一种直流过载保护时间测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及电器测试技术领域，且特别一种直流过载保护时间测试装置。


背景技术：

2.先进的配电系统的关键技术是具备过载保护功能，其控制原理是按照热量累积原理对供电线路进行反延时保护，根据i2t脱扣曲线保护线路配线,发热与电流流过电线的时间成正比，过载保护时间与电流流过电线的时间成反比。过载保护时间测试就是测量线路过流开始到sspc依据脱扣曲线自动断开的时间。目前直流过载保护时间测试方法为，搭接示波器+电流钳+放大器，通过采集显示通道电流波形，再手动卡时间，测试设备成本高的同时，测试结果不可重复，自动化程度低，测试精度难以保证。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种直流过载保护时间测试装置，以解决现有示波器+电流钳+放大器的手动测试方法测试效率低、测试精度和重复性不高的问题。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种直流过载保护时间测试装置，其特征在于，包括过负荷式电流传感器1，电流信号处理电路2，灵敏度调节电路3，供电电源4，pic单片机5，保护时间显示单元6，rs232通讯接口7，键盘控制单元8；pic单片机5通过其接口cn1_7、cn1_8、cn1_12与电流信号处理电路2连接，电流信号处理电路2通过其接线端子cn1_1-cn1_6与过负荷式电流传感器1连接，供电电源4通过其接线端子vdd与pic单片机5连接，rs 232通讯接口7通过其rx、tx引脚与pic单片机5连接，键盘控制单元8通过其key_1-key_4与pic单片机5连接，保护时间显示单元6通过其seg1-seg6、d0-d7与pic单片机5连接；
6.过负荷式电流传感器1在线缆电流信号通过后，对外输出铁磁饱和信号，在线缆电流信号消失后，对外输出电流信号；
7.电流信号处理电路2将过负荷式电流传感器1产生的信号进行采集处理，与灵敏度调节电路3进行对比，输出过载保护信号；
8.灵敏度调节电路3产生基准电压值，与电流信号处理电路2进行对比，输出过载保护信号，由pic单片机5进行过载保护时间计时；
9.供电电源4包括ac220v电压转dc5v电路、dc5v转dc3.3v电路，为电流信号处理电路2、灵敏度调节电路3、供电电源4、pic单片机5、保护时间显示单元6、rs232通讯接口7进行电源供电；
10.pic单片机5通过i/o端口采集灵敏度调节电路3输出的过载保护信号，并进行计时，将保护时间由rs232通讯接口7上传至上位机；驱动保护时间显示单元6将保护时间显示；接收键盘控制单元8复位、控制指令；
11.保护时间显示单元6将pic单片机5采集的过载保护时间进行显示；
12.rs232通讯接口7将pic单片机5采集的过载保护时间上传至上位机；
13.键盘控制单元8将人工操作转换为控制指令传递至pic单片机5进行采集。
14.所述过负荷式电流传感器1为直流过负荷式电流传感器，通道电流量程dc0.5a-120a，电流响应精度为0.005ms/a，电流频率响应为0-400hz。
15.所述电流信号处理电路2为多级放大电路和跟随电路，将铁磁饱和信号调节为0-3.3v电压信号。
16.所述灵敏度调节电路3为比较电路电压调节电路。
17.所述pic单片机5的电路为pic24hj128gp306单片机，晶振频率10mhz。
18.所述供电电源4包括电源转换电路及滤波电路；功率不大于2.5w，纹波不大于20mv。
19.本实用新型的有益效果：通过过负荷保护电流互感器将触发信号传递至信号处理电路，与设定的基准电压vref进行比较后，由pic单片机i/o口进行采集，实现直流配电通道3a-50a量程内的过载保护计时，并将过载保护时间通过rs485通讯总线上传至上位机和数码管进行显示。与现在产品相比，本发明电路设计简单，节约成本，可靠性高，能快速测量过载保护时间。
附图说明
20.图1是本实用新型具体实施例提供的直流过载保护时间测试装置分解示意图；
21.图2是本实用新型具体实施例提供的直流过载保护时间测试装置pic单片机电路图；
22.图3是本实用新型具体实施例提供的直流过载保护时间测试装置电流信号处理电路电路图；
