一种极性测试电路、测试仪及极性测试方法与流程

1.本发明实施例涉及电子测试技术，尤其涉及一种极性测试电路、测试仪及极性测试方法。


背景技术：

2.变电站综合自动化改造工程中，根据《常规变电站继电保护验收指引(试行)》验收要求，继保人员需要对电流互感器进行极性测试。
3.目前，电流互感器测试工作仍采用传统的直流电源法，即将干电池的正负极分别接到电流互感器一次侧两端，做点、放试验，在互感器二次侧接电流表或万用表观察指针的偏转方向，在测试过程中，需要一人接线做点、放动作，一人观察指针偏转，一人记录极性，即至少需要三人配合，测试过程费时费力。


技术实现要素：

4.本发明提供一种极性测试电路、测试仪及极性测试方法，以解决现有电流互感器极性测试需要多人配合的问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种极性测试电路，用于测试电流互感器的绕组的极性，包括：
6.电源，用于提供直流电源；
7.充放电模块，所述充放电模块设置有电容和开关，每个所述充放电模块的电容通过所述开关分别与所述电源和所述绕组的一次侧的两端连接；
8.极性测量模块，所述极性测量模块与所述绕组的二次侧的两端连接，用于记录所述绕组的极性并生成测试结果；
9.控制器，所述控制器与所述开关的控制端连接，用于在未接收到测试指令时，控制所述充放电模块的开关以使得所述电容连接到所述电源，所述电源对所述电容充电，以及在接收到测试指令时，控制所述充放电模块的开关以使得所述电容连接到所述绕组的一次侧来对所述绕组进行极性测试，并接收所述极性测量模块生成的测试结果。
10.可选地，所述开关包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关均包括静触点、第一动触点和第二动触点，所述电容的一端与所述第一开关的静触点连接，另一端与所述第二开关的静触点连接，所述第一开关的第一动触点与所述电源的正极端连接，所述第二开关的第一动触点与所述电源的负极端连接，所述绕组的一次侧的两端分别与所述第一开关的第二动触点和所述第二开关的第二动触点连接，所述第一开关和所述第二开关的控制端与所述控制器连接。
11.可选地，所述第一开关的第一动触点通过第三开关与所述电源的正极端连接，所述第三开关的控制端与所述控制器连接。
12.可选地，所述控制器，还用于：
13.在未接收到测试指令时，控制所述第一开关的静触点连接到所述第一开关的第一
动触点，控制所述第二开关的静触点连接到所述第二开关的第一动触点，以使得所述电源对所述电容充电；
14.在接收到测试指令时，控制所述第一开关的静触点连接到所述第一开关的第二动触点，控制所述第二开关的静触点连接到所述第二开关的第二动触点，以使得所述电容对所述绕组的一次侧放电。
15.可选地，所述电流互感器包括多个绕组，所述充放电模块的数量与所述绕组的数量相等，每个充放电模块的电容均通过一个所述开关分别与所述电源和所述电流互感器的一个绕组的一次侧的两端连接；
16.多个所述绕组的二次侧的两端均与所述极性测量模块连接。
17.可选地，所述控制器还用于：
18.在未接收到测试指令时，控制每个充放电模块的开关，以使得所述电源对每个所述充放电模块的电容充电；
19.在接收到测试指令时，依次控制每个充放电模块的开关，以使每个所述充放电模块的电容对与之连接的绕组的一次侧放电，以及；
20.依次接收所述极性测量模块发送的测试结果。
21.可选地，所述测试结果为直流毫安表的偏转方向，所述控制器还用于：
22.在直流毫安表的偏转方向为第一方向时，生成绕组极性正确的测试结果；
23.在直流毫安表的偏转方向为第二方向时，生成绕组极性错误的测试结果。
24.可选地，所述的极性测试电路，还包括显示屏；
25.所述显示屏与所述控制器连接，用于显示所述控制器生成的测试结果。
26.第二方面，本发明实施例还提供了一种极性测试仪，包括第一方面所述的极性测试电路。
27.第三方面，本发明实施例还提供了一种极性测试方法，应用于第二方面的极性测试仪，包括：
