專利名稱：浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及元器件電性能測試領(lǐng)域，尤其涉及一種浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置。
背景技術(shù)：
浪涌保護(hù)器(SPD)，也常稱為電涌保護(hù)器，是一種為電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路 提供安全保護(hù)的電子裝置。當(dāng)電氣回路或通信線路中因外界干擾(如雷擊)突然產(chǎn)生尖峰 電流或電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器能在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其它設(shè)備 的損害。作為電路中極為重要的部分，浪涌保護(hù)器本身的安全性和可靠性至關(guān)重要。熱穩(wěn)定性能是浪涌保護(hù)器電氣性能中很重要的內(nèi)容，對此，IEC61643-1 :1998、 GB18802. 1-2002均對測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定(1)耐熱試驗(yàn)SPD在環(huán)境溫度為80C 士 5K的加熱箱中保持24h。試驗(yàn)時(shí)，SPD的內(nèi)部脫離器不
應(yīng)動作。(2)熱穩(wěn)定試驗(yàn)試驗(yàn)要求任何電壓開關(guān)元件應(yīng)用銅導(dǎo)線短路，銅導(dǎo)線的直徑應(yīng)使其在試驗(yàn)時(shí)不會熔化。應(yīng) 對每種保護(hù)模式進(jìn)行試驗(yàn)；但是如果某些保護(hù)模式是相同的，允許僅對配置最嚴(yán)酷的保護(hù) 模式進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)程序有兩種不同的情況-----如果SPD僅包括電壓限制的元件，采用a)試驗(yàn)程序；-----如果SPD包括電壓限制和電壓開關(guān)元件。采用b)試驗(yàn)程序。a)沒有開關(guān)元件與其他元件串聯(lián)的SPD的試驗(yàn)程序試品連接到工頻電源；電源電壓應(yīng)足夠高以便SPD有電流流過；對于該試驗(yàn)，電流 調(diào)整為一恒定值；電流按下列規(guī)定值逐級增加2，5，10，20，40，80，160，320，640 和 IOOOmA 的有效值或相應(yīng)峰值，誤差土 10%。如果已知，起始點(diǎn)可從2mA變到最大功耗。每次通電應(yīng)達(dá)到熱平衡(即在IOmin 內(nèi)溫度的變化小于2K)，試驗(yàn)時(shí)，連續(xù)監(jiān)測SPD最高表面溫度點(diǎn)(僅對易觸及的SPD)和流過 SPD的電流(可以通過初始試驗(yàn)或進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)測以確定最高表面溫度點(diǎn))。如果一個(gè)SPD 脫離器動作，試驗(yàn)終止。為了避免脫離器的任何故障，不應(yīng)再增加電壓。如果在SPD接線端 子間的電壓低于Uc，調(diào)回Uc并保持15min，且電流不再調(diào)節(jié)。為此，需要一個(gè)具有短路電流 承受能力的工頻電源，在任何脫離器動作前，它不會限制電流。最大電流值不應(yīng)超過脫離器 短路耐受能力的最大規(guī)定值。b)有開關(guān)元件與其他元件串聯(lián)的SPD的試驗(yàn)程序SPD采用電壓為Uc的工頻電源供電，電源應(yīng)具有短路電流能力，在任何脫離器動作 前它不會限制電流。最大可達(dá)到的電流值不應(yīng)超過制造廠聲明的短路耐受能力。[0018]如果沒有明顯的電流流過，應(yīng)接著進(jìn)行a)試驗(yàn)程序。注“沒有明顯的電流”的含義是指SPD沒有進(jìn)入導(dǎo)通轉(zhuǎn)換的突變狀態(tài)(即SPD保 持熱穩(wěn)定)。合格判別標(biāo)準(zhǔn)如果脫離器動作，SPD應(yīng)有明顯的、有效和永久斷開的跡象。為了驗(yàn)證該要求，應(yīng)采 用等于Uc的工頻電壓施加lmin，流過的電流不應(yīng)超過0. 5mA(有效值)對于多個(gè)非線性原 件并聯(lián)，并且每一個(gè)原件都有一個(gè)獨(dú)立脫離器的產(chǎn)品，應(yīng)在所有脫離器都動作后進(jìn)行驗(yàn)證。戶內(nèi)型SPD 試驗(yàn)時(shí)表面溫升應(yīng)小于120K。在脫離器動作5min后，表面溫度不應(yīng) 超過周圍環(huán)境溫度80K。在試驗(yàn)過程中，應(yīng)沒有固體材料噴濺。戶外型SPD 應(yīng)沒有燃燒的跡象，并沒有固體材料噴濺。易觸及的SPD 測試后，對防護(hù)等級大于或等于IP20的SPD，使用標(biāo)準(zhǔn)試指施加5N 的力(見GB/T 4208)不應(yīng)觸及帶電部件，除了 SPD按正常使用安裝后在試驗(yàn)前已可觸及的 帶電部分外。目前的電涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試設(shè)備主要采用恒流，電路結(jié)構(gòu)采用振蕩電路的原理 形成某一高壓，電路采用恒流的方向，這種原理主要用于電氣設(shè)備的耐壓測試?