一种互感器无线极性测试装置及方法与流程

本发明涉及互感器极性测试技术领域,具体地说是一种互感器无线极性测试装置及方法。

背景技术

变电站建设中，互感器极性测试工作是继电保护工作的一个重要部分，在传统变电站的互感器极性测试工作应用最多的是直流电源法，传统互感器极性测试工作需要3-4人操作，在测量ct(currenttransforme，电流互感器)时，当电流互感器变化较大时，二次侧的感应电流很小，几乎无法使指针表偏转，若再使用万用表的毫安档就无法准确的判断电流互感器极性是否正确，而且频繁的使用干电池不仅造成浪费而且不利于环保。

在测量pt(potentialtransforme，电压互感器)或cvt(capacitorvoltagetransformer，电容式电压互感器)时，由于加在一次侧电压需要很大，传统方法都需要人工去加一个较高的电压，或是测量一个较高电压，导致工作过程中具有一定危险性。

测量互感器的传统工器具零散，易损，安全性差，没有专业工具，严重制约了现场工作效率；并且在传统试验过程中需要两组人员，加量侧与测试侧相距远，试验与测试不同步，易出错，且耗费人力和时间；传统工作准备时间长，人员配合效率慢，必须通过多次测量提高判断准确性，大大增加工作时间。

技术实现要素：

为客服上述现有技术存在的不足，本发明实施例中提供了一种互感器无线极性测试装置及方法来测试互感器的极性，以解决现有技术中的问题。

一方面，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种互感器无线极性测试装置，包括连接在互感器一次侧的主设备和连接在互感器二次侧的测试设备；所述主设备包括无线接收模块、信号输出模块、信号调节模块和电源转换电路，所述测试设备包括无线发射模块、控制模块和测量模块，所述控制模块连接无线发射模块，所述无线发射模块与无线接收模块无线连接，所述无线接收模块依次连接信号输出模块和互感器一次侧，所述信号输出模块还连接信号调节模块，所述电源转换电路连接无线接收模块，所述测量模块连接互感器二次侧。

可选地，所述控制模块包括三段旋钮sa，所述三段旋钮sa的输入端连接二段开关s2的第一输出端，三段旋钮sa的第一输出端、第二输出端和第三输出端均通过分压电阻接地，所述二段开关s2的第二输出端通过分压电阻接地，二段开关s2的输入端连接按钮s1的一接线端，按钮s1的另一接线端分别连接电阻r4的一端和三极管q1的基极，电阻r4的另一端分别连接三极管q1的发射极和二极管led1的负极，三极管q1的集电极连接无线发射模块，二极管led1的正极通过电源开关s0连接电源。

可选地，所述无线发射模块包括编码芯片，三极管q1的集电极连接编码芯片的vcc管脚，编码芯片的dout管脚连接发射天线，编码芯片的d0管脚、d1管脚、d2管脚和d3管脚分别连接三段旋钮sa的第一输出端、第二输出端、第三输出端和二段开关s2的第二输出端。

可选地，所述测量模块包括微安表、正表笔和负表笔，所述按钮s1安置在正表笔上，正表笔的第一接口为音频接口，连接互感器二次侧的一端，第二接口连接微安表的一输入端，负表笔的第一接口连接互感器二次侧的另一端，第二接口连接微安表的另一输入端。

可选地，所述信号输出模块包括电流输出电路和电压输出电路，所述信号调节模块包括电流调节电路和电压调节电路；所述无线接收模块包括解码芯片，解码芯片的d0管脚、d1管脚和d2管脚连接电流输出电路，解码芯片的d3管脚连接电压输出电路，解码芯片的vcc管脚连接5v电源，解码芯片的vss管脚接地，解码芯片的osv1管脚通过电阻r16与osv2管脚相连，解码芯片的vt管脚通过电阻r15与接收芯片的gnd管脚相连，解码芯片的din管脚连接接收芯片的data管脚和data1管脚，接收芯片的vcc管脚连接5v电源，接收芯片的tx管脚连接接收天线。

