專利名稱：便攜式380v供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種零序電流的檢測(cè)裝置，特別適用于380V三相不接地供電系統(tǒng)中零序電流的檢測(cè)裝置，屬于電力檢測(cè)裝置領(lǐng)域。
背景4支術(shù)
IT接地系統(tǒng)是指變壓器中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，俗稱小電流接地系統(tǒng)。該形式的接地系統(tǒng)一般應(yīng)用在110KV以下的高電壓配電系統(tǒng)，在380V系統(tǒng)中很少使用。但是，現(xiàn)在有些工礦企業(yè)在只供三相交流動(dòng)力負(fù)載的380V系統(tǒng)中，采用了 IT接地系統(tǒng)，即將變壓器的中性點(diǎn)對(duì)地懸空，變壓器的零線不引出，動(dòng)力負(fù)載所需的單相控制電源通過380V/220V隔離變壓器取^f尋。
IT接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，流入故障點(diǎn)的電流為該供電系統(tǒng)的分布電容電流總和，需要通過零序電流檢測(cè)等手段尋找故障饋線，通過拉開故障饋線的開關(guān)將故障點(diǎn)隔離，以保障整個(gè)供電系統(tǒng)的安全。因此，如何快捷地查找出故障饋線對(duì)供電系統(tǒng)的安全至關(guān)重要。目前，高電壓系統(tǒng)的零序電流檢測(cè)技術(shù)比較成熟， 一般采用固定式饋線零序電流互感器以及零序電流選測(cè)裝置在線檢測(cè)接地故障饋線。而380V系統(tǒng)的零序電流檢測(cè)技術(shù)則存在著比較大的問題，這是因?yàn)?，與高電壓系統(tǒng)不同的是，工礦企業(yè)的380V系統(tǒng)往往存在規(guī)模小、饋電回路少、電纜線路短、分布電容電流小等特點(diǎn)，故存在分布電容電流與不平衡電流難以區(qū)分、接地故障饋線與非接地故障饋線難以區(qū)分等問題。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，若使用普通的鉗形電流表檢測(cè)零序電流，根本無法實(shí)現(xiàn)故障饋線的判別。因此，當(dāng)380V的IT系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，以目前的技術(shù)，往往只有采取逐路試?yán)伨€的方法查找故障饋線。即按饋線的重要性程度，以重要性最低至重要性最高的順序逐路拉開故障系統(tǒng)的各路饋線開關(guān)。當(dāng)拉開某個(gè)饋線開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)接地故障信號(hào)消失，那就可以判斷接地故障發(fā)生在與最近拉開的開關(guān)相連接的饋線。這種傳統(tǒng)的故障饋線查找方法是以生產(chǎn)線停機(jī)為代價(jià)，再加上排除法查找故障饋線，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力、有時(shí)還會(huì)給生產(chǎn)的連續(xù)性帶來重大影響。如果故障同時(shí)發(fā)生在兩個(gè)或兩個(gè)以上的饋線上時(shí)，采取排除法來查找接地故障，查找的難度更大、對(duì)供電可靠性的影響更大。
因此，要提供一套能對(duì)380V三相不接地供電系統(tǒng)的零序電流進(jìn)行方便簡(jiǎn)
捷、準(zhǔn)確度高的檢測(cè)，并能適應(yīng)各種系統(tǒng)規(guī)模使用、價(jià)格低廉的便攜式接地故障檢測(cè)裝置是業(yè)內(nèi)當(dāng)務(wù)之急
實(shí)用新型內(nèi)容
，
本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，該裝置能夠檢測(cè)380V三相不接地供電系統(tǒng)零序電流，檢測(cè)方便筒捷并且準(zhǔn)確度高、并能適應(yīng)各種系統(tǒng)規(guī)模使用，此外，裝置可在不中斷饋線運(yùn)行的狀態(tài)下在線查找接地故障饋線。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于，檢測(cè)裝置由釆集被測(cè)饋線零序電流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理及顯示的信號(hào)采集處理顯示裝置，以及對(duì)信號(hào)采集處理顯示裝置供應(yīng)電源的電源電路組成，其中
