一种用于电工实训的短路预检装置

1.本实用新型涉及电工实训教学安全检验器具技术领域，具体为一种用于电工实训的短路预检装置。


背景技术：

2.在电工职业技能实训中，通常采取额定工作电压为交流380伏的电气元件，学生在完成电气控制电路接线后，有时存在短路故障，有的短路故障在线路板直接通电时发生，有的短路故障在按下控制按钮后发生。
3.实训规范要求学生首先检查线路板接线是否正确，线路板接线无误方可将线路板放到测试台通电运行。但总会出现有一些学生检查不到位，在电路通电测试时发生相间短路故障，造成接线插座产生电弧和断路器跳闸动作，给实训现场学生带来心理压力，因此需要一种用于电工实训的短路预检装置作为辅助教学设备。在已公开的中国专利文献中，未发现此类相关技术的公开说明。基于此，本实用新型设计了一种用于电工实训的短路预检装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于电工实训的短路预检装置，接入线路板三相电源接线端，能够检测是否存在相间短路故障，该装置体积小且使用干电池供电，便于学生轮换使用。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于电工实训的短路预检装置，包括检测电路、控制及显示电路，所述检测电路的输入端l1、l2和l3连接线路板三相电源接线端，检测电路分别判断相线l1-相线l2、相线l1-相线l3、相线l2-相线l3的组合导通情况；
6.所述检测电路的电平信号端int连接所述控制及显示电路，控制及显示电路由单片机控制微型继电器实现所述检测电路中的相线组合，接收和分析所述检测电路的电平信号端int的信息；
7.所述检测电路、控制及显示电路使用干电池供电。
8.优选的，所述检测电路通过连接信号灯显示是否存在相间短路。
9.优选的，所述检测电路包括电阻r201～r202、继电器常开触点k1～k5和rs触发器芯片ic201，rs触发器芯片ic201采用74ls279。
10.优选的，所述检测电路的输入端l1连接继电器常开触点k2的一端，检测电路的输入端l2与继电器常开触点k3的一端、继电器常开触点k5的一端相连接，检测电路的输入端l3连接继电器常开触点k4的一端，继电器常开触点k4的另一端和继电器常开触点k5的另一端接地，继电器常开触点k2的另一端与继电器常开触点k3的另一端连接电阻r202的一端和rs触发器芯片ic201的5脚，继电器常开触点k1的一端接地，继电器常开触点k1的另一端连接电阻r201的一端和rs触发器芯片ic201的6脚，电阻r201的另一端、电阻r202的另一端和
rs触发器芯片ic201的16脚共同连接+5v直流电源，rs触发器芯片ic201的8脚接地，rs触发器芯片ic201的7脚接电平信号端int。
11.优选的，所述控制及显示电路包括电阻r301～r309、电容c301～c303、三极管q301～q305、二极管d301～qd305、微型继电器k1～k5、红色发光二极管r、绿色发光二极管g、按钮sb1～sb2、晶振ct、单片机芯片ic301、反相驱动器芯片ic302，晶振ct的一端连接电容c301的一端和单片机芯片ic301的5脚，晶振ct的另一端连接电容c302的一端和单片机芯片ic301的4脚，电容c301的另一端和电容c302的另一端接地，单片机芯片ic301的20脚接+5v电源，单片机芯片ic301的10脚接地，按钮sb1的一端、电容c303的一端、电阻r309的一端共同连接单片机芯片ic301的1脚，按钮sb1的另一端和电容c303的另一端接+5v电源，电平信号端int连接单片机芯片ic301的6脚，按钮sb2的一端连接单片机芯片ic301的19脚和电阻r308的一端，绿色发光二极管g的负极端连接单片机芯片ic301的17脚，红色发光二极管r的负极端连接单片机芯片ic301的18脚，绿色发光二极管g的正极端连接电阻r307的一端，红色发光二极管r的正极端连接电阻r306的一端，电阻r306的另一端、电阻r307的另一端和电阻r308的另一端共同连接+5v电源，单片机芯片ic301的12脚、13脚、14脚、15脚和16脚对应连接反相驱动器芯片ic302的1脚、3脚、5脚、9脚和11脚，反相驱动器芯片ic302的14脚连接+5v电源，反相驱动器芯片ic302的7脚接地，反相驱动器芯片ic302的2脚、4脚、6脚、8脚和10脚分别对应连接电阻r301～r305的一端，电阻r301～r305的另一端分别对应连接三极管q301～q305的基极，三极管q301～q305的发射极共同接地，三极管q301～q305的集电极分别对应连接微型继电器k1～k5线圈的一端和二极管d301～qd305的正极端，微型继电器k1～k5线圈的另一端和二极管d301～qd305的负极端共同连接+5v电源。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型短路预检装置体积小且使用干电池供电，便于学生轮换使用；