28.控制器在未接收到测试指令时，控制充放电模块的开关以使得电容连接到电源，所述电源对所述电容充电；
29.在接收到测试指令时，控制所述充放电模块的开关以使得所述电容连接到绕组的一次侧来对所述绕组进行极性测试；
30.接收极性测量模块生成的测试结果。
31.本发明实施例的极性测试电路包括电源、充放电模块、极性测量模块及控制器，其中，充放电模块包括电容和开关，电容通过开关分别与电源和绕组的一次侧的两端连接，极性测量模块与绕组的二次侧的两端连接，控制器分别与极性测量模块和开关的控制端连接，控制器在未收到测试指令时控制开关，使得电容连接到电源以对电容充电，在接收到测试指令时控制开关，使得电容连接到绕组的一次侧，以对一次侧放电进行极性测试，极性测量模块通过二次侧来记录绕组的极性测试结果并发送到控制器，控制器可以存储接收到极性测试结果，测试人员将电流互感器接入本发明的测试电路之后，由控制器自动完成测试和存储测试结果，无需多个人员协调进行测试，节省了人力，简化了测试操作，提高了测试效率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
33.图1是本发明实施例一中的一种极性测试电路的拓扑结构示意图；
34.图2是本发明实施例二中的一种极性测试电路的拓扑结构示意图；
35.图3是本发明实施例二中的一种极性测试电路的电路原理图；
36.图4是本发明实施例四的一种极性测试方法的流程图。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
38.实施例一
39.图1为本发明实施例提供的一种极性测试电路的拓扑结构示意图，本发明实施例的极性测试电路用于测试电流互感器的绕组的极性，该极性测试电路可集成在测试仪中。如图1所示，本发明实施例的极性测试电路包括电源10、充放电模块20、极性测量模块30以及控制器40。
40.电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流的仪器，其通常由闭合的铁芯和绕组组成，绕组可以是一组，也可以是两组以上，每组绕组包括一次侧绕组和二次侧绕组，绕组是按照预定的绕线方向将导电线材缠绕在铁芯上所形成，在对电流互感器进行极性测试时，通常是在绕组的一次侧两端施加指定方向的电流，然后检测绕组的二次侧的电流方向来指示绕组的极性，从而得到极性测试结果。
41.在本发明实施例的测试电路中，电源10可以是直流电源，示例性的，电源10可以是普通电池、可充电电池或能够将交流电转换为直流电的电路等，本实施例对电源10不做具体限定。
42.充放电模块20可以是具有充电和放电功能的模块，在一个可选实施中个，充放电模块20可以包括电容和开关，电容用于存储电能和释放电能，开关用于对电容充电和放电控制。电容通过开关分别与电源和电流互感器的绕组的一次侧的两端连接，该开关还可以设置有控制端，控制端与控制器40连接，以在控制器40的控制下将电容连接到电源10来充电，或者是连接到绕组的一次侧来对绕组放电，可选地，开关可以是单刀双掷开关、继电器或者其他电子开关，本实施对开关的类型不作限制。
43.极性测量模块30可以是在绕组通电后指示绕组极性并记录极性作为测试结果的模块，该极性测量模块30与电流互感器的绕组的二次侧连接，示例性地，极性测量模块30中可以包括直流毫安表或者万用表，流过二次侧的电流可以驱动直流毫安表或者万用表的指针偏转来指示绕组的极性，并记录极性作为测试结果。
44.控制器40可以是具有逻辑计算的微控制器，控制器40与充放电模块20中开关的控制端连接，以控制开关动作，以及与极性测量模块30连接，以从极性测量模块30接收测试结
果。
45.如图1所示，本实施例的极性测试电路的工作原理如下：