所述信號(hào)采集處理顯示裝置包括分別對(duì)n個(gè)不同量程的被測(cè)零序電流進(jìn)行信號(hào)測(cè)量的n組相同結(jié)構(gòu)的采集處理顯示裝置，每組采集處理顯示裝置包括采集被測(cè)饋線零序電流信號(hào)的電流檢測(cè)電路；分別與電流檢測(cè)電路連接的用于信號(hào)處理的數(shù)據(jù)處理電路、用于顯示被測(cè)零序電流值的數(shù)據(jù)顯示電路、用于指示裝置運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行指示電路。
所述n為3， 3個(gè)不同量程的被測(cè)零序電流分別為1mA ~ 20mA, 20mA ~ 200mA，200mA~lOOOmA。
所述電流檢測(cè)電路包括零序電流互感器，是鉗口型；零序電流互感器的二次側(cè)輸出端子連接的檢測(cè)線；檢測(cè)線的另 一端連接一個(gè)檢測(cè)插頭作為電流檢測(cè)電路的輸出端，輸出被測(cè)的零序電流；備置l個(gè)彈簧緊固夾。
所述數(shù)據(jù)處理電路包括與所述電流檢測(cè)電路的輸出端連接的整流濾波器，整流濾波器的輸入端為插口結(jié)構(gòu)；與所述整流濾波器的輸出端連接的比較放大器；與所述比較放大器的輸出端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接的微處理器。
5所述數(shù)據(jù)顯示電路包括與所述數(shù)據(jù)處理電路的輸出端連接的移位寄存器芯片以及與所迷移位寄存器芯片連接的4個(gè)共陰式8段數(shù)碼式發(fā)光二極管。
所述運(yùn)行指示電路包括與所述數(shù)據(jù)處理電路連接的信號(hào)指示燈以及與信號(hào)指示燈串聯(lián)的限流電阻。
所述限流電阻為1/靜功率、1%精度的插件電阻，流過所述信號(hào)指示燈的電流為10mA。
所述電源電^各包^舌市電電源，連4妄所述市電電源的穩(wěn)、壓電源及市電電源指示燈，與所述市電電源指示燈串聯(lián)的第一兩極管；電池電源，連接所述電池電源的電池電源指示燈，與所述電池電源指示燈串聯(lián)的第二兩極管；1個(gè)裝置電源總開關(guān)，是選擇開關(guān)，其選擇端選擇市電電源指示燈與第一兩極管的串聯(lián)電路的一端或電池電源指示燈與電池電源指示燈的串聯(lián)電路的一端連接，其固定端連接由n個(gè)量程控制開關(guān)并接的公共端，n個(gè)量程控制開關(guān)的另一端分別與n個(gè)數(shù)據(jù)處理電路中的每個(gè)數(shù)據(jù)處理電路的電源端連接。
本實(shí)用新型的有益效果
由于本實(shí)用新型的零序電流互感器采用鉗口式結(jié)構(gòu)，檢測(cè)零序電流時(shí)可以無需停用被測(cè)々貴線，只要打開零序互感器4f口，使零序互感器的鉗口大于被測(cè)饋線電纜的直徑便可以套住電纜，使被測(cè)饋線內(nèi)的零.序電流通過零序互感器的鐵芯，然后采用彈簧緊固夾夾緊零序電流互感器的鉗口便可以檢測(cè)零序電流了 ，從而避免了停產(chǎn)檢測(cè)零序電流，實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)零序電流。
由于采用了大變比參數(shù)，實(shí)現(xiàn)零序電流互感器的二次額定電流值大幅度降低，本實(shí)用新型采用的零序電流互感器二次額定值分別為三種量程。這樣可以精確地檢測(cè)各種不同電力系統(tǒng)的零序電流。
由于零序電流互感器的出線端與數(shù)據(jù)處理電路的連接采用彈簧插銷與插口連接，避免了接線工序，減少接觸電阻，并延長(zhǎng)使用次數(shù)，從而使得微弱信號(hào)可以不失真的傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理電路中。使用十分方便、可靠、安全、省時(shí)。
本裝置在整個(gè)檢測(cè)及故障查找過程中，無需對(duì)生產(chǎn)線釆取停機(jī)措施，也無需與一次回路及二次回路有電氣連接，安全系數(shù)較高。
本實(shí)用新型裝置是一種以微處理器、信號(hào)采集及數(shù)字處理等技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)檢測(cè)裝置，具有體積小，集成度高等特點(diǎn)，還具有使用方便、參數(shù)精確、誤差小、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。本檢測(cè)裝置符合電子工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)GB6587. 1《電子檢測(cè)裝置器環(huán)境試驗(yàn)總綱》中的第II組要求，額定使用條件。
