CN104950149A - 电子工频耐压试验调压装置、试验接线电路及试验调压方法 - Google Patents

Abstract

电子工频耐压试验调压装置、试验接线电路及试验调压方法属于电气试验技术领域，尤其涉及一种电子工频耐压试验调压装置。本发明提供一种结构稳定、输出波形畸变小的电子工频耐压试验调压装置。本发明包括正弦波调压模块（可采用上海弗申电子科技有限公司的FZXB2000）、微机控制模块、操作面板、开关电源、高压电流模数转换器、高压电压模数转换器、低压电流模数转换器、低压电压模数转换器、高压电流接线、高压测量线、试验变压器低压线，其结构要点微机控制模块端口分别与正弦波调压模块端口、操作面板端口、开关电源端口、高压电流模数转换器端口、高压电压模数转换器端口、低压电流模数转换器端口、低压电压模数转换器端口相连。

Description

电子工频耐压试验调压装置、试验接线电路及试验调压方法

技术领域

本发明属于电气试验技术领域，尤其涉及一种电子工频耐压试验调压装置。

背景技术

根据电力行业标准，工频耐压试验需要的调压装置至少需要两块电压表、两块电流表，一个调压器。整套设备沉重（大于20公斤），同时现场接线繁多，影响试验效率。目前市场上的试验装置分别具有试验设备沉重、集成化低、自动化低等缺点。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种结构稳定、输出波形畸变小的电子工频耐压试验调压装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括正弦波调压模块（可采用上海弗申电子科技有限公司的FZXB2000）、微机控制模块、操作面板、开关电源、高压电流模数转换器、高压电压模数转换器、低压电流模数转换器、低压电压模数转换器、高压电流接线、高压测量线、试验变压器低压线，其结构要点微机控制模块端口分别与正弦波调压模块端口、操作面板端口、开关电源端口、高压电流模数转换器端口、高压电压模数转换器端口、低压电流模数转换器端口、低压电压模数转换器端口相连，高压电压模数转换器端口与高压电流接线相连，高压电压模数转换器端口与高压测量线相连，正弦波调压模块端口与试验变压器低压线相连，低压电压模数转换器输入端口一端与电阻R2一端相连，电阻R2另一端分别与低压电压模数转换器输入端口另一端、电阻R3一端相连，电阻R3另一端与试验变压器低压线相连；低压电流模数转换器输入端通过霍尔元件与试验变压器低压线相连。

作为一种优选方案，本发明所述操作面板设置有液晶显示屏、高压分压器接口、试验变压器低压输入接口、高压末端接口、功能选择区、所述开关电源的电源开关、功能键和数字键盘区、紧急停止按钮，高压分压器接口与所述高压测量线相连，试验变压器低压输入接口与所述试验变压器低压线相连，高压末端接口与所述高压电流接线相连，液晶显示屏端口、功能选择区端口、功能键和数字键盘区端口分别与微机控制模块端口相连，紧急停止按钮端口与正弦波调压模块控制端口相连。

另外，本发明所述微机控制模块包括CPU、D/A数模转换器，CPU输出端口分别与液晶显示屏输入端口、D/A数模转换器输入端口相连，D/A数模转换器输出端口与所述正弦交流调压模块输入端口相连，CPU输入端口分别与所述高压电流模数转换器输出端口、高压电压模数转换器输出端口、低压电流模数转换器输出端口、低压电压模数转换器输出端口、操作面板输出端口相连。

本发明试验接线电路，包括被试品、变压器、高压测量电容分压器、高压引线，高压测量电容分压器包括第一电容和第二电容，其结构要点被试品一端接地，被试品另一端通过高压引线分别与变压器原边一端、第一电容一端相连，第一电容另一端分别与第二电容一端、高压测量线一端相连，第二电容另一端分别与高压测量线另一端、接地线相连；变压器原边另一端与高压电流接线相连；变压器副边两端与试验变压器低压线相连。

作为一种优选方案，本发明所述变压器通过三芯电缆与试验变压器低压输入接口、高压末端接口相连。

电子工频耐压试验调压方法，包括以下步骤。

操作人员通过操作面板接通电源和设定好被试验品耐压试验电压、耐压时间、试验变压器变比、分压器变比一次设定自动保存后，启动试验装置，微机控制模块根据指令自动控制正弦交流调压模块的输出电压开始升压，输出的正弦交流电通过试验变压器低压线输出到试验变压器低压侧，通过试验变压器变为高压施加到被试设备上。

微机控制模块读取高压电压模数转换器的电压数据，如果电压为零而高压电流模数转换器、低压电流模数转换器的电流值正常则判断为未接高压测量，此时自动转换为低压电压模数转换器的电压数据乘以试验变压器变比折算的高压电压作为高压电压的测量数据。