可选地，所述电压输出电路包括电阻r1，电阻r1的一端连接解码芯片的d3管脚，电阻r1的另一端分别连接电阻r2的一端和三极管q2的基极，电阻r2的另一端和三极管q2的发射极均接地，三极管q2的集电极分别连接电磁式继电器k1线圈的一端、继电器k2线圈的一端和二极管d1的正极，电磁式继电器k1线圈的另一端、继电器2线圈的另一端和二极管d1的负极均连接电源vcc，电磁式继电器k1触点的一端连接v3端口，另一端分别连接vn端口或v2端口，继电器2触点的一端连接电源vcc，另一端通过v0端口连接延时动作电路。

可选地，所述延时动作电路包括继电器k6，所述继电器k6线圈的一端分别连接v0端口、二极管d6的负极和电阻r3的一端，继电器k6线圈的另一端分别连接三极管q6的集电极和二极管d6的正极，三极管q6的发射极接地，三极管q6的基极分别连接电阻r11的一端和稳压管do1的正极，稳压管do1的负极分别连接电阻r3的另一端和电容c1的一端，电容c1的另一端和电阻r11的另一端均接地，继电器k6触点的一端连接v0端口，继电器k6触点的另一端通过v1端口连接电压调节电路。

可选地，所述电流输出电路包括a相电流输出电路、b相电流输出电路和c相电流输出电路，所述a相电流输出电路包括电阻r5，所述电阻r5的一端连接解码芯片的d0管脚，电阻r5的另一端分别连接电阻r6的一端和三极管q3的基极，电阻r6的另一端和三极管q3的发射极均接地，三极管q3的集电极分别连接继电器k3线圈的一端和二极管d3的正极，继电器k3线圈的另一端和二极管d3的负极均连接电源vcc，继电器k3触点的一端连接电流调节电路，另一端连接ia端口；

所述b相电流输出电路包括电阻r7，所述电阻r7的一端连接解码芯片的d1管脚，另一端分别连接电阻r8的一端和三极管q4的基极，电阻r8的另一端和三极管q4的发射极均接地，三极管q4的集电极分别连接继电器k4线圈的一端和二极管d4的正极，继电器k4线圈的另一端和二极管d4的负极均连接电源vcc，继电器k4触点的一端连接电流调节电路，另一端连接ib端口；

所述c相电流输出电路包括电阻r9，所述电阻r9的一端连接解码芯片的d2管脚，另一端分别连接电阻r10的一端和三极管q5的基极，电阻r10的另一端和三极管q5的发射极均接地，三极管q5的集电极分别连接继电器k5线圈的一端和二极管d5的正极，继电器k5线圈的另一端和二极管d5的负极均连接电源vcc，继电器k5触点的一端连接电流调节电路，另一端连接ic端口。

可选地，所述测试仪还包括腕带、基座、第一旋转部和第二旋转部，所述基座固定连接在腕带上，基座上设置卡槽，第一旋转部上设置与卡槽配合连接的卡扣，所述第一旋转部通过卡扣在卡槽内竖直旋转，所述第二旋转部与测试设备固定连接，第二旋转部与第一旋转部通过螺杆转动连接。

另一方面，本发明根据测试装置还提供了一种互感器无线极性测试方法，所述测试方法包括以下步骤：

s1，将测试设备和主设备分别连接到互感器二次侧和互感器一次侧；

s2，在测试设备端通过开关控制，选择测试信息，并将所述测试信息无线传输给主设备；

s3，主设备根据所述测试信息选择输出至互感器一次侧的电信号；

s4，测量互感器二次侧的感应电流，判断互感器极性。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明一种互感器无线极性测试装置包括主设备和测试设备，主设备的信号输出模块连接在互感器一次侧，测试设备的测量模块连接互感器二次侧，使用器件数量少，且只需要一人就可以独立的完成互感器的极性测试，提高了现场工作效率，节省了人力和时间，大大提高了测量的准确性。