為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1為本實(shí)用新型;^全測(cè)裝置的面板圖2為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中的電流檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中的數(shù)據(jù)處理電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中的顯示電路結(jié)構(gòu)示意圖6為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中的運(yùn)行指示電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中的電源電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例的附圖對(duì)本實(shí)用新型的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。
參見圖1，圖1是便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置的面板圖。本實(shí)用新型在面板14上置有以下部件
用于n個(gè)量程(本實(shí)施例釆用3個(gè)量程，分別為lmA 20mA, 20mA~ 200mA,200mA 1000mA，以下簡(jiǎn)稱為20mA, 200mA, 1000mA3個(gè)量程，用于適應(yīng)不同供電系統(tǒng)的三相饋線中的零序電流采集)的n個(gè)零序電流互感器101,其中包括數(shù)個(gè)小口徑零序電流互感器1 (本實(shí)施例對(duì)應(yīng)3個(gè)量程有3個(gè)小口徑零序電流互感器)及數(shù)個(gè)大口徑零序電流互感器2 (本實(shí)施例對(duì)應(yīng)3個(gè)量程有3個(gè)大口徑零序電流互感器)，小口徑零序電流互感器1用于被測(cè)饋線的線徑較小的場(chǎng)合；大口徑零序電流互感器2用于被測(cè)饋線的線徑較大的場(chǎng)合。
裝置電源總開關(guān)506，用于啟動(dòng)檢測(cè)裝置電源。
2個(gè)電源指示燈5，用于指示檢測(cè)裝置電源的種類以及狀態(tài)，其中一個(gè)為市電電源指示燈501，另一個(gè)為電池電源指示燈502。
7電池盒4，用于放置數(shù)節(jié)電池，作為本裝置的電池電源。
n個(gè)量程顯示盤(本實(shí)施例采用3個(gè)量程顯示盤，分別為20mA量程顯示盤6， 200mA量程顯示盤7, 1000mA量程顯示盤8 )，內(nèi)置發(fā)光二極管，用于顯示不同量程下的零序電流檢測(cè)數(shù)據(jù)。
每個(gè)量程顯示盤旁邊設(shè)有以下部件(圖1只圖示1000mA量程顯示盤8旁邊設(shè)有的各部件的附圖標(biāo)記，其余的附圖標(biāo)記省略)零序電流輸入插口 9，用于該量程的被測(cè)零序電流信號(hào)的輸入；量程控制開關(guān)508，用于該量程的電源控制。信號(hào)指示燈401，用于該量程的運(yùn)行狀態(tài)顯示。
本實(shí)用新型的所有部件均安放或固定在箱體12內(nèi)，內(nèi)部采用絕緣材料將檢測(cè)電路與箱體12外部隔離，提高系統(tǒng)安全性。
如圖1所示，上述面板上部件全部安裝在1個(gè)手提箱內(nèi)，、手提箱具有用于攜帶的提手13、安放或固定上述部件的箱體12以及外露上述部件的面板14。箱體12的內(nèi)部采用絕緣材料將檢測(cè)電路與箱體外部隔離，提高系統(tǒng)安全性。所述手提箱為鋁合金金屬材質(zhì)，箱體12的一側(cè)中間部位安裝一副拉攀，拉攀的兩側(cè)對(duì)稱地安裝一副鎖扣。面板14右側(cè)安裝了一塊絕緣^1，絕緣板上安裝了 3個(gè)量程顯示盤6、 7、 8,分別對(duì)應(yīng)20mA, 200mA, 1000mA這3個(gè)量程的零序電流值顯示。每個(gè)量程顯示盤的左側(cè)安裝了零序電流輸入插口 9、量程控制開關(guān)508和信號(hào)指示燈401。絕緣板的左側(cè)上部安裝了數(shù)個(gè)木質(zhì)方盒15、 16，供安放零序電流互感器100n,下部安裝了 l個(gè)交流穩(wěn)壓電源(未圖示)和1個(gè)電池盒4。
參見圖2,圖2所示本實(shí)用新型的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示本實(shí)用新型的檢測(cè)裝置由采集被測(cè)饋線600零序電流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理及顯示的信號(hào)采集處理顯示裝置700,以及對(duì)該信號(hào)采集處理顯示裝置700供應(yīng)電源的電源電路500組成。
