一种温控器开关量检测装置的制作方法

1.本发明涉及变压器绕组温控器的开关量检测领域，尤其涉及一种温控器开关量检测装置。


背景技术：

2.变压器绕组温控器是用于测量和控制变压器绕组温度的专用仪表。它既用于测量变压器绕组的温度，同时还兼有变压器冷却系统的启动、停止，预告信号报警和事故跳闸等多项功能，以实现对变压器运行工况的远程监测与控制，是变压器的重要保护设备之一。准确检定该温控器开关量的动作点，是对变压器温度控制系统进行检定的重要环节，能够有效地保护变压器，延长变压器的使用寿命。
3.目前传统的开关量检测方法是对开关量信号电平范围进行定性检测，检测其高低电平。但在变压器温控器的开关量检测中，可能出现带电检测的情况，且交/直流电压高达200+v，这是采样电阻所无法承受的，而且开关触点两端的带电状态/带电种类均有多种情况，若采用简单的高低电平判断法，不断电的情况下很容易出现检测回路烧坏的情况；若断电检测，则会使受试设备乃至整个变压器系统停运，极大地影响了生产和检测的效率。另外，现有方案同时检测多路开关量时，对其进行了共地处理，此时若某一路触点接反，电源高端和地短路，就会导致被测设备损坏。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，一种温控器开关量检测装置，包括若干个具有独立电源和地系统的检测电路模块，所述检测电路模块包括检测电路单元和比较电路单元；所述检测电路单元的输入端作为检测电路模块的输入端与温控器开关连接；所述检测电路单元的输出端与所述比较电路单元的输入端连接；所述比较电路单元的输出端作为检测电路模块的输出端。所述检测电路单元采用多个二极管构成检测回路，保证了被测设备和测试设备的安全；能够带电且同时判断多组开关量的通断情况，不会因某一对触点反接引起短路导致设备损坏，提高了检测效率，节约了测试时间，维持了变压器系统的正常运行，保证了生产和检测效率。
5.为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.一种温控器开关量检测装置，包括若干个具有独立电源和地系统的检测电路模块，所述检测电路模块包括检测电路单元和比较电路单元；所述检测电路单元的输入端作为检测电路模块的输入端与温控器开关连接；所述检测电路单元的输出端与所述比较电路单元的输入端连接；所述比较电路单元的输出端作为检测电路模块的输出端；所述检测电路单元采用多个二极管构成检测回路。
7.进一步的，所述检测电路单元包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和电阻r1；所述二极管d1的阴极与所述二极管d2的阴极连接后作为检测电路单元的一个输入端；所述二极管d1的阳极与所述电阻r1的一端、二极管d4的阴极连接后作为检测电
路单元的输出端k-ne与所述所述比较电路单元的输入端连接；所述二极管d2的阳极与所述二极管d3的阴极连接；所述二极管d3的阳极与所述二极管d4的阳极、二极管d5的阳极连接后，作为检测电路单元的另一个输入端；二极管d5的阴极接参考地gnd，所述电阻r1的另一端接电源；所述检测电路单元的两个输入端分别与温控器开关的两端连接。
8.进一步的，所述比较电路单元包括第一比较器lm1、第二比较器lm2、电阻r3和电阻r4；所述第一比较器lm1的正相输入端、第二比较器lm2的反相输入端作为比较电路单元的输入端分别与所述检测电路单元的输出端连接；所述第一比较器lm1的反相输入端接入电源，第二比较器lm2的正相输入端接入电源；所述第一比较器lm1的输出端与电阻r3的一端连接后作为比较电路单元的第一输出端k-ne-1；所述第二比较器lm2的输出端与电阻r4的一端连接后作为比较电路单元的第二输出端k-ne-2；所述电阻r3的另一端接入电源，电阻r4的另一端接入电源；所述第一输出端k-ne-1和第二输出端k-ne-2作为检测电路模块的输出端。
9.进一步的，所述二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4和二极管d5的导通压降相同。
