一种中低压配电盘测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及开关设备测试技术领域，尤其涉及一种中低压配电盘测试装置。


背景技术：

2.目前对电站中电气设备保护与功能方面制定的检查标准中，包括测试中低压配电盘内的器件或通路的电阻值、绝缘电阻以及耐压特性中的一个或多个。传统的测试方法需要在现场对测试设备进行大量拆接线工作，才能完成测试工作。由于操作空间受限，在接线过程中的人因失误风险高，导致存在误接、短路、接地等风险。测试设备中包含高压设备，存在安全隐患，并且在高频的测试过程中存在发热严重的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的至少一个缺陷，提供一种中低压配电盘测试装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种中低压配电盘测试装置，包括壳体和设于所述壳体内的用于输出可调电流的电流电路、用于输出可调电压的绝缘耐压测试电路、用于连接中低压配电盘的接口电路、用于与上位机通信的通讯电路、用于容纳所述电流电路的第一容纳空间、用于容纳所述绝缘耐压测试电路的第二容纳空间和用于隔离所述第一容纳空间和第二容纳空间的隔离板；
5.所述第一容纳空间和第二容纳空间之间设有通风管道；所述通风管道上设置换气孔，所述通风管道内设有换气装置；
6.所述通讯电路连接所述电流电路的输入端、绝缘耐压测试电路的输入端和接口电路，所述电流电路的输出端和所述绝缘耐压测试电路的输出端分别连接所述接口电路。
7.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述第一容纳空间和第二容纳空间内均设有温度传感器，所述第一容纳空间内设有根据所述温度传感器的反馈信息进而控制所述换气装置的总控制器；所述控制器连接所述温度传感器和换气装置。
8.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述电流电路包括用于输出可调电流信号的功率电路、用于采集所述功率电路输出的电压信息的电压采样电路和用于采集所述功率电路输出的电流信息电流采样电路；
9.所述电压采样电路中的第一采样端连接所述功率电路的负极，所述电压采样电路中的第二采样端连接所述功率电路的正极，所述功率电路的正极经所述接口电路连接至所述电流采样电路的第二采样端，所述电流采样电路的第一采样端连接所述功率电路的负极，所述电流采样电路的输出端连接所述电压采样电路的电流反馈输入端，所述电压采样电路的输出端连接所述功率电路的输入端。
10.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述电压采样电路包括第一差分比较器u1、第一比较器u2、隔离电路、脉宽调制器和第二电阻r2；
11.所述功率电路的正极连接所述第一差分比较器u1的同相输入端，所述功率电路的
负极连接所述第一差分比较器u1的反相输入端，所述第一差分比较器u1的输出端连接所述第一比较器u2的反相输入端，所述第一比较器u2的同相输入端连接所述第二电阻r2的第一端和电流采样电路的输出端，所述第二电阻r2的第二端为第一基准电压输入端，所述第一比较器u2的输出端经所述隔离电路和脉宽调制器连接至所述功率电路的输入端。
12.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述电流采样电路包括第二差分比较器u3、第二比较器u4、第一二极管d1、第一电阻r1和采样电阻rs；
13.所述功率电路的负极连接所述采样电阻rs的第一端和第二差分比较器u3的反相输入端，所述采样电阻rs的第二端连接所述第二差分比较器u3的同相输入端，所述第二差分比较器u3的输出端连接所述第二比较器u4的反相输入端，所述第二比较器u4的同相输入端为第二基准电压输入端，所述第二比较器u4的输出端连接所述第一二极管d1的阴极，所述第一二极管d1的阳极连接所述第一电阻r1的第二端，所述第一电阻r1的第一端为所述电流采样电路的输出端。
14.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述绝缘耐压测试电路包括用于接收数字信号和输出控制指令信号的第一控制器、用于放大控制指令信号的第一放大器和升压整流电路；
