阅读说明：本技术 一种电流互感器故障检测电路及检测方法 (Current transformer fault detection circuit and detection method ) 是由 胡志英 张琪 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电流互感器故障检测电路及检测方法,一种电流互感器故障检测电路包括：单片机、电流互感器、放大器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻及示波器；所述电流互感器的第一端与所述单片机、所述第一电容的第一端及所述第一电阻的第一端电连接,所述电流互感器的第二端与所述第一电容的第二端、所述放大器的同相输入端及所述第二电容的第一端电连接,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述放大器的反相输入端电连接,所述第二电阻的第二端与所述放大器的输出端、所述第二电容的第二端及所述示波器电连接。本发明有成本低廉及可靠性高的优点。(The invention discloses a current transformer fault detection circuit and a detection method, wherein the current transformer fault detection circuit comprises the following components: the single chip microcomputer, the current transformer, the amplifier, the first capacitor, the second capacitor, the first resistor, the second resistor and the oscilloscope are connected; the first end of the current transformer is electrically connected with the single chip microcomputer, the first end of the first capacitor and the first end of the first resistor, the second end of the current transformer is electrically connected with the second end of the first capacitor, the non-inverting input end of the amplifier and the first end of the second capacitor, the second end of the first resistor is electrically connected with the first end of the second resistor and the inverting input end of the amplifier, and the second end of the second resistor is electrically connected with the output end of the amplifier, the second end of the second capacitor and the oscilloscope. The invention has the advantages of low cost and high reliability.)

一种电流互感器故障检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及电流互感器技术领域，尤其涉及一种电流互感器故障检测电路。

背景技术

电流互感器广泛被应用于电流检测及电气火灾探测领域。在现有技术中，检测电流互感器是否故障的做法包括：1)通过检测电流互感器线圈串联电阻作为介质进行判断，这种做法的局限性在于无法将电流互感器和与电流互感器线圈阻值相近的电阻区分开，从而影响检测结果判断；2)通过在电流互感器上设置辅助绕组，检测故障时给辅助绕组输入一定电流进行判断，这种做法也存在控制复杂、成本较高等缺陷。因此，发明一种成本低廉及可靠性高的电流互感器故障检测电路成为该领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电流互感器故障检测电路。

第一方面，本发明公开了一种电流互感器故障检测电路，包括单片机、电流互感器、放大器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻及示波器；所述电流互感器的第一端与所述单片机、所述第一电容的第一端及所述第一电阻的第一端电连接，所述电流互感器的第二端与所述第一电容的第二端、所述放大器的同相输入端及所述第二电容的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述放大器的反相输入端电连接，所述第二电阻的第二端与所述放大器的输出端、所述第二电容的第二端及所述示波器电连接。

优选地，一种电流互感器故障检测电路还包括第一二极管；所述第一二极管的第一端与所述放大器的输出端电连接，所述第一二极管的第二端与所述第二电阻的第二端电连接。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第三电阻；所述第三电阻与所述第一电容并联连接。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第四电阻；所述第四电阻的第一端与所述单片机电连接，所述第四电阻的第二端与所述第一电容的第一端电连接。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第五电阻；所述第五电阻的第一端与第一二极管及所述第二电阻电连接，所述第五电阻的第二端与所述示波器电连接。

第二方面，本发明还公开了一种检测方法，所述检测方法包括第一方面所述的一种电流互感器故障检测电路，包括：

分别获取所述单片机发出的激励信号及所述电流互感器发出的电压信号；

其中，所述电压信号包括正常状态下的第一电压信号、短路状态下的第二电压信号及断路状态下的第三电压信号；

接收所述激励信号及所述电压信号，并将所述激励信号及所述电压信号放大后输出到示波器进行波形显示；

其中，正常状态下，所述电流互感器与所述第一电容发生LC谐振产生第一电压信号，所述放大器将所述第一电压信号进行放大后输出锯齿波形；

短路状态下，所述第二电压信号大小为零，所述放大器输入电压为零，输出端电压为零；

断路状态下，所述第三电压信号为所述单片机发出的激励信号，所述放大器输出端电压为零，所述示波器显示所述第二电容的充放电曲线波形。

本发明的一种电流互感器故障检测电路及检测方法具有如下有益效果，本发明公开的一种电流互感器故障检测电路包括：单片机、电流互感器、放大器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻及示波器；所述电流互感器的第一端与所述单片机、所述第一电容的第一端及所述第一电阻的第一端电连接，所述电流互感器的第二端与所述第一电容的第二端、所述放大器的同相输入端及所述第二电容的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述放大器的反相输入端电连接，所述第二电阻的第二端与所述放大器的输出端、所述第二电容的第二端及所述示波器电连接。在本实施例中，所述放大器同时接入所述单片机及所述电流互感器，所述单片机的CT_TEST端用于输出激励信号，所述放大器用于对输入电压进行放大后输出到所述示波器进行波形显示。所述电流互感器的工作状态不同，从而导致输出到所述放大器的电压大小不同。通过所述示波器中波形显示的不同，即可得出所述电流互感器的正常、短路及断路状态。本发明通过电流互感器的电感特性检测短断路故障，控制简单，成本低、可靠性高、可有效消除传统检测手段存在的弊端。本发明成本低廉及可靠性高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的一种电流互感器故障检测电路的电路图；