所述信號(hào)采集處理顯示裝置700包括分別對(duì)n個(gè)不同量程的被測(cè)零序電流進(jìn)行信號(hào)測(cè)量的n組相同結(jié)構(gòu)的采集處理顯示裝置，本實(shí)施例采用3個(gè)量程，分別為lmA 20mA, 20mA 200mA, 200mA ~ 1000mA (以下簡(jiǎn)稱20mA， 200mA，1000mA 3個(gè)量程)，即本實(shí)施例中采集處理顯示裝置700共有3組，每組裝置包括采集被測(cè)饋線600零序電流信號(hào)的電流檢測(cè)電路100n,分別與電流檢測(cè)電路100n連接的用于信號(hào)處理的數(shù)據(jù)處理電路200n、用于顯示被測(cè)零序電流值的數(shù)據(jù)顯示電路300n、用于指示裝置運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行指示電路400n。下面對(duì)組成每組信號(hào)采集處理顯示的上述各電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
參見圖3，圖3所示本實(shí)用新型的檢測(cè)裝置中的電流檢測(cè)電路100n的結(jié)構(gòu)圖，所述電流檢測(cè)電路100n的結(jié)構(gòu)包括零序電流互感器IOI (如圖1所示，本裝置備有n個(gè)不同量程的大口徑零序電流互感器及n個(gè)不同量程的小口徑零序電流互感器，本實(shí)施例中分別備有20mA， 200mA， 1000mA 3個(gè)不同量程的3個(gè)大口徑零序電流互感器2和3個(gè)小口徑零序電流互感器1,不同的供電系統(tǒng)挑選其中合適的一個(gè)使用)；兩根與零序電流互感器101連接的檢測(cè)線102 (圖示省略一根)，每根檢測(cè)線102的一端與零序電流互感器101的二次側(cè)輸出端子螺栓連接，另一端連接(可以采用焊接) 一個(gè)檢測(cè)插頭103,該檢測(cè)插頭103作為電流檢測(cè)電路100的輸出端，輸出被測(cè)的零序電流；l個(gè)彈簧緊固夾104,彈簧緊固夾104以及備用電池平時(shí)放置在箱蓋內(nèi)側(cè)的布質(zhì)資料袋內(nèi)。
所述零序電流互感器101采用^1"口型的零序電流互感器，尺寸型號(hào)分別為ZCT601和ZCT602，7吏用時(shí)通過兩個(gè)鉗口 1011及4計(jì)頸1012套住被測(cè)々貴線600(如圖2所示，相當(dāng)零序電流互感器IOI的一次側(cè)連接被測(cè)電路)，能方便地在線檢測(cè)運(yùn)行饋線的零序電流。
零序電流互感器101的兩個(gè)鉗頸1012中的一個(gè)一端采用軸1013固定，另一個(gè)的一端可以繞軸1013呈180°分開或閉合，使用是處于閉合狀態(tài)，此時(shí)釆用彈簧夾104將兩個(gè)鉗口 1011緊固，以減小磁阻。
檢測(cè)插頭103采用彈簧插銷結(jié)構(gòu)。檢測(cè)線102的型號(hào)為28AWG。
零序電流互感器101的工作原理是，檢測(cè)零序電流時(shí)，將被測(cè)饋線600的三相導(dǎo)線同時(shí)穿過零序電流互感器101的鐵心窗口 (即，兩個(gè)鉗頸1012內(nèi))。當(dāng)被測(cè)饋線沒有發(fā)生接地故障時(shí)，流過零序電流互感器101鐵心窗口的三相電流基本平衡，三相電流之和基本為零，此時(shí)，零序電流互感器101的二次輸出值為被測(cè)饋線的不平衡電流和被測(cè)饋線的分布電容電流，其值比較小， 一般為數(shù)十毫安。當(dāng)被測(cè)饋線600發(fā)生一相接地時(shí)，流過零序電流互感器101鐵心窗口的電流為整個(gè)供電系統(tǒng)的零序電流總和，其值大小與供電系統(tǒng)額定電壓、饋線的類型、饋線的長(zhǎng)度有關(guān)，其數(shù)值較大， 一般為數(shù)百毫安，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非故障饋線的零序電流。因此，可以很準(zhǔn)確地判斷被測(cè)饋線是否發(fā)生接地故障。
9由于零序電流互感器101采用鉗口型的結(jié)構(gòu)，檢測(cè)零序電流時(shí)可以無需停用被測(cè)饋線，只要打開零序互感器101的鉗口，使其鉗口大于被測(cè)饋線電纜的直徑便可以套住電纜，實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)零序電流的目的。
本實(shí)用新型實(shí)施例釆用的零序電流互感器二次額定值分別為20mA、 200mA和1000mA三種。這樣可以精確地檢測(cè)零序電流。
