本發(fā)明涉及避雷器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種避雷器校驗(yàn)測(cè)試用信號(hào)發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

由于氧化鋅避雷器長(zhǎng)期承受工頻電壓、沖擊電壓及內(nèi)部受潮等因素的作用而趨于老化，使其絕緣特性遭到破壞，表現(xiàn)為阻性泄漏電流增加引起熱崩潰，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致氧化鋅避雷器發(fā)生損壞或爆炸，進(jìn)而引發(fā)大面積停電。因此，必須對(duì)氧化鋅避雷器的阻性泄漏電流進(jìn)行周期檢測(cè)，保證其安全運(yùn)行。氧化鋅避雷器試驗(yàn)采用氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)試儀進(jìn)行阻性電流、全電流、容性電流、參比電壓等的測(cè)量誤差試驗(yàn)的檢測(cè)，它的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到氧化鋅避雷器的安全運(yùn)行。由于目前氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)試儀生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品良莠不齊，為確保各種測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要有一套考核氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)試儀的校驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種避雷器校驗(yàn)測(cè)試用信號(hào)發(fā)生裝置，設(shè)計(jì)了一款單相交流電壓電流校驗(yàn)信號(hào)源。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種避雷器校驗(yàn)測(cè)試用信號(hào)發(fā)生裝置，包括單片機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)、D/A轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)整電路、電壓輸出電路、電流調(diào)整電路和電流輸出電路，電壓信號(hào)和電流信號(hào)輸入至所述單片機(jī)內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)與所述單片機(jī)連接，控制所述電壓信號(hào)的諧波系數(shù)和電流信號(hào)的諧波系數(shù)，所述單片機(jī)根據(jù)諧波系數(shù)生成信號(hào)數(shù)據(jù)輸出到所述D/A轉(zhuǎn)換模塊，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓信號(hào)經(jīng)過所述電壓調(diào)整電路和電壓輸出電路后輸出，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電流信號(hào)經(jīng)過所述電流調(diào)整電路和電流輸出電路后輸出。

作為優(yōu)選，所述單片機(jī)選用dsPIC30F6015單片機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)控制控制所述電壓信號(hào)的三次諧波系數(shù)和電流信號(hào)的基次、三次和五次諧波系數(shù)，所述dsPIC30F6015單片機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的基準(zhǔn)信號(hào)，通過PORTD口輸出到所述D/A轉(zhuǎn)換模塊。

作為優(yōu)選，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊選用TLC7226數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，用于轉(zhuǎn)換控制器輸出的電壓和電流信號(hào)值，所述TLC7226數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)引腳DB0-DB7與所述dsPIC30F6015單片機(jī)的PortD0-PortD7相連用于接收數(shù)據(jù)，選擇輸出通道用的A0和A1引腳與PORTD8和PORTD9連接，寫選通信號(hào)WR連接于PORTD10。

作為優(yōu)選，所述電壓調(diào)整電路包括電位器、功率放大芯片TDA2822M，所述電壓輸出電路包括升壓變壓器，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出的基準(zhǔn)電壓信號(hào)通過所述電位器調(diào)節(jié)幅值，所述功率放大芯片TDA2822M進(jìn)行功率放大，放大后的電壓幅值通過所述升壓變壓器對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行升壓后輸出。

作為優(yōu)選，所述電流調(diào)整電路包括電位器、功率放大芯片TDA2822M和隔離變壓器，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出的基準(zhǔn)電流信號(hào)通過所述電位器調(diào)節(jié)幅值，所述功率放大芯片TDA2822M進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)對(duì)地電壓有所變化，通過所述隔離變壓器進(jìn)行隔離。

作為優(yōu)選，所述電流輸出電路包括LM258運(yùn)算放大器，所述隔離變壓器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過所述LM258運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，作為恒流源輸出。

本發(fā)明提供的一種避雷器校驗(yàn)測(cè)試用信號(hào)發(fā)生裝置，其有益效果在于：提供一款單相交流電壓電流校驗(yàn)信號(hào)源，可以對(duì)避雷器阻性電流測(cè)試儀開展校驗(yàn)工作，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種測(cè)試儀的缺陷和測(cè)量誤差，避免在使用測(cè)試儀對(duì)避雷器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生誤判斷，根據(jù)避雷器阻性電流測(cè)試儀的使用特點(diǎn)設(shè)計(jì)，符合DL/T987-2005《氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)試儀通用技術(shù)條件》的規(guī)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明避雷器校驗(yàn)測(cè)試用信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是D/A轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖；