2、无线接收模块接收无线发射模块发射的无线信号，无线接收模块驱动电流输出电路输出a相、b相和c相电流，且a相、b相和c相电流连接在互感器一次侧，避免了现有技术中频繁的使用干电池造成浪费的情况，无线接收模块驱动电压输出电路输出电压，输出的电压也连接在互感器一次侧，避免了现有技术中在一次侧加高电压的情况，增加了工作的安全性。

3、互感器无线极性测试仪还包括腕带、基座、第一旋转部和第二旋转部，在互感器二次侧测试互感器极性时，可以将测试设备通过腕带固定在手腕上，且根据需要将测试设备进行旋转，方便测试人员测试互感器的极性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是互感器无线极性测试装置的模块图；

图2是测试设备控制模块和无线模块结构图；

图3是测试设备测量模块结构图；

图4是测试设备测量表笔接线图；

图5是电源转换电路结构图；

图6是无线接收模块结构图；

图7是电压输出电路结构图；

图8是延时动作电路结构图；

图9是电压调节电路结构图；

图10是电流调节电路结构图；

图11a是a相电流输出电路图；

图11b是b相电流输出电路图；

图11c是c相电流输出电路图；

图12是测试设备示意图(一)；

图13是测试设备示意图(二)；

图14是主设备示意图；

图15是互感器无线极性测试方法的流程示意图。

图中，1测试设备、10腕带、101基座、1011卡槽、102第一旋转部、1021卡扣、103第二旋转部、104螺杆、sa三段旋钮、s2二段开关、11发射天线、123.5mm音频接口、13标准接口、14微安表、15测试设备电源开关；2主设备、iaa相电流输出端口、ibb相电流输出端口、icc相电流输出端口、inn极电流输出端口、v3电压正极输出端口、vn电压负极输出端口、211电压调节旋钮、212电流调节旋钮、22接收天线、23主设备电源开关。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明的一种互感器无线极性测试装置，包括连接在互感器一次侧的主设备和连接在互感器二次侧的测试设备；主设备包括无线接收模块、信号输出模块、信号调节模块、电源转换电路和延时动作电路，信号输出模块包括电流输出电路和电压输出电路，信号调节模块包括电流调节电路和电压调节电路，测试设备包括无线发射模块、控制模块和测量模块，控制模块连接无线发射模块，无线发射模块与无线接收模块无线连接，无线接收模块依次连接信号输出模块和互感器一次侧，信号输出模块还连接信号调节模块，电源转换电路连接无线接收模块，延时动作电路连接电压调节电路，测量模块连接互感器二次侧。

如图2所示，控制模块包括三段旋钮sa，三段旋钮sa的输入端连接二段开关s2的第一输出端，三段旋钮sa的第一输出端、第二输出端和第三输出端均通过分压电阻接地，二段开关s2的第二输出端通过分压电阻接地，二段开关s2的输入端连接按钮s1的一接线端，按钮s1的另一接线端分别连接电阻r4的一端和三极管q1的基极，电阻r4的另一端分别连接三极管q1的发射极和二极管led1的负极，三极管q1的集电极连接无线发射模块，二极管led1的正极通过电源开关s0连接电源。

黄色指示灯连接在三段旋钮sa的第一输出端，绿色指示灯连接在三段旋钮sa的第二输出端，红色指示灯连接在三段旋钮sa的第三输出端，蓝色指示灯连接在二段开关s2的第二输出端，黄色指示灯用于指示a相电流输出，绿色指示灯用于指示b相电流输出，红色指示灯用于指示c相电流输出，蓝色指示灯用于指示电压正极输出。

无线发射模块包括编码芯片，型号为pt2262，三极管q1的集电极连接编码芯片的vcc管脚，编码芯片的dout管脚连接发射天线，发射天线选用12v电源供电，且发射天线具有接地线，编码芯片的vss管脚和te管脚均接地，编码芯片的ocs1管脚通过电阻r与ocs2管脚连接，编码芯片的vcc管脚连接三极管q1的集电极，编码芯片的d0、d1、d2和d3管脚分别连接三段旋钮sa的第一输出端、第二输出端、第三输出端和二段开关s2的第二输出端，发射天线向主设备的无线接收模块发射无线信号，编码芯片为无线信号进行编码。