23.图4是本实用新型具体实施例提供的直流过载保护时间测试装置灵敏度调节电路电路图；
24.图5是本实用新型具体实施例提供的直流过载保护时间测试装置安装示意图；
25.图中：1-过负荷式电流传感器；2-电流信号处理电路；3-灵敏度调节电路；4-供电电源；5-pic单片机；6-保护时间显示单元；7-rs232通讯接口；8-键盘控制单元。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
27.本实用新型提供一种直流过载保护时间测试装置，能够能快速精确的测量配电装置的直流过载保护时间。
28.如图1所示，一种直流过载保护时间测试装置，该直流过载保护时间测试装置包括过负荷式电流传感器1，电流信号处理电路2，灵敏度调节电路3，供电电源4，pic单片机5，保护时间显示单元6，rs232通讯接口7，键盘控制单元8；pic单片机5通过其接口cn1_7、cn1_8、cn1_12与电流信号处理电路2连接，电流信号处理电路2通过其接线端子cn1_1-cn1_6与过负荷式电流传感器1连接，供电电源4通过其接线端子vdd与pic单片机5连接，rs 232通讯接口7通过其rx、tx引脚与pic单片机5连接，键盘控制单元8通过其key_1-key_4与pic单片机5
连接，保护时间显示单元6通过其seg1-seg6、d0-d7与pic单片机5连接；
29.所述过负荷式电流传感器1在线缆电流信号通过后，对外输出铁磁饱和信号，在线缆电流信号消失后，对外输出电流信号；
30.所述电流信号处理电路2将过负荷式电流传感器1产生的信号进行采集处理，与灵敏度调节电路3进行对比，输出过载保护信号；
31.所述灵敏度调节电路3产生基准电压值，与电流信号处理电路2进行对比，输出过载保护信号，由pic单片机5进行过载保护时间计时；
32.所述供电电源4包括ac220v电压转dc5v电路、dc5v转dc3.3v电路，为电流信号处理电路2、灵敏度调节电路3、供电电源4、pic单片机5、保护时间显示单元6、rs232通讯接口7进行电源供电。
33.所述pic单片机5通过i/o端口采集灵敏度调节电路3输出的过载保护信号，并进行计时，将保护时间由rs232通讯接口7上传至上位机；驱动保护时间显示单元6将保护时间显示；接收键盘控制单元8复位、控制指令。
34.所述保护时间显示单元6将pic单片机5采集的过载保护时间进行显示。
35.所述rs232通讯接口7将pic单片机5采集的过载保护时间上传至上位机。
36.所述键盘控制单元8将人工操作转换为控制指令传递至pic单片机5进行采集。
37.所述过负荷式电流传感器1为直流过负荷式电流传感器，实现通道电流量程dc 0.5a-120a，电流响应精度为0.005ms/a，电流频率响应为0-400hz。
38.所述电流信号处理电路2为采用多级放大电路和跟随电路，将铁磁饱和信号调节为0-3.3v电压信号。
39.所述灵敏度调节电路3为比较电路电压调节电路，通过调节vref在0-3.3v变化，改变灵敏度范围。
40.所述pic单片机5的电路为采用pic24hj128gp306单片机晶振频率10mhz，驱动6路数码管显示过载保护时间，采集4个键盘控制指令，采集过载保护信号并进行计时，并通过rs232上传至上位机。
41.所述供电电源4包括电源转换电路及滤波电路；功率不大于2.5w，纹波不大于20mv，具备低通滤波特性，使灵敏度调节电路3获得更稳定的电源输入。
42.直流过载保护时间测试装置能够完成配电产品的过载保护测试试验，下边对装置的工作过程进行说明：
43.1、将被测产品的配电通道线缆穿过过负荷式电流传感器电流钳，并进行固定；
44.2、给直流过载保护时间测试装置通220v交流电，等待其完成初始化；
45.3、将被测产品配电通道线缆通过载电流值，配电产品会根据通过的电流值大小进行过载保护；
46.4、pic单片机自动检测通道电流值的加载及跳闸时刻，并自动进行计时和显示，并自动等待下一次电流值的加载时刻；
47.5、若计时超过量程范围，需手动进行复位，进入等待下一次电流加载状态。
48.pic单片机为测量装置的核心，负责完成控制指令接收、过载保护时间显示、过载保护时间采集及计算，pic单片机的功能通过下述程序实现的，流程图如图3所示，测试软件流程如下：
49.步骤1、系统初始化；
50.步骤2、等待测试信号；