46.在图1中，测试人员首先按照上述电路的连接方式将电流互感器50的绕组的一次侧极和二次侧分别接入图1中的电路后，当控制器40未接收到测试指令时，控制器40控制充放电模块20中的开关，以将充放电模块20中的电容连接到电源10，电源10对电容充电，电容存储电能，当控制器40接收到测试控制指令时，例如测试人员通过测试仪上的开始测试按钮时，控制器40控制开关，以使得电容连接到电流互感器50的绕组的一次侧，电容对绕组的一次侧放大，绕组的一次侧有电流通过，产生磁场，绕组的二次侧在磁场作用下产生感应电流，即有电流流入极性测量模块30，极性测量模块30根据流入的电流的方向来指示极性，并生成极性测量结果输出到控制器40，控制器40存储该极性测量结果，测试人员进需将电流互感器50连接到电路中即由控制器40控制整个测试过程。
47.本发明实施例的极性测试电路包括电源、充放电模块、极性测量模块及控制器，其中，充放电模块包括电容和开关，电容通过开关分别与电源和绕组的一次侧的两端连接，极性测量模块与绕组的二次侧的两端连接，控制器分别与极性测量模块和开关的控制端连接，控制器在未收到测试指令时控制开关，使得电容连接到电源以对电容充电，在接收到测试指令时控制开关，使得电容连接到绕组的一次侧，以对一次侧放电进行极性测试，极性测量模块通过二次侧来记录绕组的极性测试结果并发送到控制器，控制器可以存储接收到极性测试结果，测试人员将电流互感器接入本发明的测试电路之后，由控制器自动完成测试和存储测试结果，无需多个人员协调进行测试，节省了人力，简化了测试操作，提高了测试效率。
48.实施例二
49.如图2所示为本发明实施例二的一种极性测试电路的拓扑结构示意图，在本实施例中，极性测试电路包括电源10、充放电模块20、极性测量模块30以及控制器40，其中，充放电模块20的数量可以是多个，比如，待测试的电流互感器50有多个绕组，充放电模块20的数量与待测试的电流互感器50的绕组的数量相同，当然，充放电模块20的数量可以任意设置。
50.如图2所示，在充放电模块20的数量为多个时，每个充放电模块20均包括电容和开关，每个充放电模块20的电容均通过开关分别与电源10和电流互感器50的一个绕组的一次侧的两端连接，电流互感器50的多个绕组的二次侧的两端均与极性测量模块40连接。
51.本实施例的极性测试电路在测试时，先将待测试的电流互感器50的多个绕组的一次侧一一对应地连接到充放电模块20，以及将电流互感器50的多个绕组的二次侧连接到极性测量模块40，即多个充放电模块20共用一个电源10，多个绕组的二次侧共用一个极性测量模块40，控制器40在未接收到测试指令时，控制每个充放电模块20的开关，使得每个充放电模块20的电容连接到电源10，电源10对各个充放电模块20的电容充电，电容存储电能。控制器40在接收到测试指令时，依次控制每个充放电模块20的开关，使得各个充放电模块20的电容依次放电，对电流互感器50的各个绕组进行极性测试，每个绕组的一次侧被电容放电时，对应的二次侧产生感应电流输入到极性测量模块30，极性测量模块30输出该绕组的极性测试结果到控制器40，控制器40存储测试结果。在一个可选实施例中，控制器40可以预先存储对充放电模块20的控制顺序，先控制第一个充放电模块20的开关使得电容放电，当接收从极性测量模块30接收到测试结果时，再控制下一个充放电模块20的开关使得电容放
电。
52.当然，本实施例的极性测试电路不限于对一个电流互感器的多个绕组进行极性测试，还可以同时对多个电流互感器的绕组进行测试。
53.本实施例的极性测试电路包括多个充放电模块，可以在电路中接入多个绕组进行极性测试，例如接入一个电流互感器的多个绕组，或者是接入多个电流互感器，控制器依次控制充放电模块的开关来对多个绕组或者多个电流互感器进行测试，既能实现自动测试和记录测试结果，节省人力，又能够对一个电流互感器的多个绕组或者对多个电流互感器同时进行测试，提高了测试效率。
54.为了使得本领域技术人员更清楚理解本实施例的极性测试电路，以下结合图3的电路原理图对测试原理进行说明。
55.如图3所示，极性测试电路包括电源10、充放电模块20、极性测量模块30以及控制器40
56.参见图3，图3中以电路中包括一个充放电模块20作为示例进行说明，充放电模块20有多个时可参考图3，在图3所示电路中添加充放电模块20。