如图3所示，测量模块包括微安表、正表笔和负表笔，正表笔的接口端连接微安表的一输入端，负表笔的接口端连接微安表的另一输入端。

如图4所示，按钮s1安置在正表笔上，正表笔的第一接口为音频接口，连接互感器二次侧的一端，第二接口连接微安表的一输入端，负表笔的第一接口连接互感器二次侧的另一端，第二接口连接微安表的另一输入端，按钮s1-1代表按钮s1的一接线端，s1-2代表按钮s1的另一接线端，3-0代表正表笔的第一接口，3-1代表按钮s1的一接线端，3-2代表按钮s1的另一接线端。

按钮s1是开关按钮，当按钮s1被按下时，控制模块和无线发射模块接通，向主设备发送无线信号，主设备为互感器一次侧输入电信号，测量模块在互感器二次侧测试互感器的极性。

如图5所示，电源转换电路将+12v电压转换为+5v电压，电源转换电路的输入电压连接二极管d7的正极，二极管d7的负极连接型号为lm7815的稳压芯片的v1管脚、电容c2的一端和电容c3的一端，电容c2的另一端和电容c3的另一端均接地，稳压芯片的gnd管脚接地，稳压芯片的vo管脚分别连接电容c4和电容c5的一端，电容c4和电容c5的另一端均接地，电容c5的一端连接电阻r12的一端，电阻r12的另一端连接发光二极管led2的正极，发光二极管led2的负极接地，电容c4的一端为输出电压端口，输出的+5v电压给无线接收模块供电。

如图6所示，无线接收模块包括接收芯片和解码芯片，接收芯片接收无线信号，接收芯片的型号为scsr121，解码芯片对无线信号进行解码，解码芯片的型号为pt2272，接收芯片的tx管脚连接天线，接收无线发射模块发射的无线信号，接收芯片的vcc管脚连接电源转换电路输出的+5v电压，接收芯片的data管脚和data1管脚均连接解码芯片的din管脚，接收芯片的gnd管脚通过电阻r15连接解码芯片的vt管脚，解码芯片的osv1管脚通过电阻r16连接解码芯片的osv2管脚，解码芯片的vss管脚接地，解码芯片的d0管脚、d1管脚和d2管脚连接电流输出电路，解码芯片的d3管脚连接电压输出电路，控制电流某一相的输出或者控制电压的输出。

如图7所示，电压输出电路包括电阻r1，电阻r1的一端连接解码芯片的d3管脚，电阻r1的另一端分别连接电阻r2的一端和三极管q2的基极，电阻r2的另一端和三极管q2的发射极均接地，三极管q2的集电极分别连接电磁式继电器k1线圈的一端、继电器k2线圈的一端和二极管d1的正极，电磁式继电器1线圈的另一端、继电器2线圈的另一端和二极管d1的负极均连接电源vcc，电磁式继电器1触点的一端连接v3端口，另一端分别连接vn端口或v2端口，继电器2触点的一端连接电源vcc，另一端通过v0端口连接延时动作电路。

继电器2由解码芯片d3管脚控制吸合，当d3管脚接通时，三极管q2导通，继电器k1和继电器k2线圈得电，对应触点动作。当继电器k2动作时，v0端口接通，通过v0端口为延时动作电路提供电压，当电磁式继电器1动作时，v2端口与v3端口连接，电压输出电路通过v2端口向v3端口输出电压，当电磁式继电器1动作返回时，v3端口与vn端口接通，电压输出电路放电。

