一种电流互感器故障模拟装置的制作方法

本实用新型属于电流互感器测试技术领域，具体涉及一种电流互感器故障模拟装置。

背景技术：

电流互感器是依据电磁感应原理，将一次侧的大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁芯和绕组组成，其一次绕组的匝数很少，用于串联在需要检测的线路中，因此电流互感器的一次侧经常有线路的全部电流流过。电流互感器的二次绕组匝数比较多，用于串接在测量仪表或保护回路中，电流互感器在工作时其二次回路始终是闭合的，因此串联在测量仪表和保护回路中的线圈阻抗很小，电流互感器的二次侧工作在接近短路的状态。

为了保证电流互感器的可靠性，在电流互感器出厂前或使用前需要采用相应的测试设备对电流互感器进行测试，检测电流互感器的二次侧是否出现断线或短路等故障。目前对电流互感器断线故障的检测方法是将电流互感器的一次侧连接到检测线路中，二次侧连接测试设备，通过测试设备来检测电流互感器的二次侧是否出现故障。

为了保证对电流互感器故障检测的可靠性，检测电流互感器二次侧断线故障的测试设备也需要进行测试。对测试设备测试的方法为：采用的电流互感器，将该电流互感器的一次侧连接到设定的线路中，二次侧连接到测试设备，并在二次侧连接测试设备的线路上设置开关，通过控制开关的开断来模拟电流互感器二次侧的断线故障，根据测试设备检测到的数据判断其测试的准确性。

电流互感器二次侧电流的大小是由一次侧的电流决定的，二次侧产生的磁势是用于平衡一次电流的磁势，因此，如果电流互感器的二次侧开路，阻抗将无限大，电流等于零，产生的磁势也为零，那么磁势在电流互感器的二次侧将不能产生用于平衡一次侧磁势的磁势，磁势电流互感器一次侧的电流将全部作用于激磁，使铁芯严重磁饱和。铁芯的磁饱和会使铁芯的铁损增大，电流互感器发热，电流互感器线圈的绝缘部分将会由于过热而被烧坏，还会在铁芯上产生剩磁，增大电流互感器的误差。更严重的是由于磁饱和的原因，交变磁通的正弦波将会变成梯形波，在磁通量迅速变化的瞬间，电流互感器二次线圈上将感应出很高的电压。其峰值可达千伏以上，如此高的电压作用于电流互感器的二次侧，将会对测试人员和测试设备的安全造成严重威胁。

但是在对测试设备进行测试时，在电流互感器二次侧连接测试设备线路上的开关断开时，将会使电流互感器的二次侧开路，此时将会造成电流互感器二次侧电压过高的问题，对测试人员和测试过程中所采用设备的安全造成影响，因此这种测试方式的安全性较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电流互感器故障模拟装置，用于解决现有技术中在对用于测试电流互感器的测试装置进行测试时，由于电流互感器二次侧开路而引起电压过高，进而造成安全性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种电流互感器故障模拟装置，包括电流互感器，电流互感器的二次侧用于连接待测设备；在电流互感器二次侧用于连接待测设备的线路上设置有第一开关；所述电流互感器二次侧的两端之间设置有第二开关。

本实用新型所提供的技术方案，在电流互感器二次侧的两端之间设置有开关，在对待测设备进行测试时，第一开关断开后控制第二开关闭合，此时第二开关将电流互感器的二次侧短路，从而解决由于在对待测设备进行测试时由于电流互感器二次侧开路而造成的安全问题。

为了方便对第一开关和第二开关的控制，作为对第一开关和第二开关的进一步改进，还包括控制模块，所述第一开关和第二开关均为可控开关，所述控制模块连接第一开关和第二开关的控制端。

作为对第一开关和第二开关的进一步改进，所述第一开关和第二开关均为双向可控硅。

作为对控制模块的进一步改进，所述控制模块包括控制器，控制器连接有第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路连接第一开关的控制端，第二驱动电路连接第二开关的控制端。

为了实现对第一开关和第二开关控制线路中的电气隔离，作为对第一驱动电路和第二驱动电路的进一步改进，所述第一驱动电路和第二驱动电路的结构相同，均包括一个开关管和一个光电耦合器；第一驱动电路和第二驱动电路中开关管的阴极均用于接地，控制极均连接所述控制器；各光电耦合器一次侧的正极用于连接电源，负极连接相应开关管的阳极；各光电耦合器二次侧的正极用于连接相应第一开关或第二开关的控制端，负极用于接地；各光电耦合器二次侧的正极分别设置有相应的用于连接电源的上拉电阻。

