整个测试系统-继电保护测试仪整个测试系统以TMS320F240为控制中心,系统框图如图5所示。TMS320F240(16位定点处理器),将高性能DSP内核和丰富的微控制器外设功能集于单片之中,从而成为传统的多微处理器单元(MCU)和昂贵的多片设计的理想替代品〔5〕。F240具有16路10bitA/D输入接口,由于它优良的性能使得依靠单一的芯片基本上可以完成系统全部功能,与常规的设计相比,利用F240芯片使得系统硬件电路简单,体积减小,介质损耗继电保护测试仪软件编程也变得容易。为实现本系统功能,F240外扩64Kbyte数据存储单元用于数据的运算处理和存储;介质损耗采用MAX715芯片提供系统所需的多种电压;介质损耗测试仪电源监控芯片MAX691确保电源的正常供应、RAM的写保护以及系统低压检测功能;通信接口采用MAX232芯片;选用了REF02精密电压/温度传感器芯片,可以同时测量环境温度;用户接口配备了192×128点阵液晶显示器和4×4介质损耗测试键盘便于参数的显示和用户的各种功能操作;而数据的采集、设缺点是接触电阻和电流噪声大。1.4 绕线电位器绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体,并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小,精度高,温度系数小,其缺点是分辨力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。1.5 金属膜电位器金属膜电位器的电阻继电保护测试仪体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辩力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。1.6 导电塑料电位器用特继电保护测试仪殊工艺将DAP绝缘油介电强度测试(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料覆在绝缘机体上绝缘油介电强度测试仪,加热聚合成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压绝缘油介电强度测试仪在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是:平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装��、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。1.7 带开关的电位器有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器1.8 预调式电位器预调式电位器在电路中,一旦调试好,用蜡封住调节位置,在一般情况下不再调节。1.9 直滑式电位器采用直滑方式改变电阻值。1.10 双连电位器有异轴双连电位器和同轴双连电位器1.11 无触继电保护测试仪点电位器无触点电位器消除了机械接触,寿命长、可靠性高,分光电式电位器、磁敏式电位器等。2、实芯碳质电阻器用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。特点:继电保护测试仪价格低廉,但其阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用。3、绕线电阻器用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。4、薄膜电阻器用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下:4.1 碳膜电阻器将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用*广泛的电阻器。4.2 金属膜电阻器。用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声,温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。高压侧有N1匝,中压侧有N2匝,则高压侧磁势为N1i1,中压侧为N2i2,如N1i1+N2i2=0,则i2=-N1·i1/N2,因N1/N2=u1/u2,故,由铭牌上给定的某一分头电压比,即可求出匝数比。 当测量低压侧绕组时,其简化电路如图3所示。由图可知,中低压匝数比为中压线电压和低压线电压之比,如设中压线电压为u2,低压为u3,则N2/N3=(u2//u3。又因低压绕组系bc继电保护测试仪相串接后与a相并接。故,总注入电流应为a相电流的1.5倍,即, 满足(8)式关系即可使中低压磁势相互抵消。通过DSP控制恒流源输出消磁电流的大小,完成测试。2.2 动态测试法基本思路 仅靠“静态”的方法并不能很好地解决测量的准确性与快速性这个矛盾。为此,本文提出了在“静态”回路电阻测测量的思路基础之上的“动态”测试法。其原理示意图见图4,图中,UN是串入绕组中的高精密标准电阻RN上端电压,E为被测绕组端电压。 跳变沿捕捉、“看门狗”、回路电阻测试仪程序的存储等都由F240实现。在测试前将全部测试钳夹住变压器端子,由计算机控制换接测量端。在二十世纪80和90年代,表面安装片状电阻被广泛接受前,回路电阻测试仪**应用中通常采用金属化孔安装的模压成型电阻。通孔安装的分立电阻一直都是在圆柱形陶瓷上沉积薄膜电阻材料制造的。回路电阻测试仪引线连接到陶瓷的两端,柱状电阻器件经过模压继电保护测试仪或涂敷,从而制作出如图1所示的被**密封的产品。而图2所示的片状电阻仅在器件的一侧是密封的。与**密封不同,片状电阻仅在包含薄膜材料的一侧进行了涂层密封。尽管在制造时对电阻单元进行了保护性密封,但在许多电信应用所处的严酷室外环境来说,这种密封并不完全牢靠。
例如,室外机柜内线路卡上的一个片状电阻会受到室外环境中温度循环和湿度的影响。如果线路卡所处的位置是美国中西部,年温度极限值可从-20oF直到超过+100oF。当冷空气来临或暴风雨时,短时间的温度波动就会达到50o。
当线路卡暴露在这种温度环继电保护测试仪境中时,核相仪在电阻焊接到印刷电路板的地方会出现机械应力。无线核相仪有机的PC板材料与陶瓷片状电核相仪阻的膨胀和收缩系数不同。FR-4PC板材料的温度膨胀系数(Tce)约为16 ppm/℃,继电保护测试仪而陶瓷材料的Tce仅约7ppm/℃。不同的膨胀和收缩速度会导致在电阻焊接点的应力,从而使电阻片在热循环过程中出现挠曲。