14.本实用新型在没有触电风险的情况下接入线路板三相电源接线端，供学生自主测试是否存在相间短路故障，有助于学生强化认知、自行纠正接线错误，可避免在实训中由于线路板带短路故障而通电，具有一定的实用推广价值。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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。
16.图1为本实用新型的结构框图。
17.图2为本实用新型的一实施例的检测电路的电原理图。
18.图3为本实用新型的一实施例的控制及显示电路的电原理图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下
所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.本实用新型提供一种技术方案：请参阅图1，一种用于电工实训的短路预检装置包括检测电路、控制及显示电路，检测电路的输入端l1、l2和l3连接线路板三相电源接线端，检测电路分别判断相线l1-相线l2、相线l1-相线l3、相线l2-相线l3的组合导通情况，检测电路的电平信号端int代表是否存在相间短路，检测电路的电平信号端int连接控制及显示电路，控制及显示电路由单片机控制微型继电器实现检测电路中的相线组合，接收和分析检测电路的电平信号端int的信息，检测电路、控制及显示电路使用干电池供电。通过信号灯显示是否存在相间短路。
21.请参阅图2，检测电路包括电阻r201～r202、继电器常开触点k1～k5和rs触发器芯片ic201，在本实施例中，rs触发器芯片ic201采用74ls279，检测电路的输入端l1连接继电器常开触点k2的一端，检测电路的输入端l2与继电器常开触点k3的一端、继电器常开触点k5的一端相连接，检测电路的输入端l3连接继电器常开触点k4的一端，继电器常开触点k4的另一端和继电器常开触点k5的另一端接地，继电器常开触点k2的另一端与继电器常开触点k3的另一端连接电阻r202的一端和rs触发器芯片ic201的5脚，继电器常开触点k1的一端接地，继电器常开触点k1的另一端连接电阻r201的一端和rs触发器芯片ic201的6脚，电阻r201的另一端、电阻r202的另一端和rs触发器芯片ic201的16脚共同连接+5v直流电源，rs触发器芯片ic201的8脚接地，rs触发器芯片ic201的7脚接电平信号端int。
22.请参阅图3，控制及显示电路包括电阻r301～r309、电容c301～c303、三极管q301～q305、二极管d301～qd305、微型继电器k1～k5、红色发光二极管r、绿色发光二极管g、按钮sb1～sb2、晶振ct、单片机芯片ic301、反相驱动器芯片ic302，本实施例中，单片机芯片ic301采用at89c2051，反相驱动器芯片ic302采用74ls06，微型继电器k1～k5均采用带屏蔽罩干簧继电器panchang sip-1a05s微型5v常开型。晶振ct的一端连接电容c301的一端和单片机芯片ic301的5脚，晶振ct的另一端连接电容c302的一端和单片机芯片ic301的4脚，电容c301的另一端和电容c302的另一端接地，单片机芯片ic301的20脚接+5v电源，单片机芯片ic301的10脚接地，按钮sb1的一端、电容c303的一端、电阻r309的一端共同连接单片机芯片ic301的1脚，按钮sb1的另一端和电容c303的另一端接+5v电源，电平信号端int连接单片机芯片ic301的6脚，按钮sb2的一端连接单片机芯片ic301的19脚和电阻r308的一端，绿色发光二极管g的负极端连接单片机芯片ic301