为了显示出电流互感器故障模拟装置的工作状态，所述控制器还连接有显示模块。

为了实现对测试过程的操作，所述控制器还连接有输入模块，用于采集操作信号并传送给控制器。

作为对输入模块的进一步改进，所述输入模块包括按键开关，按键开关的一端用于接地，另一端连接所述控制器；在按键开关连接控制器的一端设置有用于连接电源的上拉电阻。

作为对按键的进一步改进，所述按键开关设置有三个。

附图说明

图1为实施例中电流互感器故障模拟装置的结构原理图；

图2为实施例中控制模块的结构示意图；

图3为实施例中第一驱动电路的结构原理图；

图4为实施例中操作模块的结构原理图。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种电流互感器故障模拟装置，用于解决现有技术中在对用于测试电流互感器的测试装置进行测试时，由于电流互感器二次侧开路而引起电压过高，进而造成安全性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种电流互感器故障模拟装置，包括电流互感器，电流互感器的二次侧用于连接待测设备；在电流互感器二次侧用于连接待测设备的线路上设置有第一开关；所述电流互感器二次侧的两端之间设置有第二开关。

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

本实施例提供一种电流互感器故障模拟装置，用于对待测设备进行检测，通过将电流互感器的二次侧短路，解决在测试时电流互感器二次侧由于产生高压而造成的安全问题；其中待测设备是用于检测电流互感器故障的设备。

本实施例所提供的电流互感器故障模拟装置，其结构原理如图1所示，包括电流互感器CT，电流互感器CT的一次侧用于连接在设定的线路中，二次侧连接待测设备；在电流互感器CT二次侧连接待测设备的线路上设置有第一双向可控硅T1，并且在电流互感器二次侧的两端之间设置有第二双向可控硅T2。还包括控制模块，控制模块连接第一双向可控硅T1和第二双向可控硅T2的控制端，控制第一双向可控硅T1和第二双向可控硅T2的导通或断开。

本实施例所提供的电流互感器故障模拟装置，其中控制模块的结构示意图如图2所示，包括控制器，驱动第一驱动电路和第二驱动电路。控制器通过第一驱动电路连接第一双向可控硅T1的控制端，通过第二驱动电路连接第二双向可控硅T2的控制端。

第一驱动电路和第二驱动电路的结构和工作原理均相同，本实施例中以第一驱动电路为例，对这两个驱动电路的结构进行说明。

第一驱动电路的结构如图3所示，包括开关管Q、光电耦合器IC以及由电阻R1和电阻R2组成的分压电路，分压电路的输入端连接控制器的其中一个输出接口，分压端连接开关管Q的控制器；开关管Q的阴极接地，阳极连接光电耦合器IC一次侧的负极，光电耦合器IC的正极连接电源；光电耦合器二次侧的正极连接第一双向可控硅T1的控制端，阴极接地，光电耦合器IC二次侧的正极还通过电阻R0连接电源。

第一驱动电路的工作原理是：当控制器没有发出控制信号时，开关管Q的控制极处于低电位，开关管Q处于关断状态，此时光电耦合器IC一次侧的负极不接地，二次侧不会导通，第一双向可控硅T1的控制端为高电位，被触发导通；当控制器发出控制信号时，开关管Q的控制极处于高电位，开关管Q被触发导通，光电耦合器IC一次侧的负极接地，二次侧被出道导通，将第一双向可控硅T1控制端的电位拉低，第一双向可控硅T1被关断。

本实施例所提供的电流互感器故障模拟装置还包括操作模块，操作模块用于向控制器发送操作指令，控制器根据操作指令控制第一双向可控硅和第二双向可控硅的开关。

本实施例所提供的操作模块，其结构如图4所示，包括S1、S2和S3三个按键开关，各按键开关的其中一端接地，另一端连接控制器，并且各按键开关连接控制器的一端还分别通过上拉电阻R4、R5和R6连接电源。当控制器接收到不同按键开关的动作信号时，执行不同的动作。当控制器接收到按键开关S1的动作信号时，执行复位动作；当控制器接收到按键开关S2的动作信号时，控制第一双向可控硅执行第一种工作模式；当控制器接收到按键开关S3的动作信号时，控制第一双向可控硅执行第二种工作模式。

第一种工作模式为：第一双向可控硅T1先关断，第二双向可控硅T2再导通；

第二种工作模式为：第二双向可控硅T2先导通，第一双向可控硅T1再关断。

本实施例所提供的电流互感器故障模拟装置的工作原理是：试验人员根据测试的需求，通过按键开关S1、S2和S3选择工作模式；当控制器接收到测试人员选择的按键开关的信号之后，判断出用户选择的工作模式，并通过第一驱动电路和第二驱动电路控制第一双向可控硅T1和第二双向可控硅T2执行相应的动作。

本实施例中，为了方便测试人员观察试验过程，在控制器上还连接有显示单元；显示单元采用液晶显示屏，用于显示电流互感器故障模拟装置当前的工作模式、试验次数和每次测试所用的时间。

作为其他实施方式，第一双向可控硅T1第二双向可控硅T2可采用其他的可控开关代替，如采用继电器开关等。

本实施例中为了方便对试验过程的控制，将第一开关和第二开关分别设置成为第一双向可控硅T1和第二双向可控硅T2；作为其他实施方式，如果对第一开关和第二开关的控制方式没有需求，第一开关和第二开关也可采用手动开关。