參見圖4，圖4所示本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)處理電路200n的原理圖，所述數(shù)據(jù)處理電路200n的結(jié)構(gòu)包括與所述電流檢測(cè)電路100n的輸出端連接的整流濾波器201,與整流濾波器201的輸出端連接的比較放大器202,與比較放大器202的輸出端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器203，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器203的輸出端連接的微處理器204。
所述整流濾波器201對(duì)所述電流檢測(cè)電路100n輸出的被測(cè)零序電流進(jìn)行整流濾波，該整流濾波器201是由兩個(gè)電阻和兩個(gè)電容構(gòu)成的低通濾波器組成(未圖示)，其作用為濾去輸入信號(hào)中的高次諧波分量，其中， 一個(gè)電阻和一個(gè)電容組成一個(gè)低通濾波電路，采用兩個(gè)低通濾波電路連接，可增大濾波效果。由于諧波頻譜分析可知，電源系統(tǒng)的干擾大部分是高次諧波，因此，采用低通濾波器使50HZ基波通過，濾去高次諧波，以改善電源波形，用來保證電源供電的穩(wěn)定性，防止電源系統(tǒng)過壓或欠壓，有利于系統(tǒng)的可靠。因此，低通濾波器將直接關(guān)系到電源的穩(wěn)定性。低通濾波有較好的共模，差模的衰減性，較小的泄漏電流；能有效地抑制線與線，線與地之間的EMI噪聲干擾。在低電壓下，當(dāng)濾波電路載有大電流時(shí)，采用電容構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。此外，由于電流檢測(cè)電路100n的輸出端是采用彈簧插銷結(jié)構(gòu)的檢測(cè)插頭103,因此，整流濾波器201的輸入端的結(jié)構(gòu)就要采用與該插頭對(duì)應(yīng)的插口 9(如圖1所示)，采用插頭連接插口的方式可以避免了接線工序，檢測(cè)插頭103采用彈簧插銷的目的是為了通過彈簧的強(qiáng)度來保障接觸的良好性，插銷表面鍍銅，減少接觸電阻，并延長(zhǎng)使用次數(shù)，從而使得微弱信號(hào)可以不失真的傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理電路中。作業(yè)時(shí)只要將檢測(cè)插頭103插入對(duì)應(yīng)的零序電流輸入插口 9即可，十分方便、可靠、安全、省時(shí)。
所述比較放大器202的輸入端與整流濾波器201的輸出端連接，該比較放大器202為集成放大芯片，其型號(hào)為L(zhǎng)M324,包括四個(gè)獨(dú)立的，高增益，含有內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，并且可以單電源工作。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器203輸入端與比較放大器202的輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 203采用的型號(hào)為AD7927，其作用是將由電流檢測(cè)電路100 ;險(xiǎn)測(cè)到的零序電流 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器204進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。從 而實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)、高精度顯示。AD7927模數(shù)轉(zhuǎn)換器包含了一個(gè)低噪聲，高帶 寬跟蹤和保持放大器和12位高速低功耗8通道的逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，AD7927 的輸入信號(hào)是才莫擬量以電壓的形式給出，與參考電壓比較后判斷進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 經(jīng)過轉(zhuǎn)換后輸出的是數(shù)字信號(hào)，以整數(shù)的形式顯現(xiàn)。在工作過程中實(shí)時(shí)處理超 過8KHz輸入頻率的采樣信號(hào)。轉(zhuǎn)換過程和數(shù)據(jù)采集使用SPI串行總線與微處理 器通信。