10.进一步的，所述第一比较器lm1反相输入端接入的电源电压比第二比较器lm2正相输入端接入的电源电压高；所述检测电路单元的输出端电压位于所述第一比较器lm1反相输入端接入的电源电压和第二比较器lm2正相输入端接入的电源电压之间。
11.进一步的，所述电阻r3的另一端接入电源电压和电阻r4的另一端接入电源电压相同；所述电阻r3和电阻r4的阻值相同；所述第一比较器lm1和所述第二比较器lm2相同。
附图说明
12.图1为检测电路单元组成结构示意图；
13.图2为比较电路单元组成结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
15.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
16.实施例一
17.一种温控器开关量检测装置，包括若干个检测电路模块，所述检测电路模块包括检测电路单元和比较电路单元。如图1所示，所述检测电路单元包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和电阻r1。所述二极管d1的阴极与所述二极管d2的阴极连接后作为检测电路单元的一个输入端；所述二极管d1的阳极与所述电阻r1的一端、二极管d4的阴极连接后作为检测电路单元的输出端k-ne；所述二极管d2的阳极与所述二极管d3的阴极
连接；所述二极管d3的阳极与所述二极管d4的阳极、二极管d5的阳极连接后，作为检测电路单元的另一个输入端；二极管d5的阴极接参考地gnd，所述电阻r1的另一端接电源；所述检测电路单元的两个输入端作为检测电路模块的两个输入端。
18.如图2所示，所述比较电路单元包括第一比较器lm1、第二比较器lm2、电阻r3、电阻r4，所述输出端k-ne分别与第一比较器lm1的正相输入端、第二比较器lm2的反相输入端连接；第一比较器lm1的反相输入端接入电源，第二比较器lm2的正相输入端接入电源；第一比较器lm1的输出端与电阻r3的一端连接后作为比较电路单元的第一输出端k-ne-1；第二比较器lm2的输出端与电阻r4的一端连接后作为比较电路单元的第二输出端k-ne-2；电阻r3的另一端接入电源，电阻r4的另一端接入电源；所述第一输出端k-ne-1和第二输出端k-ne-2作为检测电路模块的输出端。
19.具体实施中，每一个检测电路模块的两个输入端分别与一个需要检测的温控器开关k的两端连接，所述开关k与负载电阻r2串联；在对于温控器多个开关量的同时检测时，每一个检测电路模块采用各自独立的电源和地系统，彼此之间相互隔离，以保证不同开关量在任意接线状态下同时测量的安全性和可靠性，防止因反接短路造成的设备损坏。
20.具体实施中，在器件选择方面，需根据外部开关所在负载回路电流以及电源电压选择具有足够过流能力以及反向击穿电压的二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4和二极管d5，以防止电压、电流过大导致检测回路损坏。
21.具体实施中，所述二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4和二极管d5的导通压降相同。
22.具体实施中，所述第一比较器lm1反相输入端接入的电源电压比第二比较器lm2正相输入端接入的电源电压高；所述检测电路单元的输出端电压位于所述第一比较器lm1反相输入端接入的电源电压和第二比较器lm2正相输入端接入的电源电压之间。
23.具体实施中，所述电阻r3的另一端接入电源电压和电阻r4的另一端接入电源电压相同；所述电阻r3和电阻r4的阻值相同；所述第一比较器lm1和所述第二比较器lm2相同。
24.以下以具体接入电压数值为例进行举例说明：
25.设外部负载回路电源电压uab为200v、电阻r1的另一端接5v电源时，当外部负载回路处于不同状态时，会出现以下8种不同的情况：
26.(1)当开关k未接入外部负载回路，即开关k两端不带电且处于断开状态，此时检测电路单元无法形成电流通路，输出端k-ne信号为5v。
27.(2)当开关k未接入外部负载回路，即开关k两端不带电且处于连通状态，此时二极管d1、二极管d5导通，检测电路单元电流经电阻r1、二极管d1、开关k和二极管d5流回参考地gnd；开关k的阻抗为mω级别、两端的压降为mv级别，可忽略不计；此时输出端k-ne信号的幅值为二极管d1、二极管d5的导通压降之和，约为1.4v。