15.所述第一控制器电连接所述第一放大器和升压整流电路，所述第一放大器电连接所述升压整流电路。
16.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述接口电路包括投切开关电路、用于连接所述通讯电路的网口电路、用于控制所述投切开关电路的第二控制器、用于连接所述电流电路的第一连接器、用于连接所述绝缘耐压测试电路的第二连接器、用于连接所述中低压配电盘的第三连接器、用于连接电流测量设备的电流测量端和用于连接电压测量设备的电压测量端；
17.所述网口电路的输出端连接所述第二控制器的输入端，所述第二控制器的输出端连接所述投切开关电路，所述投切开关电路分别连接所述第二控制器、所述第一连接器、所述第二连接器、所述第三连接器、所述电流测量端和电压测量端。
18.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述投切开关电路包括第一开关元件k1、第二开关元件k2、第三开关元件k3、第四开关元件k4、第五开关元件k5、第六开关元件k6、第七开关元件k7、第八开关元件k8、第九开关元件k9、第十开关元件k10、第十一开关元件k11、第十二开关元件k12；
19.所述第二控制器分别连接所述第一开关元件k1的控制端、第二开关元件k2的控制端、第三开关元件k3的控制端、第四开关元件k4的控制端、第五开关元件k5的控制端、第六开关元件k6的控制端、第七开关元件k7的控制端、第八开关元件k8的控制端、第九开关元件k9的控制端、第十开关元件k10的控制端、第十一开关元件k11的控制端和第十二开关元件k12的控制端；
20.所述第二连接器连接所述第一开关元件k1的输入端，所述第一开关元件k1的第一输出端经所述第二开关元件k2和第七开关元件k7连接至所述第六开关元件k6的第一输出端，所述第一开关元件k1的第二输出端经所述第四开关元件k4和第九开关元件k9连接至所述第六开关元件k6的第二输出端，所述第一开关元件k1的第三输出端经所述第三开关元件k3连接至所述第三连接器，所述第一开关元件k1的第四输出端经所述第五开关元件k5连接
至所述第三连接器；
21.所述电流测量端连接所述第六开关元件k6的输入端，所述第六开关元件k6的第三输出端经所述第八开关元件k8连接至所述第三连接器，所述第六开关元件k6的第四输出端经所述第十开关元件k10连接至所述第三连接器；
22.所述第十一开关元件k11所述第一连接器与所述第三连接器之间；所述第十二开关元件k12连接于所述电压测量端与所述第三连接器之间。
23.优选地，在本实用新型所述的中低压配电盘测试装置中，所述第一开关元件k1和第六开关元件k6为双刀双掷型继电器；所述第二开关元件k2、第三开关元件k3、第四开关元件k4和第五开关元件k5为单刀四掷型继电器；所述第七开关元件k7、第八开关元件k8、第九开关元件k9和第十开关元件k10为单刀三掷型继电器；所述第十一开关元件k11和第十二开关元件k12为双刀三掷型继电器。
24.实施本实用新型具有以下有益效果：电流电路和绝缘耐压测试电路经接口电路连接被测试的中低压配电盘，上位机的控制指令经通讯电路发送到电流电路和绝缘耐压测试电路，使其输出测试所需的电流信号和电流信号，测量被测中低压配电盘中的器件或回路的电流值和电压值，利用欧姆定律即可测量出该器件或回路的接触电阻、绝缘阻抗和耐压特性等参数，省去接线工序，测试效率高，同时还将电流电路和绝缘耐压测试电路进行隔离处理，以确保测试过程的安全，还增加了散热装置，以避免高频的测试工作使测试设备快速进入过温工作状态，从而进一步提高测试效率。
附图说明
25.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
26.图1是本实用新型一种低压开关测试装置的电路逻辑示意图；
27.图2是本实用新型一种中低压配电盘测试装置中的壳体结构示意图；
28.图3是本实用新型一种中低压配电盘测试装置中的电流电路的电路逻辑图；
29.图4是本实用新型一种中低压配电盘测试装置中的绝缘耐压测试电路的电路逻辑图；
30.图5是本实用新型一种中低压配电盘测试装置中的接口电路的电路逻辑图。