所述微處理器204的型號(hào)采用SEP3203,其作用是控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器203中 A/D轉(zhuǎn)換芯片工作并接受從A/D轉(zhuǎn)換來的零序電流數(shù)據(jù)，然后對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到外部的數(shù)據(jù)顯示電路300，顯示岸全測(cè)到的零序電 流的結(jié)果。該SEP3203是采用了由英國(guó)ARM公司提供的ARM7TDMI處理器內(nèi)核， 整個(gè)芯片可以穩(wěn)定運(yùn)行在75MHz,從而可實(shí)時(shí)計(jì)算出從模數(shù)轉(zhuǎn)換器203傳送過 來的采樣信號(hào)基頻分量。SEP3203支持全雙工的SPI協(xié)議，可用于微處理器與 上述AD7927通信；并且內(nèi)嵌20Kb零等待的靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM),用于存放核心 數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功耗和成本j氐。在本系統(tǒng)中SEP3203微處理器負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系 統(tǒng)進(jìn)行控制協(xié)調(diào)，在整個(gè)系統(tǒng)中處于核心地位。
參見圖5，圖5所示本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)顯示電路300n原理圖，所 述數(shù)據(jù)顯示電路300n包括與數(shù)據(jù)處理電路200n的輸出端連接的移位寄存器 芯片301和與移位寄存器芯片301連接的4個(gè)共陰式8段數(shù)碼式發(fā)光二極管 (LED) 302,該發(fā)光二極管302置于圖1所示面板上的量程顯示盤8內(nèi)。所述 移位寄存器芯片301采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的74HC595通用移位寄存器芯片， 該芯片采用串行數(shù)據(jù)輸入，與主機(jī)(數(shù)據(jù)處理電路200n中的微處理器204 )通 信只需兩根數(shù)據(jù)線及一根時(shí)鐘線，并且具有輸出鎖存的功能。而且通過芯片的 Q7和SER引腳可方便的實(shí)現(xiàn)74HC595的級(jí)聯(lián)。
所述數(shù)據(jù)處理電路200n通過串行信號(hào)線與數(shù)據(jù)顯示電路300n的74HC595 移位寄存器芯片301的輸入端相連，該串行信號(hào)線包括一個(gè)串行時(shí)鐘信號(hào) (CLK)，一個(gè)串行數(shù)據(jù)總線(DATA)和一個(gè)控制信號(hào)(CS)),數(shù)據(jù)總線(DATA)
ii上數(shù)據(jù)(是經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路200n運(yùn)算處理的零序電流數(shù)據(jù))在時(shí)鐘信號(hào)的上升 沿到來時(shí)移位。輸入8位數(shù)據(jù)后，在控制信號(hào)上升沿到來時(shí)鎖存，由8位數(shù)據(jù) 線并行輸出。4個(gè)8段數(shù)碼式發(fā)光二極管302數(shù)據(jù)端(8位)并聯(lián)到74HC595并 行數(shù)據(jù)輸出端。每個(gè)8段數(shù)碼式發(fā)光二極管302的陰極分別接入數(shù)據(jù)處理電路 的4個(gè)通用輸入輸出口 ( GPIO ),由數(shù)據(jù)處理電路來控制每個(gè)8段數(shù)碼式發(fā)光二 極管的選通。數(shù)據(jù)處理,路采用循環(huán)往復(fù)的拉低陰極電平來達(dá)到依次點(diǎn)亮各個(gè) 8段數(shù)碼式發(fā)光二極管302，并向74HC595發(fā)出串行數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)， 顯示被測(cè)零序電流的值，顯示效果為三位半數(shù)字，基本精度1%+2個(gè)字。
參見圖6，圖6是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的運(yùn)行指示電路400n的原理圖，所 述運(yùn)行指示電路400n包括與數(shù)據(jù)處理電路200n連接的信號(hào)指示燈401和與 信號(hào)指示燈401串聯(lián)的限流電阻402組成。信號(hào)指示燈401 (置于圖1所示面 板上)與限流電阻402串聯(lián)接在數(shù)據(jù)處理電路200n上，指示燈401 "亮"表示 相應(yīng)量程(例圖1中的1000mA量程)的數(shù)據(jù)處理電路2003工作。所述信號(hào)指 示燈401為高亮度發(fā)光二極管(LED)，其核心為半導(dǎo)體晶片，晶片的一端附在一 個(gè)支架上， 一端是負(fù)極，另 一端連接電源的正極,使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起 來。所述限流電阻402為1/8W功率、1%精度的普通插件電阻，選擇電阻值的 標(biāo)準(zhǔn)為使得流過信號(hào)指示燈401的電流為10raA。