57.在图3中，充放电模块20开关可以包括第一开关s1和第二开关s2，第一开关s1和第二开关s2均包括静触点、第一动触点和第二动触点，电容c的一端与第一开关s1的静触点a连接，另一端与第二开关s2的静触点d连接，第一开关s1的第一动触点b通过第三开关s3与电源10的正极端连接，第二开关s2的第一动触点e与电源10的负极端连接，电流互感器50绕组的一次侧l1的两端分别与第一开关s1的第二动触点c和第二开关s2的第二动触点f连接，第一开关s1和第二开关s2的控制端均与控制器40连接。
58.在一个可选实施例中，极性测量模块30可以包括直流毫安表和极性检测器，直流毫安表的两个输入端与电流互感器50的绕组的二次侧l2的两端连接，极性检测器与控制器40连接。其中，极性检测器可以是检测直流毫安表的指针的偏转方向的仪器，例如可以是光电检测器，比如在直流毫安表的指针偏转区域内左侧和右侧分别设置两个光电检测器，左侧光电检测器输出信号时说明指针向左偏转，右侧光电检测器输出信号时说明指针向右偏转，从而获得极性检测结果输出到控制器40。当然，极性检测器还可以是其他通过机械式或者是光电方式检测指针偏转的仪器，本实施例对极性检测器检测指针偏转的方式不做限制。
59.如图3所示，在测试时，测试人员手动控制第三开关s3闭合开机，控制器40在未接收到测试指令时，控制器40控制第一开关s1的静触点a连接到第一开关s1的第一动触点b，控制第二开关s2的静触点d连接到第二开关s2的第一动触点e，使得电容c与电源10形成电回路，电源10对电容c充电。控制器40在接收到测试指令时，控制器40控制第一开关s1的静触点a连接到第一开关s1的第二动触点c，控制第二开关s2的静触点d连接到第二开关s2的第二动触点f，电容c与电流互感器50的绕组的一次侧l1形成电回路，电容c对电流互感器50的一次侧放电，一次侧的绕组l1中有电流通过，电流互感器50的二次侧的绕组中产生感应电流，该感应电流输入到极性测量模块30中的直流毫安表以驱动直流毫安表的指针偏转，极性检测器检测指针偏转方向，并输出相应信号作为极性测试结果到控制器40，例如，当检测到指针偏左时，输出高电平信号到控制器40，当检测到指针偏右时输出低电平信号到控制器40，控制器40接收到极性检测器输出的信号时，如果是高电平信号记录极性为1，如果
是低电平信号记录极性为0。
60.在测试结束后，测试人员控制第三开关s3断开来关机，或者是在测试过程中出现意外紧急情况时关机。
61.控制器40在直流毫安表的偏转方向为第一方向时则生成绕组极性正确的测试结果，当直流毫安表的偏转方向为第二方向时则生成绕组极性错误的测试结果，例如可以设置第一方向为偏左，第二方向为偏右，当控制器40记录测试结果为1时表示绕组极性正确，记录测试结果为0时表示绕组极性错误。在一个可选实施例中，电流互感器极性测试电路可以包括显示屏，显示屏与控制器40连接，用于显示控制器40生成的测试结果，每个充放电模块20可以设置有编号，如图3中的充电模块20编号为1到n，控制器40可以按照表格形式显示极性测试结果，具体如下表所述：
62.绕组序号极性绕组11
…………
绕组n0
63.当然，在实际应用中还可以以其他显示方式显示极性测试结果，比如显示绿色圆点表示极性正确，红色圆点表示极性错误等，本实施例对极性测试结果的方式不做限制。
64.通过设置显示器来显示测试结果，测试人员可以通过显示器看到电流互感器每个绕组的极性测试结果，方便快捷。
65.在一个可选实施例中，还包括usb接口，该usb接口与控制器40连接，以使得测试人员通过usb接口导出测试结果。
66.在另一个可选实施例中，还包括打印机接口，该打印机接口与控制器40连接，以使得测试仪可以连接打印机，通过打印机打印测试结果。
67.实施例三
68.本发明实施例三还提供的一种极性测试仪，该极性测试仪包括实施例一或实施例二所提供的极性测试电路。
69.可选地，极性测试仪还可以包括外壳，极性测试电路设置在外壳内，示例性地，极性测试电路集成在电路板上，将电路板设置在外壳，电路板上的usb接口、打印机接口、与电流互感器的绕组连接的接口暴露在外壳外。