具体实施方式
31.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
32.在现有技术中，中低压配电盘包括电压等级380v以下的低压配电盘，和电压等级在35kv以下的中压配电盘。
33.如图1、图2所示，本实用新型中一种中低压配电盘测试装置包括壳体和设于壳体内的用于输出可调电流的电流电路110、用于输出可调电压的绝缘耐压测试电路120、用于连接中低压配电盘的接口电路200、用于与上位机通信的通讯电路500、用于容纳电流电路110的第一容纳空间、用于容纳绝缘耐压测试电路120的第二容纳空间和用于隔离第一容纳空间和第二容纳空间的隔离板；
34.具体地，第一容纳空间和第二容纳空间之间设有通风管道3；通风管道3上设置换
气孔，通风管道3内设有换气装置；
35.通讯电路500连接电流电路110的输入端、绝缘耐压测试电路120的输入端和接口电路200，电流电路110的输出端和绝缘耐压测试电路120的输出端分别连接接口电路200。
36.在本实施例中，上位机的控制指令经通讯电路500分别发送到电流电路110、绝缘耐压测试电路120和接口电路200，以控制电流电路100的输出电流、绝缘耐压测试电路120的输出电压和接口电路200的回路连接关系。
37.其中，电流电路110为高精度直流电流模块，用于输出0-200a的直流电流至中低压配电盘，测量出中低压配电盘中的器件或回路的电压值，再利用欧姆定律便可计算出该器件或回路的阻值，即中低压配电盘的接触电阻和线圈绕组的阻值；绝缘耐压测试电路120用于输出0-2500v的直流电压至中低压配电盘，测量出中低压配电盘中的器件或回路的电流值，同样利用欧姆定律，即可测试出中低压配电盘的绝缘电阻和耐压特性。
38.由于绝缘耐压测试电路120为高压设备，电流电路110为大电流设备，存在触电、爬电等风险，因此电流电路110和绝缘耐压测试电路120均设置在壳体内，并在两者间设置隔离板，一方面是为了消除安全隐患，另一方面是为了防止两者间互相干扰。另外，通讯电路500和接口电路200中连接电流电路110的器件可设置在第一容纳空间内，接口电路200中连接绝缘耐压测试电路120的器件可设置在第二容纳空间内。为避免高频的测试工作使测试设备快速进入过温工作状态，降低测试效率，可通过设置通风管道、换气孔、换气装置以提高散热效率。其中，换气装置为风扇。
39.在本实施例中，外壳体包括上壳体1以及下壳体2，上壳体1以及下壳体2以可拆卸方式连接，上壳体1与下壳体2之间的空间为容腔。
40.可选地，第一容纳空间和第二容纳空间内均设有温度传感器，第一容纳空间内设有根据温度传感器的反馈信息进而控制换气装置的总控制器；具体地，控制器连接温度传感器和换气装置。
41.通过温度传感器监控壳体内的温度变化，进而利用总控制器控制换气装置。例如，当温度超过预设值时，开启换气装置；反之，关闭换气装置。采用这种设置，还可以根据第一容纳空间和第二容纳空间的温度需要而进行主动换热控制，使得本技术可以自动调节使用环境温度。
42.如图3所示，电流电路110包括用于输出可调电流信号的功率电路、用于采集功率电路输出的电压信息的电压采样电路112和用于采集功率电路输出的电流信息电流采样电路113；
43.具体地，电压采样电路112中的第一采样端连接功率电路的负极，电压采样电路112中的第二采样端连接功率电路的正极，功率电路的正极经接口电路200连接至电流采样电路113的第二采样端，电流采样电路113的第一采样端连接功率电路的负极，电流采样电路113的输出端连接电压采样电路112的电流反馈输入端，电压采样电路112的输出端连接功率电路的输入端。
44.在一些实施例中，功率电路为mcc 19-12 io1b型号的可控硅功率模块，用于产生并输出直流电流；其中直流电流的大小通过电压采样电路和电流采样电路进行调制。
45.如图3所示，电压采样电路112包括第一差分比较器u1、第一比较器u2、隔离电路、脉宽调制器和第二电阻r2；电流采样电路113包括第二差分比较器u3、第二比较器u4、第一
二极管d1、第一电阻r1和采样电阻rs；