下面對(duì)本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的電源電路500的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。參見圖7， 圖7為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的電源電路500的原理圖，所述電源電路500包括 以下部件
市電電源800,連接市電電源800的穩(wěn)壓電源507及市電電源指示燈501 (置于圖l所示面板上)，與市電電源指示燈501串聯(lián)的第一兩極管503。本實(shí) 施例市電電源800采用220V交流電。
電池電源900 (置于圖1所示面板的電池盒4內(nèi))，連接所述電池電源900 的電池電源指示燈502 (置于圖l所示面板上)，與電池電源指示燈502串聯(lián)的 第二兩極管504。本實(shí)施例采用3節(jié)AAA大容量^5威性電池作為電池電源900，在 無市電交流電情況下為本檢測(cè)裝置提供電源。
l個(gè)裝置電源總開關(guān)506，是選擇開關(guān)，其選擇端選擇市電電源指示燈501 與第一兩極管503的串聯(lián)電路的一端或電池電源指示燈502與電池電源指示燈502的串聯(lián)電路的一端連接，其固定端連接由n個(gè)量程控制開關(guān)508并接的公 共端，n個(gè)量程控制開關(guān)508的另一端分別與各數(shù)據(jù)處理電if各200n的電源端連 接。
如果要使用220V交流電電源，則將裝置電源總開關(guān)506選擇市電電源指示 燈501與第一兩極管503的串聯(lián)電路的一端連接；如果要使用電池電源，則將 裝置電源總開關(guān)506選擇電池電源指示燈502與電池電源指示燈502的串聯(lián)電 路的一端連接，相應(yīng)的指示燈501和502指示其供電方式。
在實(shí)際使用本檢測(cè)裝置時(shí)，首先估算待檢測(cè)系統(tǒng)的零序電流數(shù)值范圍，選 擇相應(yīng)的量程檢測(cè)。然后選擇裝置電源的供電方式。再根據(jù)被測(cè)饋線的零序電 流數(shù)值范圍及電纜粗細(xì)選擇適合的零序電流互感器。數(shù)據(jù)處理電路上顯示的就 是被測(cè)饋線的零序電流值。檢測(cè)時(shí)可按用戶自行排列的順序檢測(cè)所有的正在運(yùn) 行的饋線，可在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障查找。
曾用本實(shí)用新型裝置檢測(cè)不同系統(tǒng)的零序電流，當(dāng)系統(tǒng)中某一饋線發(fā)生接 地時(shí)，流入該饋線的系統(tǒng)零序電流總和分別為350mA和90mA，其他非接地故障 的零序電流僅為0—25mA,由此判斷出故障線路，判斷的時(shí)間約10分鐘。
本實(shí)用新型由于采用不同口徑和不同檢測(cè)范圍的大變比零序電流互感器， 可方便精確的檢測(cè)出三相饋線中的零序電流。檢測(cè)范圍從1mA ~ 1000mA ,共分 為三檔，分別用三個(gè)顯示電路顯示電流值。此外，本實(shí)用新型的零序電流互感 器設(shè)計(jì)為鉗口式，檢測(cè)時(shí)可方便的將被測(cè)饋線穿過互感器，檢測(cè)完成后，可將 帶檢測(cè)的饋線從互感器中取出，既具有在線檢測(cè)的能力，又大大增加了檢測(cè)裝 置的使用靈活性。本實(shí)用新型由于采用220V交流電和堿性AAA電池兩種供電方 式給檢測(cè)裝置供電，使用方便。
以上借助較佳實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是應(yīng)該理解的 是，前述具體的描述不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi) 的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對(duì)上述實(shí)施例作出的各種修改，都屬于本實(shí) 用新型所保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1、一種便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于，檢測(cè)裝置由采集被測(cè)饋線零序電流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理及顯示的信號(hào)采集處理顯示裝置，以及對(duì)信號(hào)采集處理顯示裝置供應(yīng)電源的電源電路組成，其中所述信號(hào)采集處理顯示裝置包括分別對(duì)n個(gè)不同量程的被測(cè)零序電流進(jìn)行信號(hào)測(cè)量的n組相同結(jié)構(gòu)的采集處理顯示裝置，每組采集處理顯示裝置包括采集被測(cè)饋線零序電流信號(hào)的電流檢測(cè)電路；分別與電流檢測(cè)電路連接的用于信號(hào)處理的數(shù)據(jù)處理電路、用于顯示被測(cè)零序電流值的數(shù)據(jù)顯示電路、用于指示裝置運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行指示電路。
