CN110780175A - 一种多功能高压电气设备绝缘测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，包括测量电路、变频电源、升压变压器、控制面板、Cx反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块，变频电源输入端连接总电源，输出端连接升压变压器，升压变压器依次连接到CVT隔离模块和Cx反接线电流检测模块，升压变压器还连接有CVT低压输出端，升压变压器的高压输出端通过并联的CVT倒线和内部电容Cn连接到测量电路，测量电路连接到C x反接线电流检测模块，Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块连接到测量电路，测量电路连接到控制面板。本发明能够实现绝缘电阻测试和介损多通道测试，在保证测试数据准确性的同时，降低作业时间及作业风险。
Description
技术领域
本发明属于电气设备绝缘测试设备技术领域，涉及一种多功能高压电气设备绝缘测试装置。
背景技术
目前变电站设备检修测试，每台设备要求进行介损和绝缘电阻测试，需要携带介损测试仪及绝缘电阻测试仪，且需要进行分别的接线，测试现场接线繁琐，测试工作时间长，效率低，重复的拆接线对被试设备也可能会造成些损伤。
为解决存在的问题，提出实现一台仪器同时测试介损和绝缘电阻的功能，在介损测试仪基础上增加绝缘电阻测试功能，，并且具有介损多通道测试，可以测量各种高压电气设备（如变压器、电抗器、电容器、断路器、互感器等）的介损、绝缘电阻、吸收比和极化指数，同时适用于电力电缆的介损和绝缘电阻测量。作业人员只需一台设备进行单次接线，就可以完成介损测试和绝缘电阻测试工作，在保证测试数据准确性的同时，降低作业时间及作业风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，包括测量电路、变频电源、升压变压器、控制面板、C x反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块，变频电源输入端连接总电源，输出端连接升压变压器，升压变压器的高压输出端依次连接到CVT隔离模块和C x反接线电流检测模块，升压变压器的低压输出端还连接有CVT低压输出端，升压变压器的高压输出端通过并联的CVT倒线和内部电容Cn连接到测量电路，测量电路通过数字隔离通讯模块连接到C x反接线电流检测模块，Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块连接到测量电路，测量电路连接到控制面板，控制面板连接到显示器和按键。
优选的，上述C x反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块输出端、CVT低压输出端均设置插接口，插接口安装在测试仪壳体上。
优选的，上述变频电源采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出。
优选的，上述控制面板还连接有打印机和通讯接口。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：
1）本发明解决了测试介损和绝缘电阻接线繁琐，仪器携带不便；省时省力，试验人员一次接线就可以将介损和绝缘电阻同时测出，减轻现场工作量，降低成本，提高效率；
2）本发明具有介损多通道测试功能，可以同时测试4个试品的正接线介损数据；如测试变压器套管介损，一次接线就可以完成四个套管介损测试；减轻爬上爬下频繁更换测试线的麻烦。同时也保障人员和设备的安全；
3）仪器自带数据打印存储功能，便于对测试数据进行管理分析。
废气管中温度达到150-200℃，将其连接到热气出气管，一方面，能够对其进行有效利用，提高燃油利用率，另一方面，通过管道将废气引入到导热风管，避免废气散发到周围，影响操作人员健康。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是控制软件操作流程示意图；
图3是交直流转换原理框图；
图4是多通通测试功能接线图；
图5是绝缘电阻测试功能接线图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图5所示，一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，包括测量电路、变频电源、升压变压器、控制面板、C x反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块，变频电源输入端连接总电源，输出端连接升压变压器，升压变压器的高压输出端依次连接到CVT隔离模块和C x反接线电流检测模块，升压变压器的低压输出端还连接有CVT低压输出端，升压变压器的高压输出端通过并联的CVT倒线和内部电容Cn连接到测量电路，测量电路通过数字隔离通讯模块连接到C x反接线电流检测模块，Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块连接到测量电路，测量电路连接到控制面板，控制面板连接到显示器和按键。
优选的，上述C x反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块输出端、CVT低压输出端均设置插接口，插接口安装在测试仪壳体上。
优选的，上述变频电源采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出。
优选的，上述控制面板还连接有打印机和通讯接口。
本发明在介损测试仪基础上增加绝缘电阻测试功能，并且具有介损多通道测试，可以测量各种高压电气设备（如变压器、电抗器、电容器、断路器、互感器等）的介损、绝缘电阻、吸收比和极化指数，同时适用于电力电缆的介损和绝缘电阻测量。作业人员只需一台设备进行单次接线，就可以完成介损测试和绝缘电阻测试工作，在保证测试数据准确性的同时，降低作业时间及作业风险。