51.步骤3、检测到电流信号；
52.步骤4、开始计时，显示状态；
53.步骤5、等待测试信号；
54.步骤6、是否检测到电流信号；达到执行步骤7，否则超时判断，键盘复位，执行步骤2；
55.步骤7、停止计时，计算时间并显示，数据上传，并执行步骤2，等待测试信号。
56.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种直流过载保护时间测试装置，其特征在于，包括过负荷式电流传感器(1)，电流信号处理电路(2)，灵敏度调节电路(3)，供电电源(4)，pic单片机(5)，保护时间显示单元(6)，rs232通讯接口(7)，键盘控制单元(8)；pic单片机(5)通过其接口cn1_7、cn1_8、cn1_12与电流信号处理电路(2)连接，电流信号处理电路(2)通过其接线端子cn1_1-cn1_6与过负荷式电流传感器(1)连接，供电电源(4)通过其接线端子vdd与pic单片机(5)连接，rs 232通讯接口(7)通过其rx、tx引脚与pic单片机(5)连接，键盘控制单元(8)通过其key_1-key_4与pic单片机(5)连接，保护时间显示单元(6)通过其seg1-seg6、d0-d7与pic单片机(5)连接；过负荷式电流传感器(1)在线缆电流信号通过后，对外输出铁磁饱和信号，在线缆电流信号消失后，对外输出电流信号；电流信号处理电路(2)将过负荷式电流传感器(1)产生的信号进行采集处理，与灵敏度调节电路(3)进行对比，输出过载保护信号；灵敏度调节电路(3)产生基准电压值，与电流信号处理电路(2)进行对比，输出过载保护信号，由pic单片机(5)进行过载保护时间计时；供电电源(4)包括ac220v电压转dc5v电路、dc5v转dc3.3v电路，为电流信号处理电路(2)、灵敏度调节电路(3)、供电电源(4)、pic单片机(5)、保护时间显示单元(6)、rs232通讯接口(7)进行电源供电；pic单片机(5)通过i/o端口采集灵敏度调节电路(3)输出的过载保护信号，并进行计时，将保护时间由rs232通讯接口(7)上传至上位机；驱动保护时间显示单元(6)将保护时间显示；接收键盘控制单元(8)复位、控制指令；保护时间显示单元(6)将pic单片机(5)采集的过载保护时间进行显示；rs232通讯接口(7)将pic单片机(5)采集的过载保护时间上传至上位机；键盘控制单元(8)将人工操作转换为控制指令传递至pic单片机(5)进行采集。2.根据权利要求1所述的直流过载保护时间测试装置，其特征在于，过负荷式电流传感器(1)为直流过负荷式电流传感器，通道电流量程dc 0.5a-120a，电流响应精度为0.005ms/a，电流频率响应为0-400hz。3.根据权利要求1所述的直流过载保护时间测试装置，其特征在于，电流信号处理电路(2)为多级放大电路和跟随电路，将铁磁饱和信号调节为0-3.3v电压信号。4.根据权利要求1所述的直流过载保护时间测试装置，其特征在于，灵敏度调节电路(3)为比较电路电压调节电路。5.根据权利要求1所述的直流过载保护时间测试装置，其特征在于，pic单片机(5)的电路为pic24hj128gp306单片机，晶振频率10mhz。6.根据权利要求1所述的直流过载保护时间测试装置，其特征在于，供电电源(4)包括电源转换电路及滤波电路；功率不大于2.5w，纹波不大于20mv。

技术总结
本实用新型属于电器测试技术领域，公开了一种直流过载保护时间测试装置，包括过负荷式电流传感器(1)，电流信号处理电路(2)，灵敏度调节电路(3)，供电电源(4)，PIC单片机(5)，保护时间显示单元(6)，RS232通讯接口(7)，键盘控制单元(8)，本实用新型通过过负荷保护电流互感器将触发信号传递至信号处理电路，与设定的基准电压VREF进行比较后，由PIC单片机I/O口进行采集，实现直流配电通道3A-50A量程内的过载保护计时，并将过载保护时间通过RS485通讯总线上传至上位机和数码管进行显示。与现在产品相比，本发明电路设计简单，节约成本，可靠性高，能快速测量过载保护时间。能快速测量过载保护时间。能快速测量过载保护时间。


技术研发人员：周正 王亚娟 吴宏丽 冯海建 李刚剑 张玉明
受保护的技术使用者：天津航空机电有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/7/23