的17脚，红色发光二极管r的负极端连接单片机芯片ic301的18脚，绿色发光二极管g的正极端连接电阻r307的一端，红色发光二极管r的正极端连接电阻r306的一端，电阻r306的另一端、电阻r307的另一端和电阻r308的另一端共同连接+5v电源，单片机芯片ic301的12脚、13脚、14脚、15脚和16脚对应连接反相驱动器芯片ic302的1脚、3脚、5脚、9脚和11脚，反相驱动器芯片ic302的14脚连接+5v电源，反相驱动器芯片ic302的7脚接地，反相驱动器芯片ic302的2脚、4脚、6脚、8脚和10脚分别对应连接电阻r301～r305的一端，电阻r301～r305的另一端分别对应连接三极管q301～q305的基极，三极管q301～q305的发射极共同接地，三极管q301～q305的集电极分别对应连接微型继电器k1～k5线圈的一端和二极管d301～qd305的正极端，微型继电器k1～k5线圈的另一端和二极管d301～qd305的负极端共同连接+5v电源。单片机芯片ic301的p1.0端输出低电平给反相驱动器芯片ic302的a1端，反相驱动器芯片ic302的y1端输出高电平，三极管q301导通，微型继电器k1线圈得电，当单片机芯片ic301的p1.0端输出高电平时微型继电器k1线
圈失电，微型继电器k2～k5的控制方法以此类推。
23.请参阅图1、图2和图3，本实用新型的工作原理是：学生使用线路板完成电气控制电路接线后，将本实用新型的一种用于电工实训的短路预检装置的l1、l2、l3对应连接线路板的三相电源接线端，点动按下复位按钮sb1，红色发光二极管r和绿色发光二极管g共同闪烁，该装置启动进入初始化状态，控制微型继电器k1得电，微型继电器k2～k5失电，常开触点k1闭合，常开触点k2～k5断开，rs触发器芯片ic201的6脚为低电平、5脚为高电平、7脚为高电平，则电平信号端int为高电平；红色发光二极管r和绿色发光二极管g共同闪烁3秒后转为轮流点亮，表明进入测试过程，控制微型继电器k1失电，常开触点k1断开，rs触发器芯片ic201的6脚为高电平，然后控制常开触点k2闭合、常开触点k5闭合、常开触点k3断开、常开触点k4断开，将相线l1连接rs触发器芯片ic201的5脚，相线l2接地，如果相线l1-相线l2连通，则rs触发器芯片ic201的5脚为低电平、7脚为低电平，电平信号端int为低电平，信号表明有相间短路，该装置控制红色发光二极管r点亮、绿色发光二极管g熄灭，如果相线l1-相线l2不连通，则rs触发器芯片ic201的5脚为高电平，则rs触发器芯片ic201的7脚仍为高电平，电平信号端int为高电平，信号表明无相间短路，该装置控制红色发光二极管r和绿色发光二极管g保持轮流点亮；同理，控制常开触点k2闭合、常开触点k4闭合、常开触点k3断开、常开触点k5断开，测试相线l1-相线l3之间是否存在短路；同理，控制常开触点k3闭合、常开触点k4闭合、常开触点k2断开、常开触点k5断开，测试相线l2-相线l3之间是否存在短路；该装置依次测试相线l1-相线l2、相线l1-相线l3、相线l2-相线l3之间是否存在短路，在测试期间红色发光二极管r和绿色发光二极管g轮流点亮，当发现1个相间短路故障时，则停止往下检测，红色发光二极管r点亮、绿色发光二极管g熄灭；当线l1-相线l2、相线l1-相线l3、相线l2-相线l3之间均无短路故障时，红色发光二极管r熄灭、绿色发光二极管g点亮；完成测试时，点动按下结束按钮sb2，红色发光二极管r和绿色发光二极管g均熄灭。
24.当使用该装置测试线路板在按下控制按钮后是否存在短路故障时，先用电工螺丝刀等工具从接触器顶部压下接触器动衔铁并保持压实直到测试结束，模拟接触器得电，然后点动按下该装置复位按钮sb1启动测试。
25.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