46.具体地，第一差分比较器u1的反相输入端为电压采样电路112的第一采样端，第一差分比较器u1的同相输入端为电压采样电路112的第二采样端，第二差分比较器u3的反相输入端为电流采样电路113中的第一采样端，第二差分比较器u3的同相输入端为电流采样电路113中的第二采样端，第一电阻r1的第一端为电流采样电路113的输出端，第一比较器u2的同相输入端为电压采样电路112的电流反馈输入端，脉宽调制器的输出端为电压采样电路112的输出端；
47.功率电路的正极连接第一差分比较器u1的同相输入端，功率电路的负极连接第一差分比较器u1的反相输入端，第一差分比较器u1的输出端连接第一比较器u2的反相输入端，第一比较器u2的同相输入端连接第二电阻r2的第一端和电流采样电路113的输出端，第二电阻r2的第二端为第一基准电压输入端，第一比较器u2的输出端经隔离电路和脉宽调制器连接至功率电路的输入端；
48.功率电路的正极可经接口电路200连接至采样电阻rs的第二端，功率电路的负极连接采样电阻rs的第一端和第二差分比较器u3的反相输入端，采样电阻rs的第二端连接第二差分比较器u3的同相输入端，第二差分比较器u3的输出端连接第二比较器u4的反相输入端，第二比较器u4的同相输入端为第二基准电压输入端，第二比较器u4的输出端连接第一二极管d1的阴极，第一二极管d1的阳极连接第一电阻r1的第二端，第一电阻r1的第一端连接第一比较器u2的同相输入端；其中，第一基准电压和第二基准电压可由通讯电路500提供。
49.电流电路110的工作原理是：第一差分比较器u1采集功率电路输出的电压信号，差分放大后输入到第一比较器u2的反相输入端，第一基准电压经第二电阻r2输入到第一比较器u2的同相输入端，第一基准电压为定值时，第一比较器u2的同相输入端的电压会随电流采样电路113的输出端的电压变化而变化；例如，当功率电路的输出电流大于预设电压值时，采样电压rs两端的电压值增大，第二差分比较器u3输出的电压值增大，若第二基准电压为定值，此时第二比较器u4输出的电压值也随之减小，第一比较器u2的同相端电压值减小，第一比较器u2输出的电压值减小，第一比较器u2输出的电压信号经隔离电路处理后输入到脉宽调制器的电压值减小，导致脉宽调制器输出的占空比减小，进而使功率电路输出的电流减小，当第二差分比较器u3输出的电压值与第二基准电压相等时，功率电路输出的电流减小将不再减小，即实现了电流源功能，并且可以通过设置第二基准电压的值来调整电流电路的输出电流，即实现可调功能。
50.如图4所示，绝缘耐压测试电路120包括用于接收数字信号和输出控制指令信号的第一控制器、用于放大控制指令信号的第一放大器和升压整流电路；
51.第一控制器电连接第一放大器和升压整流电路，第一放大器电连接升压整流电路。
52.在本实施例中，第一控制器将来自上位机的数字信号进行解码；控制指令信号经第一放大器处理后转换成功率信号，并输入到升压整流电路，升压整流电路对功率信号进行升压及整流滤波处理后，可达2500v；并且，第一控制器还与第一放大器和升压整流电路建立数模通信通道，以实时监控第一放大器和升压整流电路。
53.在一些实施例中，第一控制器121包括型号为xilinx zynq7000的fpga芯片，用于
接收数字信号和输出控制信号，可以将数字信号转换成高精度的模拟信号；第一放大器可以选用型号为piv120的放大器，其具有响应速度快、稳定性高、精度高等优点。
54.如图5所示，接口电路200包括投切开关电路204、用于连接通讯电路500的网口电路、用于控制投切开关电路的第二控制器、用于连接电流电路110的第一连接器201、用于连接绝缘耐压测试电路120的第二连接器202、用于连接中低压配电盘的第三连接器203、用于连接电流测量设备的电流测量端206和用于连接电压测量设备的电压测量端207；
55.具体地，网口电路的输出端连接第二控制器的输入端，第二控制器的输出端连接投切开关电路204，投切开关电路204分别连接第二控制器、第一连接器201、第二连接器202、第三连接器203、电流测量端206和电压测量端207。
56.在本实施例中，通讯电路500的投切指令数据经网口电路200和第二控制器发送到至投切开关电路204，从而控制投切开关电路204中回路的导通结构，以对应测试中低压配电盘的绝缘电阻、接触电阻及耐压特性等参数。
57.如图5所示，投切开关电路204包括第一开关元件k1、第二开关元件k2、第三开关元件k3、第四开关元件k4、第五开关元件k5、第六开关元件k6、第七开关元件k7、第八开关元件k8、第九开关元件k9、第十开关元件k10、第十一开关元件k11、第十二开关元件k12；