2、 如權(quán)利要求1所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述n為3, 3個(gè)不同量程的被測(cè)零序電流分別為1mA ~ 20mA, 20mA ~ 200mA,200mA~1000mA。
3、 如權(quán)利要求1所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述電流檢測(cè)電路包括零序電流互感器，是鉗口型；零序電流互感器的二次側(cè)輸出端子連接的檢測(cè)線；檢測(cè)線的另一端連接一個(gè)檢測(cè)插頭作為電流檢測(cè)電路的輸出端，輸出被測(cè)的零序電流；備置l個(gè)彈簧緊固夾。
4、 如權(quán)利要求1所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理電路包括與所述電流檢測(cè)電路的輸出端連接的整流濾波器，整流濾波器的輸入端為插口結(jié)構(gòu)；與所述整流濾波器的輸出端連接的比較放大器；與所述比較放大器的輸出端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接的微處理器。
5、 如權(quán)利要求1所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)顯示電路包括與所述數(shù)據(jù)處理電路的輸出端連接的移位寄存器芯片以及與所述移位寄存器芯片連接的4個(gè)共陰式8段數(shù)碼式發(fā)光二極管。
6、 如權(quán)利要求1所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述運(yùn)行指示電路包括與所述數(shù)據(jù)處理電路連接的信號(hào)指示燈以及與信號(hào)指示燈串聯(lián)的限流電阻。
7、 如權(quán)利要求6所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述限流電阻為1/8W功率、1%精度的插件電阻，流過所述信號(hào)指示燈的電流為10mA。
8、 如權(quán)利要求1所述的便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述電源電^各包括市電電源，連接所述市電電源的穩(wěn)壓電源及市電電源指示燈，與所述市電電源指示燈串聯(lián)的第一兩極管；電池電源，連接所述電池電源的電池電源指示燈，與所述電池電源指示燈串聯(lián)的第二兩極管；1個(gè)裝置電源總開關(guān)，是選擇開關(guān)，其選擇端選擇市電電源指示燈與第一兩極管的串聯(lián)電路的一端或電池電源指示燈與電池電源指示燈的串聯(lián)電路的一端連接，其固定端連接由n個(gè)量程控制開關(guān)并接的公共端，n個(gè)量程控制開關(guān)的另一端分別與n個(gè)數(shù)據(jù)處理電路中的每個(gè)數(shù)據(jù)處理電路的電源端連接。
專利摘要一種便攜式380V供電系統(tǒng)零序電流檢測(cè)裝置，解決現(xiàn)有的檢測(cè)裝置檢測(cè)不方便簡(jiǎn)捷、不適應(yīng)多種電力系統(tǒng)使用的問題，本裝置由采集被測(cè)饋線零序電流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理及顯示的信號(hào)采集處理顯示裝置，以及對(duì)信號(hào)采集處理顯示裝置供應(yīng)電源的電源電路組成，其中采集被測(cè)饋線零序電流信號(hào)的信號(hào)采集處理顯示裝置以及對(duì)信號(hào)采集處理顯示裝置供應(yīng)電源的電源電路組成，其中信號(hào)采集處理顯示裝置包括分別對(duì)n個(gè)不同量程的被測(cè)零序電流進(jìn)行信號(hào)測(cè)量的n組相同結(jié)構(gòu)的采集處理顯示裝置；電源電路可以選擇市電電源與電池電源。本裝置可使運(yùn)行人員在短時(shí)間內(nèi)便捷、安全、準(zhǔn)確地檢測(cè)到發(fā)生接地故障的饋線，適用于多種電力系統(tǒng)使用。
文檔編號(hào)G01R29/16GK201408227SQ20092006802
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
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