[发明专利]便携式高压真空开关真空度测试仪

说明书

技术领域

本发明设计的是一种真空度测试仪，特别是一种基于便携式锂离子电源的真空开关真空度测试仪，属于真空开关真空度的测试装置。

背景技术

真空断路器的使用目前是在低压及中压领域占有极大比例，它是以真空为绝缘和熄弧介质的开关电器，今后还将在高压领域逐渐取代SF₆断路器。真空断路器与其他类型断路器相比，具有安全可靠、寿命长、维修工作量小、环境不受污染等优点。真空灭弧室是真空断路器的核心部分。为了实现电流的分断和灭弧，真空灭弧室内的压强一般不高于6.6×10^-2Pa。因此，真空度是决定真空灭弧室的开断性能的主要因素之一，真空度的降低将直接影响真空断路器的开断能力，严重时将导致其开断完全失效。经对现有技术的进一步检索，发现专利号为99202784.5，名称为开关管真空度测试仪。该专利自述为：本实用新型的目的，解决了用工频耐压法测量开关管真空度时容易造成开关管绝缘性能的坏损问题。该仪器体积小、重量轻、携带方便，测试方法简便，读数直观，结果准确无误。它广泛用于测试真空开关管的真空状态，特别适用于安装板面复杂，拆卸不便的场合。又发现申请号为02137505.4，名称为不拆卸灭弧室真空开关真空度测量仪。该专利自述为：本发明具有实质性特点和显著进步，所使用的两半圆组合式磁场线圈产生的轴向磁场与螺线管相当，提高了不拆卸真空灭弧室的真空度测量灵敏度；采用数字光隔光电隔离及电磁屏蔽技术，增强了真空度测试仪器的抗干扰能力；采用安全保护技术，保证了仪器操作者的人身安全；采用液晶屏的汉字提示，使仪器的操作与使用更加方便。但上述专利技术测量误差率大，精度低，户外无市电无法测量。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种基于便携式锂离子电源的真空开关真空度测试仪，测量误差率低，精度高，并具有户外无市电条件操作的特点。

为实现上述目的，本发明提供一种便携式高压真空开关真空度测试仪，其特征在于包括：

励磁线圈，励磁线圈是一种排线式的空心圆柱线圈，各根导线之间串联连接，线圈两端通过并口相接，励磁线圈缠绕在真空灭弧室中部，通过电容对励磁线圈放电；

测控系统，用于控制脉冲磁场和脉冲电场的产生，以及离子电流的测量、转换和显示；

锂离子电源系统，用于提供220V/50Hz的正弦波交流电和24V的直流电。

测控系统包括整流电路、晶闸管、DC/DC电路、限流电阻、A/D转换电路、数字光隔、ATmega16单片机、光电隔离与驱动器、光电隔离器、电容C1、C2、取样电阻Re。由ATmega16单片机控制，给电容C1充电，电容C1上的电压达到预定值，ATmega16单片机控制高压升压，升压器次级的高电压输出到灭弧室的触头上，同时触发晶闸管VT1导通，从而使电容C1对励磁线圈放电，当励磁线圈产生的磁场达到某一临界值时，真空灭弧室的极间会产生离子电流，离子电流经取样电阻Re、AD采样、数字光隔后输入到ATmega16单片机，经过储存在数据存储器中的离子电流-真空度拟合公式计算，将结果显示在液晶屏上。

锂离子电源系统包括：24V锂离子电池、高频升压电路、变压器、全桥整流电路和全桥逆变电路，锂离子电源输出的正弦波输出是经过逆变、高频升压，再经过全桥整流和全桥逆变之后得到的，高频升压电路采用推挽结构，控制芯片选用SG3525，输入电压一端接在变压器原边的中间抽头，另一端接在开关管S1及S2的中点，SG3525输出两路互补对称的PWM波控制S1及S2轮流导通，在变压器原边形成高频的交流电压，经过高频变压器升压、整流和滤波在电容C3上得到约350V直流电压，最后经过全桥逆变电路输出交流电压。采用ATmega16单片机，利用软件的方法得到所需的SPWM信号，ATMega16单片机的定时器/计时器T/C0、T/C2都具有PWM的功能，当T/C工作在快速PWM模式WGM01：0＝3下，可用来产生高频的PWM波形，充电器内置，可以使用市电或者太阳能电池板进行充电。

本发明还包括上位机控制软件，用于处理测试仪所测数据和控制测试仪，发出控制指令，单片机接收到标志位后进入按键中断，执行相应的操作程序；发出接收数据的指令，将单片机上传的真空度数据进行处理，同时将记录时间保存至数据库中。