1的原边绕组、MOS管Q3的漏极、MOS管Q3的源极、限流电阻R19串联至电源地,脉冲变压器T1次边绕组高电压脉冲通过电阻R20连接至冲击电压点火球隙(50)的放电针。

9.一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制方法,其特征在于应用权利要求1-8中任一项所述装置进行,所述方法包括如下步骤:

步骤一、闭合工频振荡启动断路器K1,工频振荡回路开始启动;

步骤二、所述工频振荡启动检测单元(10)将检测到工频振荡电感L上第一个电压突变上升沿转换为控制电路所需的逻辑电平信号,并将所述逻辑电平信号转换为光信号,通过光纤传送给触发相位控制单元(20);

步骤三、所述触发相位控制单元(20)将工频振荡启动检测单元(10)输出的光信号转换为逻辑高电平信号,并锁存保持高电平,触发相位控制单元(20)以逻辑高电平上升沿为基准,经过预设的延时时间,输出一个固定脉冲宽度的脉冲电信号,并转换为与脉冲宽度时间相等的光信号,并通过光纤传送至光电转换及点火单元(30);

步骤四、所述光电转换及点火单元(30)将触发相位控制单元(20)输出的光信号转换为一个宽度与光信号持续时间相等的脉冲电信号,利用该脉冲电信号作为驱动信号,驱动放大隔离电路产生高压脉冲,高压脉冲作用在冲击电压点火球隙(50)上,启动冲击电压回路输出冲击电压施加在试品(40)两端,一次试验操作结束。

10.如权利要求9所述的工频续流遮断能力试验合成回路同步控制方法,其特征在于:频振荡启动检测单元(10)的供电电源为钮扣电池,信号传递时延在100ns内;触发相位控制单元(20)电路信号传递时延在200ns内;光电转换及点火单元(30)电路信号传递时延在100ns内。

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