升压时，试验电压自动从零开始按选定的升压速度升到所需额定试验电压的75%后，再以每秒2%额定试验电压的速度升到所需试验电压，开始按照预设的耐压时间自动倒计时，被试品施加电压的时间到后自动在数秒内匀速将电压回零。

在整个试验过程中微机控制模块始终监视着高压电流模数转换器、高压电压模数转换器、低压电流模数转换器、低压电压模数转换器的数值并显示在液晶显示屏上，如有异常（如电压突然变化或电流突然增大）自动降压断电（通过改变微机控制模块到正弦波调压装置的控制信号使正弦波调压装置的输出电压降为零），并在液晶显示屏进行提示。

手动升压模式下，按下紧急停止按钮，自动将输出电压快速回零。

本发明有益效果。

本发明采用电子调压方式，取代了传统的接触式调压器，无转动或滑动部分，结构更为稳定，输出波形畸变小、接线简单。

单片机整体控制，电子调压；包括升降压，具有高低压电压电流测量，过压过流保护设计。

利用模数转换器将采高、低压侧的电流和电压值的模拟值转变为数字信号传送给微机控制模块，微机控制模块通过这些信号控制正弦波调压装置输出的电压。

电子便携式程控工频耐压试验成套调压装置没有传统的接触是调压器，体积小、重量轻、波形完美、自动化程度高、集成度高、实用性强、设计新颖、操作简单。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明的操作面板示意图。

图3是本发明的试验接线示意图。

图4是本发明的简易试验接线示意图。

图5是本发明微机控制模块示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明是一种工频耐压试验的调压装置，内部集成高低压电压电流测量、调压器、过压过流保护装置。本发明内部连接如图1和2所示，在自动模式时下，操作人员通过操作面板3接通电源和设定好被试验品耐压试验电压（耐压时间、试验变压器变比、分压器变比等参数一次设定自动保存）后，启动试验装置，微机控制模块2根据指令自动控制正弦交流调压模块1的输出电压开始升压，输出的正弦交流电通过试验变压器低压线11输出到试验变压器低压侧，通过试验变压器变为高压施加到被试设备上。微机控制模块2读取高压电压模数转换器6的电压数据，如果电压为零而高压电流模数转换器5、低压电流模数转换器7的电流值正常则判断为未接高压测量，此时自动转换为低压电压模数转换器8的电压数据乘以试验变压器变比折算的高压电压作为高压电压的测量数据。升压时试验电压自动从零开始按选定的升压速度升到所需额定试验电压的75%后，再以每秒2%额定试验电压的速度升到所需试验电压，开始按照预设的耐压时间自动倒计时，被试品施加电压的时间到后自动在数秒内匀速将电压回零。在整个试验过程中微机控制模块2始终监视着高压电流模数转换器5、高压电压模数转换器6、低压电流模数转换器7、低压电压模数转换器8的数值并显示在液晶显示屏12上，如有异常自动降压断电，并在液晶显示屏12进行提示。

本发明的操作面板图2所示，用来可以实现试验电压、耐压时间、试验变压器变比、分压器变比、过压过流保护等功能的设定，并且可以切换到手动升压模式。还具有紧急停止按钮18，无论在自动升压模式和手动升压模式下只要按下紧急停止按钮18本装置则自动将输出电压快速回零，保障作业人员和被试品的安全。

本发明的试验接线如图3所示, 在外接高压测量分压器的情况下，高压测量电容分压器21和被试品19连接在高压引线22上，高压测量电容分压器21的信号线连接高压分压器接口13，高压分压器接口13为一个二芯插头，内连高压测量线10。试验变压器低压输入和高压末端接口14为一三芯插头，内连高压电流接线9和试验变压器低压线11。低压和变压器末端三芯电缆23连接在电子便携式程控工频耐压试验调压装置24的试验变压器20的低压输入和高压末端端子上。

在简易接线（无外接高压测量分压器）如图4所示，只需要低压和变压器末端三芯电缆23连接电子便携式程控工频耐压试验调压装置24和试验变压器20；高压分压器接口13不接线。

本发明的微机控制模块示意图如图5， CPU（单片机)读取操作面板3的输入指令，经过计算发出数字信号给D/A数模转换器，D/A数模转换器将接收的信号转化为模拟电压输出给正弦交流调压模块1，经过试验变压器20后变为高电压，高压测量电容分压器21测得的电压信号VH通过A/D 6模数转换器发送给CPU，低压侧电压信号VL通过A/D 8模数转换器发送给CPU，高压侧电流信号IH通过A/D 5模数转换器发送给CPU，低压侧电流信号IL通过A/D 7模数转换器发送给CPU，通过这四个信号判断被试设备状态、接线方式、调压装置状态，CPU调整发送给D/A数模转换器的数字信号，实现电压的闭环控制；高低压侧电压和电流的实时值显示在液晶显示屏12上。