，F(xiàn)有技術(shù)中的這種設(shè)備雖然可以完成電涌保護(hù)器脫扣裝置的測試，但存在一定的 問題，IEC61643-1 1998中規(guī)定用工頻的電壓測試，有的測試設(shè)備輸出地電壓不是工頻，有 的測試設(shè)備采用高壓直流，雖然在一定程度上能夠反映SPD脫扣的動作情況，但當(dāng)SPD出現(xiàn) 短路現(xiàn)象時(shí)，容易出現(xiàn)測試設(shè)備內(nèi)部電路損壞現(xiàn)象，有的甚至影響供電的安全，存在設(shè)備工 作可靠性低的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種安全、高效、準(zhǔn)確的浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，克 服現(xiàn)有技術(shù)安全可靠性不足的問題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，包括試驗(yàn)電路、測量電路、過載保護(hù)電路，試驗(yàn) 電路分別與測量電路、過載保護(hù)電路電連接，其特征在于，所述試驗(yàn)電路包括依次串聯(lián)的調(diào) 壓器、固態(tài)繼電器、升壓變壓器、可調(diào)電阻負(fù)載箱及若干功能控制開關(guān)，并且與試品串聯(lián)。上述技術(shù)方案中，試驗(yàn)電路對220V交流電壓進(jìn)行調(diào)壓、升壓后輸出0 1500V交 流電壓，并調(diào)節(jié)主回路輸出2mA IOA交流電流；測量電路對試品進(jìn)行實(shí)時(shí)的電壓、電流監(jiān) 測；過載保護(hù)電路在試品短路時(shí)提供過流保護(hù)，并在試品發(fā)生熱脫扣時(shí)發(fā)出測試結(jié)束信號。所述功能控制開關(guān)包括測試開關(guān)、停止開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、升壓開關(guān)及降壓開關(guān)，以 上各功能控制開關(guān)均由按鈕及與其電連接的普通繼電器組成。所述過載保護(hù)電路包括電流互感器、電流繼電器，用于試驗(yàn)過程中被試品擊穿短 路時(shí)的過流保護(hù)。所述測量電路包括4位數(shù)碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓值和電 流值。本實(shí)用新型采用固態(tài)繼電器(SSR)作為整個(gè)裝置的主要控制器件，它是一種有繼 電特性的無觸點(diǎn)式電子開關(guān)。具有壽命長、可靠性高、開關(guān)速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點(diǎn)。試驗(yàn)電路中所有的功能都是通過繼電器自鎖功能而驅(qū)動固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型采用固態(tài)繼電器為主控繼電器，通過繼電器自鎖功能驅(qū)動固態(tài)繼電器 來實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電路的控制，可有效提高其他繼電器的使用壽命，從而保證了測試裝置安全性 及性能穩(wěn)定性。

圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
中過載保護(hù)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明 如附圖1所示，本實(shí)用新型包括試驗(yàn)電路、測量電路、過載保護(hù)電路，試驗(yàn)電路分 別與測量電路、過載保護(hù)電路電連接，其特征在于，所述試驗(yàn)電路包括依次串聯(lián)的調(diào)壓器、 固態(tài)繼電器、升壓變壓器、可調(diào)電阻負(fù)載箱及若干功能控制開關(guān)，并且與試品串聯(lián)。試驗(yàn)電 路對220V交流電壓進(jìn)行調(diào)壓、升壓后輸出0 1500V交流電壓，并調(diào)節(jié)主回路輸出2mA IOA交流電流；測量電路對試品進(jìn)行實(shí)時(shí)的電壓、電流監(jiān)測；過載保護(hù)電路在試品短路時(shí)提 供過流保護(hù)，并在試品發(fā)生熱脫扣時(shí)發(fā)出測試結(jié)束信號。所述功能控制開關(guān)包括測試開關(guān)、停止開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、升壓開關(guān)及降壓開關(guān)，各 功能控制開關(guān)均由按鈕及與其電連接的普通繼電器組成。本具體實(shí)施方式