28.(3)当uab＝200vdc，开关k接入外部负载回路，即开关k两端带电且处于断开状态时，此时检测电路单元无法形成电流通路，输出端k-ne信号为5v。
29.(4)当uab＝200vdc，开关k接入外部负载回路，即开关k两端带电且处于连通状态时，此时二极管d1、二极管d5导通，检测电路单元电流经电阻r1、二极管d1、开关k和二极管d5流回参考地gnd；开关k的阻抗为mω级别、两端的压降为mv级别，可忽略不计；输出端k-ne信号的幅值为二极管d1、二极管d5导通压降之和，约为1.4v。
30.(5)当uab＝-200vdc，开关k接入外部负载回路，即开关k两端带电且处于断开状态时，此时二极管d4、二极管d5导通，二极管d4阳极与输出端k-ne的电位差为二极管d4的导通压降，二极管d4阳极与参考地gnd的电位差为二极管d5的导通压降，在选用同型号二极管的前提下，导通压降相等，故输出端k-ne与参考地gnd等电位，即为0v。
31.(6)uab＝-200vdc，开关k接入外部负载回路，即开关k两端带电且处于连通状态，此时二极管d1、二极管d5导通，检测电路单元电流经电阻r1、二极管d1、开关k和二极管d5流回参考地gnd，开关k的阻抗为mω级别、两端的压降为mv级别，可忽略不计；输出端k-ne信号的幅值为二极管d1、二极管d5的导通压降之和，约为1.4v。
32.(7)uab＝200vac，开关k接入外部负载回路，即开关k两端带电且处于断开状态时，参考上述例(3)、(5)中电压为正、负直流时的情况，此时输出端k-ne信号在0v和5v之间反复变化，其变化周期与外部交流电压周期相同。
33.(8)uab＝200vac，开关k接入外部负载回路，即开关k两端带电且处于连通状态时，此时二极管d1、二极管d5导通，检测电路单元电流经电阻r1、二极管d1、开关k和二极管d5流回参考gnd，开关k的阻抗为mω级别、两端的压降为mv级别，可忽略不计；输出端k-ne信号的幅值为二极管d1、二极管d5的导通压降之和，约为1.4v。
34.由上可知，对应以上8种不同情况，输出端k-ne信号有5v、1.4v、0v交替共三种状态。其中开关k处于连通状态时，输出端k-ne信号均为1.4v。
35.将输出端k-ne信号通过比较电路单元的第一比较器lm1、第二比较器lm2进行两次比较，设第一比较器lm1反向输入端接3v电源、第二比较器lm2正向输入端接0.5v电源。当输出端k-ne大于+3v时，第一输出端k-ne-1为高电平，此时可判断开关k为断开；当输出端k-ne小于+3v时第一输出端k-ne-1为低电平，进行第二次比较，若+3v＞输出端k-ne＞0.5v，第二输出端k-ne-2信号为低电平，可判断k-ne＝1.4v，故开关量为连通；若输出端k-ne小于0.5v，第二输出端k-ne-2信号为高电平，则可判断外部负载回路为负电压且开关k为断开的状态。综上所述，以表格形式整理如下：
36.[0037][0038]
可知仅在第一输出端k-ne-1和第二输出端k-ne-2信号同时为低电平时，开关k状态为连通，其余情况均为断开。
[0039]
一种温控器开关量检测装置，包括若干个具有独立电源和地系统的检测电路模块，所述检测电路模块包括检测电路单元和比较电路单元；所述检测电路单元的输入端作为检测电路模块的输入端与温控器开关连接；所述检测电路单元的输出端与所述比较电路单元的输入端连接；所述比较电路单元的输出端作为检测电路模块的输出端。所述检测电路单元采用多个二极管构成检测回路，检测回路能够承受200+v的外部负载回路交/直流电压，保证了被测设备和测试设备的安全；能够带电且同时判断多组开关量的通断情况，不会因某一对触点反接引起短路导致设备损坏，提高了检测效率，节约了测试时间，维持了变压器系统的正常运行，保证了生产和检测效率。
[0040]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0041]
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。