电压输出电路的输出电压v3连接在pt或cvt的一次侧回路中。

如图8所示，延时动作电路包括继电器k6，继电器k6线圈的一端分别连接的v0端口、二极管d6的负极和电阻r3的一端，继电器k6线圈的另一端分别连接三极管q6的集电极和二极管d6的正极，三极管q6的发射极接地，三极管q6的基极分别连接电阻r11的一端和稳压管do1的正极，稳压管do1的负极分别连接电阻r3的另一端和电容c1的一端，电容c1和电阻r11的另一端均接地，继电器k6触点的一端连接v0端口，继电器k6触点的另一端通过v1端口连接电压调节电路。

延时动作电路通过v1端口连接电压调节电路，为电压调节电路提供5秒的电压，防止电压调节电路长时间工作烧坏器件。

如图9所示，电压调节电路包括pwm控制芯片，pwm控制芯片的型号为oz9rr，pwm控制芯片的drv1管脚连接n沟道功率场效应管vf1的栅极，vf1的源极接地，vf1的漏极连接变压器t一次绕组的一端，pwm控制芯片的drv2管脚连接n沟道功率场效应管vf2的栅极，vf2的源极接地，vf2的漏极连接变压器t一次绕组的另一端，变压器t一次绕组的中心抽头连接延时动作电路的v1端口，变压器t二次绕组的一端接地，二次绕组的另一端连接电阻r13的一端，电阻r13的另一端连接可变电阻r14的一端，可变电阻r14的另一端接地，pwm控制芯片的isfn管脚连接电阻r13的一端，电阻r13的另一端连接输出电压v2，输出电压vn接地。

输出电压v2为电压输出电路提供电压，通过调节可变电阻r14的大小，可以改变输出电压v2的大小，从而改变电压输出电路的输出电压v3的大小。

如图10所示，电流调节电路包括电源变换芯片xl4016e1,电流调节电路的输入电压vcc为+12v，输出电压vout为+1.5v,电源变换芯片的gnd管脚接地，电源变换芯片的vin管脚连接vcc的正极，电源变换芯片的vin管脚还连接电容c8的一端，电容c8的另一端连接电源变换芯片的vc管脚,电容c6和电容c7的一端均连接vcc，电容c6和电容c7的另一端均接地，电源变换芯片的sw管脚连接稳压管do2的输出端，稳压管do2的输入端接地，稳压管do2的输出端还连接电感器l1的一端，电感器l1的另一端连接电容c9的一端和电容c10的一端，电容c9的另一端和电容c10的另一端均接地，电容c10的一端连接电阻r15的一端，电阻r15的另一端连接电阻r16的一端，电阻r16的另一端接地，电源变换芯片的fb管脚连接电阻r15的另一端，电容c10的一端分别连接电阻r17的一端和可变电阻r18的一端，可变电阻r18的另一端连接输出电流i1，电阻r17的另一端和可变电阻r18的另一端均接地，输出电流in接地，输出电流i1连接电流输出电路。

电流调节电路的输出电流i1给电流输出电路提供输入电流，通过调节可变电阻r18的大小，可以改变输出电流i1的大小，从而改变电流输出电路的输出电流ia、输出电流ib和输出电流ic的大小。

如图11a、图11b和图11c所示，电流输出电路包括a相电流输出电路、b相电流输出电路和c相电流输出电路，a相电流输出电路包括电阻r5，电阻r5的一端连接解码芯片的d0管脚，电阻r5的另一端分别连接电阻r6的一端和三极管q3的基极，电阻r6的另一端和三极管q3的发射极均接地，三极管q3的集电极分别连接继电器k3线圈的一端和二极管d3的正极，继电器k3线圈的另一端和二极管d3的负极均连接电源vcc，继电器k3触点的一端连接电流调节电路，另一端连接ia端口；

b相电流输出电路包括电阻r7，电阻r7的一端连接解码芯片的d1管脚，另一端分别连接电阻r8的一端和三极管q4的基极，电阻r8的另一端和三极管q4的发射极均接地，三极管q4的集电极分别连接继电器k4线圈的一端和二极管d4的正极，继电器k4线圈的另一端和二极管d4的负极均连接电源vcc，继电器k4触点的一端连接电流调节电路，另一端连接ib端口；