中，采用輸入控 制電壓為12V，輸出負(fù)載電流為5A的固態(tài)繼電器。所述可調(diào)電阻負(fù)載箱由不同數(shù)量的線繞電阻串聯(lián)而成，總阻值150 3500歐姆的 范圍內(nèi)可調(diào)。所述測量電路包括4位數(shù)碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓值和電 流值。所述保護(hù)電路包括電流互感器、電流繼電器，用于試驗(yàn)過程中被試品擊穿短路時(shí) 的過流保護(hù)，具體電路原理圖如附圖2所示，電流互感線圈測量主回路中電流值，輸出為交 流電流值，經(jīng)過R2取樣后，通過D1進(jìn)行整流，通過C1, C2和R3組成的濾波電路后，轉(zhuǎn)化成一 個(gè)12V內(nèi)的低電平直流信號，輸入比較電路中的AR2，與設(shè)備的過載電流閾值(閾值已由電 位器R1和運(yùn)放AR1設(shè)定)比較，若大于閾值，則進(jìn)入過載保護(hù)狀態(tài)，繼電器K1與試驗(yàn)回路斷 開，從而終止試驗(yàn)。正常測試的狀態(tài)下，繼電器K1處在常閉狀態(tài)。圖中D2為保護(hù)二極管，用 以保護(hù)三極管免受繼電器反沖電壓的損壞。使用本實(shí)用新型進(jìn)行測試時(shí)，如附圖1所示，將試品固定安裝完畢后，打開測試開 關(guān)，通過升壓，降壓開關(guān)調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使得變壓器的電壓按測試的需求變化，即測試回路中 的電流為一個(gè)恒定值。設(shè)備中采用4位數(shù)碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓 值和電流值，為測試回路的電流調(diào)節(jié)提供重要參數(shù)。通過對測試、停止、復(fù)位等功能開關(guān)的 操作，實(shí)現(xiàn)測試時(shí)的功能控制。上述操作通過繼電器的自鎖功能而保持需要的測試狀態(tài)，這 一狀態(tài)是通過普通繼電器將一個(gè)測試狀態(tài)轉(zhuǎn)化成一個(gè)高、低電平，并將這一電平輸入固態(tài) 繼電器，由固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)所操作的功能。為保證在進(jìn)行上述操作時(shí)繼電器的使用壽命，故 采用固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)。由于普通繼電器在常開或常閉狀態(tài)切換時(shí)，其動作的觸電處會發(fā)生打火現(xiàn)象，隨著動作次數(shù)的增多，觸電較易損壞，而采用固態(tài)繼電器具有無火花的特點(diǎn)，則不會出現(xiàn)此類打火情況，從而保證了測試裝置的安全性和性能穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，包括試驗(yàn)電路、測量電路、過載保護(hù)電路，試驗(yàn)電路分別與測量電路、過載保護(hù)電路電連接，其特征在于，所述試驗(yàn)電路包括依次串聯(lián)的調(diào)壓器、固態(tài)繼電器、升壓變壓器、可調(diào)電阻負(fù)載箱及若干功能控制開關(guān)，并且與試品串聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，其特征在于，所述測量電路包括4位 數(shù)碼顯示的電壓表和電流表，分別測量試品的電壓值和電流值。
3.如權(quán)利要求1所述浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，其特征在于，所述固態(tài)繼電器的輸 入控制電壓為12V，輸出負(fù)載電流為5A。
4.如權(quán)利要求1所述浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，其 特征在于，所述功能控制開關(guān)包 括測試開關(guān)、停止開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、升壓開關(guān)及降壓開關(guān)，以上各功能控制開關(guān)均由按鈕及 與其電連接的普通繼電器組成。
5.如權(quán)利要求1所述浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，其特征在于，所述可調(diào)電阻負(fù)載箱 由不同數(shù)量的線繞電阻串聯(lián)而成，總阻值150 3500歐姆的范圍內(nèi)可調(diào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種浪涌保護(hù)器熱穩(wěn)定測試裝置，包括試驗(yàn)電路、測量電路、過載保護(hù)電路，試驗(yàn)電路分別與測量電路、過載保護(hù)電路電連接，其特征在于，所述試驗(yàn)電路包括依次串聯(lián)的調(diào)壓器、固態(tài)繼電器、升壓變壓器、可調(diào)電阻負(fù)載箱及若干功能控制開關(guān)，并且與試品串聯(lián)。本實(shí)用新型采用固態(tài)繼電器為主控繼電器，通過繼電器自鎖功能驅(qū)動固態(tài)繼電器來實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電路的控制，可有效提高其他繼電器的使用壽命，從而保證了測試裝置安全性及性能穩(wěn)定性。
文檔編號G01R31/00GK201740830SQ20102028126
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者唐宏科, 李祥超, 趙學(xué)余 申請人:南京信息工程大學(xué)