本发明的仪器介损和绝缘电阻测试可自动转换。一目了然的面板操作和LCD显示使得测量十分方便和迅捷。
输出短路电流可直接测量，不需要带载测量进行估算。具有测量时间快和连续测试的功能。实现功能如下：
1、具有绝缘电阻/吸收比/极化指数测量功能，具有介损Cx、tgδ测量功能，具备CVT变比测量功能；
2、具有4通道正接和1通道反接功能；
3、绝缘电阻的接线与介损测量接线完全相同，适用于介损测量的屏蔽方式同样适合绝缘电阻，测量绝缘电阻时，不需要增加任何接线工作量；
4、具有正/反接线，内/外标准电容，内/外高压多种工作模式，一体化结构，可做各种常规介损试验，不需外接任何辅助设备；
具体内容如下：
（一）硬件电路原理结构，如图1所示
数字高压绝缘电阻测试由中大规模集成电路组成。具有输出功率大，短路电流值高，输出电压等级多特点，能够满足现场各种设备的测试需要，其工作原理如下：
1、稳定的、大功率的直流高压电源设计：由机内介损测试的高压电源输出，经AC/DC变换产生直流电压，由E极输出经被测试品到达L极。
2、高精度的测量电路设计：从E到L极的电流，经过A/D转换，送入介损仪的测量***，经CPU完成运算后，将测试结果由LCD显示或打印机输出。
3、测量范围：短路电流大于100mA；输出电压250-10000V,测量电阻100KΩ-1TΩ
测量电路：傅立叶变换、复数运算等全部计算和量程切换、变频电源控制等。
控制面板：打印机、键盘、显示和通讯中转。
变频电源：采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出。
升压变压器：将变频电源输出升压到测量电压，最大无功输出2kVA / 1分钟。
介损正接测试：Cx正接线电流检测：只用于正接线测量。
Cx反接线电流检测：只用于反接线测量。
电阻测试：通过测量控制电路将交流高压转换成直流电压信号，实现绝缘电阻测试功能。
反接线数字隔离通讯：用高速数字隔离通讯电路，将反接线电流信号送到低压侧。
启动测量后高压设定值送到变频电源，变频电源用PID算法将输出缓速调整到设定值，测量电路将实测高压送到变频电源，微调低压，实现准确高压输出。根据正/反接线和内/外标准电容的设置，测量电路根据试验电流自动选择输入并切换量程，测量电路采用傅立叶变换滤掉干扰，分离出信号基波，对标准电流和试品电流进行矢量运算，幅值计算电容量，角差计算tgδ。反复进行多次测量，经过排序选择一个中间结果。测量结束，测量电路发出降压指令变频电源缓速降压到0。
（二）主机软件设计思路，如图2所示。
主要程序分为初始化、测量、显示和按键处理三大部分。
（1）初始化：
***初始化：与硬件接口相关的包括基本接口、显示、蓝牙等，同时读入出厂参数、当前菜单设置和存储数据等信息。
开机画面：仪器会同时检测按键操作，并按要求进入：出厂参数设置画面（主要是出厂校准数据）、常用设置画面（日历时钟和串口地址等）、
（2）测量：
AD采样：接收到同步码后开始采样，负责电压和电流数据的采样，然后通过FFT取得相量数据。后面的计算会按照要求选取数据，用不到的数据被忽略掉。
保存数据：这里等待数据，合并到一起。同时将有关预置参数（测量方式、Ku、）一并保存。
平均：用于减小数据波动。仪器采用8次测量数据平均，数据稳定时间约5秒钟。
（3）显示和按键处理
显示数据：仪器按照要求（不同的测量设置和数据画面格式），选取原始数据并计算结果显示。
按键处理：包含设置测量参数等多项处理。
存储打印通讯：在按键控制下，进入存储数据画面或打印数据。通讯是按照查询方式读取接收到的命令，按照通讯协议的要求执行命令或回发数据。
主要技术难点及解决方案
介损测试仪器输出电压为稳定的正玄波交流信号，而绝缘电阻测试需要直流电压测试，这样需要解决将交流电压转换为直流电压的问题。我们采用大功率整流将交流电压经过输出滤波转换为平稳的直流电压。逐级采样进行电压整流滤波，这样保证输出电压的稳定，同时也可以降低大功率整流管的发热散热问题，保护仪器内部其它元器件的稳定，保证仪器测试精度，如图3所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，其特征在于：包括测量电路、变频电源、升压变压器、控制面板、C x反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块，变频电源输入端连接总电源，输出端连接升压变压器，升压变压器的高压输出端依次连接到CVT隔离模块和C x反接线电流检测模块，升压变压器的低压输出端还连接有CVT低压输出端，升压变压器的高压输出端通过并联的CVT倒线和内部电容Cn连接到测量电路，测量电路通过数字隔离通讯模块连接到C x反接线电流检测模块，Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块连接到测量电路，测量电路连接到控制面板，控制面板连接到显示器和按键。
2.根据权利要求1所述的一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，其特征在于：C x反接线电流检测模块、Cx正接线电流检测模块和电阻测试模块输出端、CVT低压输出端均设置插接口，插接口安装在测试仪壳体上。
3.根据权利要求1所述的一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，其特征在于：变频电源采用SPWM开关电路产生大功率正弦波稳压输出。
4.根据权利要求1所述的一种多功能高压电气设备绝缘测试装置，其特征在于：控制面板还连接有打印机和通讯接口。
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