图2是本发明较佳实施例的一种电流互感器故障检测电路的电流互感器正常状态下的波形原理图；

图3是本发明较佳实施例的一种电流互感器故障检测电路的电流互感器短路状态下的波形原理图；

图4是本发明较佳实施例的一种电流互感器故障检测电路的电流互感器断路状态下的波形原理图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的如图1所示，包括单片机A1、电流互感器CT、放大器UA、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R3、第二电阻R4及示波器A2；所述电流互感器CT的第一端与所述单片机A1、所述第一电容C1的第一端及所述第一电阻R3的第一端电连接，所述电流互感器CT的第二端与所述第一电容C1的第二端、所述放大器UA的同相输入端及所述第二电容C2的第一端电连接，所述第一电阻R3的第二端与所述第二电阻R4的第一端及所述放大器UA的反相输入端电连接，所述第二电阻R4的第二端与所述放大器UA的输出端、所述第二电容C2的第二端及所述示波器UA电连接。本发明成本低廉及可靠性高的优点。在本实施例中，所述放大器UA同时接入所述单片机A1及所述电流互感器CT，所述单片机A1的CT_TEST端用于输出激励信号，所述放大器UA用于对输入电压进行放大后输出到所述示波器A2进行波形显示。所述电流互感器CT的工作状态不同，从而导致输出到所述放大器UA的电压大小不同。通过在所述示波器A2中观察波形的不同，即可得出所述电流互感器CT的正常、短路及断路状态。本发明通过电流互感器的电感特性检测短断路故障，控制简单，成本低、可靠性高、可有效消除传统检测手段存在的弊端。本发明成本低廉及可靠性高的优点。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第一二极管D5；所述第一二极管D5的第一端与所述放大器UA的输出端电连接，所述第一二极管D5的第二端与所述第二电阻R4的第二端电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述第一二极管D5用于整流滤波，增强了信号输出的稳定性。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第三电阻R2；所述第三电阻R2与所述第一电容C1并联连接。可以理解的是，在本实施例中，所述第三电阻R2用于泻放所述第一电容C1的储能。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第四电阻R1；所述第四电阻R1的第一端与所述单片机A1电连接，所述第四电阻R1的第二端与所述第一电容C1的第一端电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述第四电阻R1用于保护所述单片机的CT_TEST引脚，防止高压损坏。

优选地，所述一种电流互感器故障检测电路还包括第五电阻R5；所述第五电阻R5的第一端与第一二极管D5及所述第二电阻R4电连接，所述第五电阻R5的第二端与所述示波器A2电连接。

在一个优选地实施例中，请参阅图2，当所述电流互感器CT的第一端CT+与GND间正常接入电流互感器CT时，在所述单片机的CT_TEST端产生激励波形，由于所述电流互感器CT次级为线圈绕组，等效为电感，电感与所述第一电容C1组成LC谐振电路，电感在外部电流关断瞬间，谐振产生感应电压，感应电压经过所述放大器的反向输入端进行放大后输出如图2所示的锯齿波信号。

在一个优选地实施例中，请参阅图3，当所述电流互感器的第一端CT+与GND间短路时，所述放大器UA的输入端电压为0V，从而输出端ADC为0V，则示波器输出如图3所示的波形信号。

在一个优选地实施例中，请参阅图4，当所述电流互感器的第一端CT+与GND间断路时，此时只有所述放大器UA的反相输入端存在激励信号，放大器的输入端电压满足基本分压关系，因此运放器的输出端ADC为0V，且运放器的输出端电压满足所述第二电容C2电容的充放电曲线，则示波器输出如图4所述的电容充放电曲线波形。

实施例二

本发明公开了一种检测方法，所述检测方法包括实施例一所述的一种电流互感器故障检测电路，所述检测方法包括：

分别获取所述单片机发出的激励信号及所述电流互感器发出的电压信号；

其中，所述电压信号包括正常状态下的第一电压信号、短路状态下的第二电压信号及断路状态下的第三电压信号；

接收所述激励信号及所述电压信号，并将所述激励信号及所述电压信号放大后输出到示波器进行波形显示；

其中，正常状态下，所述电流互感器与所述第一电容发生LC谐振产生第一电压信号，所述放大器将所述第一电压信号进行放大后输出锯齿波形；

短路状态下，所述第二电压信号大小为零，所述放大器输入电压为零，输出端电压为零；

断路状态下，所述第三电压信号为所述单片机发出的激励信号，所述放大器输出端电压为零，所述示波器显示所述第二电容的充放电曲线波形。

综上所述，本发明公开的一种电流互感器故障检测电路及检测方法，所述一种电流互感器故障检测电路包括单片机A1、电流互感器CT、放大器UA、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R3、第二电阻R4及示波器A2；所述电流互感器CT的第一端与所述单片机A1、所述第一电容C1的第一端及所述第一电阻R3的第一端电连接，所述电流互感器CT的第二端与所述第一电容C1的第二端、所述放大器UA的同相输入端及所述第二电容C2的第一端电连接，所述第一电阻R3的第二端与所述第二电阻R4的第一端及所述放大器UA的反相输入端电连接，所述第二电阻R4的第二端与所述放大器UA的输出端、所述第二电容C2的第二端及所述示波器UA电连接。本发明成本低廉及可靠性高的优点。在本实施例中，所述放大器UA同时接入所述单片机A1及所述电流互感器CT，所述单片机A1的CT_TEST端用于输出激励信号，所述放大器UA用于对输入电压进行放大后输出到所述示波器A2进行波形显示。所述电流互感器CT的工作状态不同，从而导致输出到所述放大器UA的电压大小不同。通过所述示波器A2中波形显示的不同，即可得出所述电流互感器CT的正常、短路及断路状态。本发明通过电流互感器的电感特性检测短断路故障，控制简单，成本低、可靠性高、可有效消除传统检测手段存在的弊端。本发明成本低廉及可靠性高的优点。

以上对本发明所提供的一种电流互感器故障检测电路及检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。