圖3是電壓調(diào)整電路和輸出電路原理圖；

圖4是電流調(diào)整電路原理圖；

圖5是電流輸出電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說明各實(shí)施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實(shí)施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號(hào)通常用來表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本實(shí)施提供的一種避雷器校驗(yàn)測(cè)試用信號(hào)發(fā)生裝置，包括單片機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)、D/A轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)整電路、電壓輸出電路、電流調(diào)整電路、電流輸出電路及液晶顯示模塊。

本實(shí)施例中，單片機(jī)選用dsPIC30F6015單片機(jī)，操作人員通過操作旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)，控制電壓信號(hào)的三次諧波系數(shù)和電流信號(hào)的基次、三次和五次諧波系數(shù)，dsPIC30F6015單片機(jī)根據(jù)設(shè)置的諧波系數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的基準(zhǔn)信號(hào)，生成的信號(hào)數(shù)據(jù)通過PORTD口輸出到D/A轉(zhuǎn)換模塊。

D/A轉(zhuǎn)換模塊選用TLC7226數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，具有使用方便簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速率快等特點(diǎn)，用于轉(zhuǎn)換控制器輸出的電壓和電流信號(hào)值。具體電路圖如圖2所示，數(shù)據(jù)引腳DB0-DB7與dsPIC30F6015單片機(jī)的PortD0-PortD7相連用于接收數(shù)據(jù)，選擇輸出通道用的A0和A1引腳與PORTD8和PORTD9連接，寫選通信號(hào)WR連接于PORTD10。四路輸出通道中只用到其中的A、B兩路通道(對(duì)應(yīng)了A0、A1引腳分別為00和10的情況)，用于轉(zhuǎn)換控制器輸出的電壓和電流信號(hào)值。當(dāng)WR引腳為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸入端口開放，允許數(shù)據(jù)輸入；一旦出現(xiàn)上升沿，輸入端口則關(guān)閉。電路中參考電壓V ref設(shè)為+5V。

電壓調(diào)整電路包括電位器、功率放大芯片TDA2822M，電壓輸出電路包括升壓變壓器，具體電路如圖3所示。經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)是幅值固定的基準(zhǔn)信號(hào)，還需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓信號(hào)通過電位器W3進(jìn)行調(diào)節(jié)幅值(由操作人員根據(jù)需要的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，做成旋鈕置于控制面板上)，由于此信號(hào)功率較小需要進(jìn)行功率放大。圖中的TDA2822M芯片用于電壓信號(hào)的功率放大，其供電電源在1.8V～15V之間，可用增益調(diào)整為39dB，在單輸入輸出的情況下輸出功率最大為2W。設(shè)計(jì)中采用的供電電源為+10V，放大后的電壓幅值不大于10V。為了達(dá)到要求的0～250V，需要通過升壓變壓器對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行升壓。圖中升壓變壓器T1的匝數(shù)比為6：220，理論上最大電壓值可到360V，完全能夠滿足要求。信號(hào)經(jīng)升壓變壓器升壓后輸出，為信號(hào)發(fā)生器的電壓輸出端口。

電流調(diào)整電路如圖4所示，與電壓調(diào)整電路的原理類似，電位器W4用于調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的幅值。兩個(gè)音頻功率放大芯片TDA2822M均用于電流信號(hào)的功率放大，放大后的信號(hào)范圍能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的10mA。由于放大后的信號(hào)對(duì)地電壓有所變化，因此通過隔離變壓器進(jìn)行隔離。一路經(jīng)隔離變壓器T3輸出，另一路則經(jīng)隔離變壓器T4并整流橋送到控制器的模擬輸入引腳AN1進(jìn)行實(shí)際電流有效值的測(cè)量計(jì)算。電位器W5用于調(diào)節(jié)控制器A/D采樣輸入信號(hào)的幅度?？刂破鰽/D模塊每采樣完2100次則計(jì)算一次有效值，采樣頻率與電壓電流信號(hào)數(shù)據(jù)的更新頻率一致，也為10500Hz，計(jì)算有效值的周期為0.2s。

經(jīng)變壓器T3輸出的信號(hào)仍是電壓信號(hào)，還必須轉(zhuǎn)換為電流值才能作為電流信號(hào)輸出，電流輸出電路如圖5所示，利用LM258進(jìn)行電壓信號(hào)到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，輸出為恒流源輸出。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。