58.具体地，第二控制器分别连接第一开关元件k1的控制端、第二开关元件k2的控制端、第三开关元件k3的控制端、第四开关元件k4的控制端、第五开关元件k5的控制端、第六开关元件k6的控制端、第七开关元件k7的控制端、第八开关元件k8的控制端、第九开关元件k9的控制端、第十开关元件k10的控制端、第十一开关元件k11的控制端和第十二开关元件k12的控制端；
59.第二连接器202连接第一开关元件k1的输入端，第一开关元件k1的第一输出端经第二开关元件k2和第七开关元件k7连接至第六开关元件k6的第一输出端，第一开关元件k1的第二输出端经第四开关元件k4和第九开关元件k9连接至第六开关元件k6的第二输出端，第一开关元件k1的第三输出端经第三开关元件k3连接至第三连接器203，第一开关元件k1的第四输出端经第五开关元件k5连接至第三连接器203；
60.电流测量端206连接第六开关元件k6的输入端，第六开关元件k6的第三输出端经第八开关元件k8连接至第三连接器203，第六开关元件k6的第四输出端经第十开关元件k10连接至第三连接器203；
61.第十一开关元件k11第一连接器201与第三连接器203之间；第十二开关元件k12连接于电压测量端207与第三连接器203之间。
62.如图5所示，图中的开关元件右则的定触点为输入端，从上至下分别为第一输入端和第二输入端；左侧的动触点为输出端，从上至下分别为第一输出端、第二输出端、第三输出端，以此类推。例如，第一开关元件k1中的第一输入端和第一输出端闭合时为第一通道，其第一输入端和第二输出端闭合时为第二通道，其第二输入端和第三输出端闭合时为第三通道，其第二输入端和第四输出端闭合时为第四通道。其他开关元件的通道定义可参考上述范例，在此不一一叙述，具体的电路连接关系可以参照图5。
63.以测量中低压配电盘中的a相线回路的绝缘电阻为例，电压测量信号从绝缘耐压测试电路120的正极分别经第一开关元件k1中的第一通道、第二开关元件k2的第一通道、第七开关元件k7的第一通道和第六开关元件k6的第一通道、电流测量端206、第六开关元件k6
的第三通道、被测中低压配电盘中的a相回路、第五开关元件k5的第二通道和第一开关元件k1中的第四通道，回到绝缘耐压测试电路120的负极；在此过程中，通过获取电流测量设备的测量出流过a相线回路的漏电流，获取绝缘耐压测试电路120的输出电压值，利用欧姆定律便可计算出a相线回路的绝缘电阻。其他相线或器件的绝缘电阻的测量原理与上述方法相同，在此不一一叙述。
64.以测量中低压配电盘中的a相线回路的接触电阻为例，电流测量信号从电流电路的正极分别经第十一开关元件k11中的第一通道和第二通道，回到电流电路的负极，其中，电压测量端207的两端经第十二开关元件k12中的第一通道和第二通道并联于a相线回路的输入端和输出端，进而测量出a相线回路两端的电压值，获取电流电路110的输出电流值，利用欧姆定律便可计算出a相线回路的接触电阻。其他相线或器件的接触电阻的阻值测试的测量原理与上述方法相同，在此不一一叙述。
65.在一些实施例中，第一开关元件k1和第六开关元件k6为双刀双掷型继电器，第二开关元件k2、第三开关元件k3、第四开关元件k4和第五开关元件k5为单刀四掷型继电器，第七开关元件k7、第八开关元件k8、第九开关元件k9和第十开关元件k10为单刀三掷型继电器，第十一开关元件k11和第十二开关元件k12为双刀三掷型继电器。
66.实施本实用新型具有以下有益效果：电流电路和绝缘耐压测试电路经接口电路连接被测试的中低压配电盘，上位机的控制指令经通讯电路发送到电流电路和绝缘耐压测试电路，使其输出测试所需的电流信号和电流信号，测量被测中低压配电盘中的器件或回路的电流值和电压值，利用欧姆定律即可测量出该器件或回路的接触电阻、绝缘阻抗和耐压特性等参数，省去接线工序，测试效率高，同时还将电流电路和绝缘耐压测试电路进行隔离处理，以确保测试过程的安全，还增加了散热装置，以避免高频的测试工作使测试设备快速进入过温工作状态，从而进一步提高测试效率。
67.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。