70.本实施例的极性测试仪包括极性测试电路，使得测试人员将电流互感器接入测试仪之后，由控制器自动完成测试和存储测试结果，无需多个人员协调进行测试，节省了人力，简化了测试操作，提高了测试效率。
71.需要说明的是，对于本发明实施例的极性测试仪而言，其包括极性测试电路，所以描述的比较简单，相关之处参见电路实施例的部分说明即可。
72.本发明实施例所提供的极性测试仪包括本发明实施一、实施例二所提供的极性测试电路，使得极性测试仪具备相应的有益效果。
73.实施例四
74.图4为本发明实施例三提供的一种极性测试方法的流程图，本发明实施例的极性测试方法适用于检测电流互感器的极性，该方法可以由实施例三的极性测试仪来执行，如图4所示，本发明实施例的极性测试方法具体地可以包括如下步骤：
75.s410、控制器在未接收到测试指令时，控制充放电模块的开关以使得电容连接到电源，电源对电容充电。
76.如图3所示，在测试仪中包括电源10、充放电模块20、极性测量模块30以及控制器40。
77.其中，充放电模块20开关可以包括第一开关s1和第二开关s2，第一开关s1和第二开关s2均包括静触点、第一动触点和第二动触点，电容c的一端与第一开关s1的静触点a连接，另一端与第二开关s2的静触点d连接，第一开关s1的第一动触点b通过第三开关s3与电源10的正极端连接，第二开关s2的第一动触点e与电源10的负极端连接，电流互感器50绕组的一次侧l1的两端分别与第一开关s1的第二动触点c和第二开关s2的第二动触点f连接，第一开关s1和第二开关s2的控制端均与控制器40连接。
78.控制器在未接收到测试指令时，控制器40控制第一开关s1的静触点a连接到第一开关s1的第一动触点b，控制第二开关s2的静触点d连接到第二开关s2的第一动触点e，使得电容c与电源10形成电回路，电源10对电容c充电。
79.s420、在接收到测试指令时，控制充放电模块的开关以使得电容连接到绕组的一次侧来对绕组进行极性测试。
80.如图3所示，控制器40在接收到测试指令时，控制器40控制第一开关s1的静触点a连接到第一开关s1的第二动触点c，控制第二开关s2的静触点d连接到第二开关s2的第二动触点f，电容c与电流互感器50的绕组的一次侧l1形成电回路，电容c对电流互感器50的一次侧放电，一次侧的绕组l1中有电流通过，电流互感器50的二次侧的绕组中产生感应电流。
81.s430、接收极性测量模块生成的测试结果。
82.如图3所示，感应电流输入到极性测量模块30中的直流毫安表以驱动直流毫安表的指针偏转，极性检测器检测指针偏转方向，并输出相应信号作为极性测试结果到控制器40，例如，当检测到指针偏左时，输出高电平信号到控制器40，当检测到指针偏右时输出低电平信号到控制器40，控制器40接收到极性检测器输出的信号时，如果是高电平信号记录极性为1，如果是低电平信号记录极性为0。
83.控制器40在直流毫安表的偏转方向为第一方向时则生成绕组极性正确的测试结果，当直流毫安表的偏转方向为第二方向时则生成绕组极性错误的测试结果，例如可以设置第一方向为偏左，第二方向为偏右，当控制器40记录测试结果为1时表示绕组极性正确，记录测试结果为0时表示绕组极性错误。
84.本实施例的极性测试方法中，测试仪控制器在未接收到测试指令时，控制充放电模块的开关以使得电容连接到电源，电源对电容充电，在接收到测试指令时，控制充放电模块的开关以使得电容连接到绕组的一次侧来对绕组进行极性测试，接收极性测量模块生成的测试结果，测试人员将电流互感器接入测试仪之后，由测试仪的控制器自动完成测试和存储测试结果，无需多个人员协调进行测试，节省了人力，简化了测试操作，提高了测试效率。
85.需要说明的是，对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
86.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、
重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。