c相电流输出电路包括电阻r9，电阻r9的一端连接解码芯片的d2管脚，另一端分别连接电阻r10的一端和三极管q5的基极，电阻r10的另一端和三极管q5的发射极均接地，三极管q5的集电极分别连接继电器k5线圈的一端和二极管d5的正极，继电器k5线圈的另一端和二极管d5的负极均连接电源vcc，继电器k5触点的一端连接电流调节电路，另一端连接ic端口。

a相电流输出电路输出的电流ia、b相电流输出电路输出的电流ib和c相电流输出电路输出的电流ic连接到ct的一次侧回路中。

如图12、13所示，测试设备1包括三段旋钮sa，三段旋钮sa有三个档位，分别为a相电流输出、b相电流输出和c相电流输出，二段开关s2有两个档位，分别为ct档和pt/cvt档，发射天线11向主设备2的无线接收模块发射无线信号，3.5mm音频接口12连接正表笔，标准接口13连接负表笔，微安表14显示互感器的极性，测试设备电源开关15是测试设备1的电源开关按钮，测试设备1还包括腕带10、基座101、第一旋转部102和第二旋转部103，基座101固定连接在腕带10上，基座101上设置卡槽1011，第一旋转部102上设置与卡槽1011配合连接的卡扣1021，第一旋转部102通过卡扣1021在卡槽1011内竖直旋转，第二旋转部103与测试设备1固定连接，第二旋转部103与第一旋转部102通过螺杆104转动连接。

测试设备通过腕带10可佩戴于腕部，方面测试人员在互感器二次侧测试互感器的极性。

如图14所示，主设备2包括a相电流输出端口ia、b相电流输出端口ib、c相电流输出端口ic、n极电流输出端口in、电压正极输出端口v3、电压负极输出端口vn、电压调节旋钮211、电流调节旋钮212、接收天线22和主设备电源开关23。

如图15所示，本发明的一种互感器无线极性测试方法包括以下步骤：

s1，将测试设备和主设备分别连接到互感器二次侧和互感器一次侧；

s2，在测试设备端通过开关控制，选择测试信息，并将所述测试信息无线传输给主设备；

s3，主设备根据所述测试信息选择输出至互感器一次侧的电信号；

s4，测量互感器二次侧的感应电流，判断互感器极性。

步骤s1、步骤s2、步骤s3和步骤s4的具体操作方式如下：

当测试ct时，打开主设备电源开关，a相电流输出端口ia、b相电流输出端口ib和c相电流输出端口ic均接入ct一次侧回路中，n极电流输出端口in接地，将电流调节旋钮旋转到合适的位置，打开测试设备电源开关，二段开关s2设置在ct档，若是测试a相电流，将三段旋钮sa设置在a相电流输出，将测量表笔插在要测试ct的二次侧端子上，按下按钮s1，同时发射天线向接收天线发射无线信号，测试设备黄色指示灯亮；若是测试b相电流，将三段旋钮sa设置在b相电流输出，将测量表笔插在要测试ct的二次侧端子上，按下按钮s1，同时发射天线向接收天线发射无线信号，测试设备绿色指示灯亮；若是测试c相电流，将三段旋钮sa设置在c相电流输出，将测量表笔插在要测试ct的二次侧端子上，按下按钮s1，同时发射天线向接收天线发射无线信号，测试设备红色指示灯亮，上述三种情况通过观察微安表表针偏转判断ct的极性。

当测试pt或cvt的时，打开主设备电源开关，电压正极输出端口v3接入pt或cvt的一次侧回路中，电压负极输出端口vn接地，将电压调节旋钮旋转到合适的位置，打开测试设备电源开关，二段开关s2设置在pt/cvt档，将测量表笔插在要测试pt或cvt的二次侧端子上，按下按钮s1，同时发射天线向接收天线发射无线信号，测试设备蓝色指示灯亮，通过观察微安表表针偏转判断pt或cvt的极性。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。