26.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种用于电工实训的短路预检装置，其特征在于：包括检测电路、控制及显示电路，所述检测电路的输入端l1、l2和l3连接线路板三相电源接线端，检测电路分别判断相线l1-相线l2、相线l1-相线l3、相线l2-相线l3的组合导通情况；所述检测电路的电平信号端int连接所述控制及显示电路，控制及显示电路由单片机控制微型继电器实现所述检测电路中的相线组合，接收和分析所述检测电路的电平信号端int的信息；所述检测电路、控制及显示电路使用干电池供电。2.根据权利要求1所述的一种用于电工实训的短路预检装置，其特征在于：所述检测电路通过连接信号灯显示是否存在相间短路。3.根据权利要求1所述的一种用于电工实训的短路预检装置，其特征在于：所述检测电路包括电阻r201～r202、继电器常开触点k1～k5和rs触发器芯片ic201，rs触发器芯片ic201采用74ls279。4.根据权利要求3所述的一种用于电工实训的短路预检装置，其特征在于：所述检测电路的输入端l1连接继电器常开触点k2的一端，检测电路的输入端l2与继电器常开触点k3的一端、继电器常开触点k5的一端相连接，检测电路的输入端l3连接继电器常开触点k4的一端，继电器常开触点k4的另一端和继电器常开触点k5的另一端接地，继电器常开触点k2的另一端与继电器常开触点k3的另一端连接电阻r202的一端和rs触发器芯片ic201的5脚，继电器常开触点k1的一端接地，继电器常开触点k1的另一端连接电阻r201的一端和rs触发器芯片ic201的6脚，电阻r201的另一端、电阻r202的另一端和rs触发器芯片ic201的16脚共同连接+5v直流电源，rs触发器芯片ic201的8脚接地，rs触发器芯片ic201的7脚接电平信号端int。5.根据权利要求1所述的一种用于电工实训的短路预检装置，其特征在于：所述控制及显示电路包括电阻r301～r309、电容c301～c303、三极管q301～q305、二极管d301～qd305、微型继电器k1～k5、红色发光二极管r、绿色发光二极管g、按钮sb1～sb2、晶振ct、单片机芯片ic301、反相驱动器芯片ic302，晶振ct的一端连接电容c301的一端和单片机芯片ic301的5脚，晶振ct的另一端连接电容c302的一端和单片机芯片ic301的4脚，电容c301的另一端和电容c302的另一端接地，单片机芯片ic301的20脚接+5v电源，单片机芯片ic301的10脚接地，按钮sb1的一端、电容c303的一端、电阻r309的一端共同连接单片机芯片ic301的1脚，按钮sb1的另一端和电容c303的另一端接+5v电源，电平信号端int连接单片机芯片ic301的6脚，按钮sb2的一端连接单片机芯片ic301的19脚和电阻r308的一端，绿色发光二极管g的负极端连接单片机芯片ic301的17脚，红色发光二极管r的负极端连接单片机芯片ic301的18脚，绿色发光二极管g的正极端连接电阻r307的一端，红色发光二极管r的正极端连接电阻r306的一端，电阻r306的另一端、电阻r307的另一端和电阻r308的另一端共同连接+5v电源，单片机芯片ic301的12脚、13脚、14脚、15脚和16脚对应连接反相驱动器芯片ic302的1脚、3脚、5脚、9脚和11脚，反相驱动器芯片ic302的14脚连接+5v电源，反相驱动器芯片ic302的7脚接地，反相驱动器芯片ic302的2脚、4脚、6脚、8脚和10脚分别对应连接电阻r301～r305的一端，电阻r301～r305的另一端分别对应连接三极管q301～q305的基极，三极管q301～q305的发射极共同接地，三极管q301～q305的集电极分别对应连接微型继电器k1～k5线圈的一端和二极管d301～qd305的正极端，微型继电器k1～k5线圈的另一端和二极管
d301～qd305的负极端共同连接+5v电源。

技术总结
本实用新型公开了电工实训教学安全检验器具技术领域的一种用于电工实训的短路预检装置，包括检测电路、控制及显示电路，所述检测电路的输入端L1、L2和L3连接线路板三相电源接线端，检测电路分别判断相线L1-相线L2、相线L1-相线L3、相线L2-相线L3的组合导通情况，所述检测电路的电平信号端INT连接所述控制及显示电路，本实用新型短路预检装置体积小且使用干电池供电，便于学生轮换使用；在没有触电风险的情况下接入线路板三相电源接线端，供学生自主测试是否存在相间短路故障，有助于学生强化认知、自行纠正接线错误，可避免在实训中由于线路板带短路故障而通电，具有一定的实用推广价值。广价值。广价值。


技术研发人员：李智超 罗野
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/8/13