本发明采用电子调压方式，取代了传统的接触式调压器，无转动或滑动部分，结构更为稳定，输出波形畸变小。常规条件下只需输入试验电压即可进行耐压试验，自动升降压，操作十分简便，接线简单，试验效率高。本发明长宽高分别为400mm*300mm*200mm体积小，重量轻设备整体重量小于5千克，便于移动、安全性高。同时本发明的生产成本低，特别适合电力行业基层试验班组的普遍配备。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电子工频耐压试验调压装置，包括正弦波调压模块、微机控制模块、操作面板、开关电源、高压电流模数转换器、高压电压模数转换器、低压电流模数转换器、低压电压模数转换器、高压电流接线、高压测量线、试验变压器低压线，其特征在于微机控制模块端口分别与正弦波调压模块端口、操作面板端口、开关电源端口、高压电流模数转换器端口、高压电压模数转换器端口、低压电流模数转换器端口、低压电压模数转换器端口相连，高压电压模数转换器端口与高压电流接线相连，高压电压模数转换器端口与高压测量线相连，正弦波调压模块端口与试验变压器低压线相连，低压电压模数转换器输入端口一端与电阻R2一端相连，电阻R2另一端分别与低压电压模数转换器输入端口另一端、电阻R3一端相连，电阻R3另一端与试验变压器低压线相连；低压电流模数转换器输入端通过霍尔元件与试验变压器低压线相连。

2.根据权利要求1所述电子工频耐压试验调压装置，其特征在于所述操作面板设置有液晶显示屏、高压分压器接口、试验变压器低压输入接口、高压末端接口、功能选择区、所述开关电源的电源开关、功能键和数字键盘区、紧急停止按钮，高压分压器接口与所述高压测量线相连，试验变压器低压输入接口与所述试验变压器低压线相连，高压末端接口与所述高压电流接线相连，液晶显示屏端口、功能选择区端口、功能键和数字键盘区端口分别与微机控制模块端口相连，紧急停止按钮端口与正弦波调压模块控制端口相连。

3.根据权利要求2所述电子工频耐压试验调压装置，其特征在于所述微机控制模块包括CPU、D/A数模转换器，CPU输出端口分别与液晶显示屏输入端口、D/A数模转换器输入端口相连，D/A数模转换器输出端口与所述正弦交流调压模块输入端口相连，CPU输入端口分别与所述高压电流模数转换器输出端口、高压电压模数转换器输出端口、低压电流模数转换器输出端口、低压电压模数转换器输出端口、操作面板输出端口相连。

4.权利要求3所述电子工频耐压试验调压装置的试验接线电路，其特征在于包括被试品、变压器、高压测量电容分压器、高压引线，高压测量电容分压器包括第一电容和第二电容，其结构要点被试品一端接地，被试品另一端通过高压引线分别与变压器原边一端、第一电容一端相连，第一电容另一端分别与第二电容一端、高压测量线一端相连，第二电容另一端分别与高压测量线另一端、接地线相连；变压器原边另一端与高压电流接线相连；变压器副边两端与试验变压器低压线相连。

5.根据权利要求4所述试验接线电路，其特征在于所述变压器通过三芯电缆与试验变压器低压输入接口、高压末端接口相连。

6.电子工频耐压试验调压方法，其特征在于包括以下步骤：

操作人员通过操作面板接通电源和设定好被试验品耐压试验电压、耐压时间、试验变压器变比、分压器变比一次设定自动保存后，启动试验装置，微机控制模块根据指令自动控制正弦交流调压模块的输出电压开始升压，输出的正弦交流电通过试验变压器低压线输出到试验变压器低压侧，通过试验变压器变为高压施加到被试设备上；

微机控制模块读取高压电压模数转换器的电压数据，如果电压为零而高压电流模数转换器、低压电流模数转换器的电流值正常则判断为未接高压测量，此时自动转换为低压电压模数转换器的电压数据乘以试验变压器变比折算的高压电压作为高压电压的测量数据；

升压时，试验电压自动从零开始按选定的升压速度升到所需额定试验电压的75%后，再以每秒2%额定试验电压的速度升到所需试验电压，开始按照预设的耐压时间自动倒计时，被试品施加电压的时间到后自动在数秒内匀速将电压回零；

在整个试验过程中微机控制模块始终监视着高压电流模数转换器、高压电压模数转换器、低压电流模数转换器、低压电压模数转换器的数值并显示在液晶显示屏上，如有异常自动降压断电，并在液晶显示屏进行提示。