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专利名称：高电压介质损耗测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试装置，特别涉及一种用于对电力设备进行高压介 质损耗测量的高电压介质损耗测试装置。
背景技术：
为了检验电力设备的运行状况和安装质量，保证设备安全正常地运行，在 工程的交接试验、预防性试验以及检修过程中都需要进行高压介质损耗的测 量，因此高压介质损耗试验是一种保证电力设备运输、安装、检修质量及安全 运行的重要措施。
在大多数高压介质损耗试验中，测量设备的tg s是一种使用较多且较为有 效的方法；然而，现有的介质损耗测试装置的试验电压一般均为12KV以下， 当绝缘中存在气隙这种缺陷时，往往需要通过作tg S与外加电压的曲线关系曲 线tgS二f(U)来发现并确定。在以往的高压介质损耗试验中，通常都是采用工 频试验变压器升压的方式来得到试验高压。试验时需要屯源控制箱、高压试验 变压器、高压标准电容器、高压介损电桥等设备。由于试验电压很高，要求电 源的输出功率很大，所以电源部分的设备十分的笨重，布线复杂、现场干扰严 重，对现场试验造成很多的不便，导致高电压介损试验不能广泛地进行。

实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高电压介质损耗测试装置，采用谐振升压 技术替代工频升压，弥补现有的工频升压装置比较笨重，在现场放置和布线比 较麻烦，在工频状态下干扰比较严重的问题，对各种频率进行实时跟踪、反馈， 并与电桥匹配，具有较好的现场应用价值，能提高对设备的监测作用。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现
一种高电压介质损耗测试装置，其特征在于，它包括
一能输出0 160V， 40 70Hz的正弦波电源的变频电源模块；
4一通过高精度多通道AD转换器实时高速采样标准回路及被试回路的电流 信号，经分析计算，从而得出被试品的电容量及介损值的高压介损测量模块； 及
一与所述变频电源模块和高压介损测量模块连接，控制变频电源模块和高 压介损测量模块，来完成升压、测量、计算、降压等测试过程，最终得到测量 结果的控制模块。
所述变频电源模块还连接有时钟信号模块，所述时钟信号模块通过接插件 连接到所述变频电源模块中。
所述变频电源模块还连接有按键模块，便于控制所述变频电源模块。
所述高压介损测量模块包含有采集信号的信号采集模块、处理采集到信号 的处理模块和将处理后的信号传输给所述控制模块的传输模块，所述信号采集 模块和传输模块分别与所述处理模块连接。
所述高压介损测量模块还包含一提供标准信号以供所述高压介损测量模 块中处理模块分析对比的标准回路模块，所述标准回路模块与所述高压介损测 量模块中的信号采集模块连接。
所述高压介损测量模块还包含一提供被测试信号以供所述高压介损测量 模块中处理模块分析对比的被试回路模块，所述被试回路模块与所述高压介损 测量模块中的信号采集模块连接。
所述控制模块与所述高压介损测量模块之间逋过串行口通讯，完成控制功 能和数据的传送。
所述控制模块上通过接口连接打印机，输出处理结构。
本实用新型的高电压介质损耗测试装置具有如下特点
一机多用不但具有谐振升压方式测量高压介损的功能，同时还具备常规 的外接标准电容器工作方式，能自动跟踪外部电源的频率，能适合在使用串联 谐振方式升压测量介质损耗的试验。
一体化设计仪器将高压介损测试仪、变频电源等部件设计在一个机箱内， 结构紧凑，接线简单，方便搬运，为现场试验提供了方便。
自动简单全中文操作界面，直观明了，设计有自动和手动测量方式供用 户选择，结果直读。安全措施-
(1) 高压保护试品短路、击穿或高压波动，能迅速切断输出。谐振升压 时用户还可根据需要设定过压、过流值。
(2) 接地检测仪器独具接地检测功能，未接地时不能升压测量。
(3) 防"容升"测量大容量试晶时会出现电压抬高的"容升"效应，仪 器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。
大屏幕显示采用大屏幕点阵式灰白背光液晶显示器，全中文操作界面， 显示清晰明了，用户只需按提示操作即可。
打印存贮自带微型打印机，可以将测量结果打印输出。还能将测量结果 存贮在仪器内，以便日后査阅。
实时时钟仪器内带实时时钟，能记录测量的日期和时间。


图l为本实用新型的结构框图2为本实用新型的控制模块的电路原理图3为本实用新型的高压介损测量模块的电路原理图4为本实用新型的变频电源模块的电路原理图5为本实用新型的时钟信号模块的电路原理图6为本实用新型的标准回路模块的电路原理图7为本实用新型的被试回路模块的电路原理图8为本实用新型的按键显示模块的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白 了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示， 一种高电压介质损耗测试装置，它包括变频电源模块l、高 压介损测量模块2及控制模块3;控制模块3与变频电源模块1和高压介损测 量模块2之间通过串行口连接。
如图2所示，控制模块3的电路部分以单片机芯片U101为核心，通过锁存器U102连接接并控制存储模块U105，经过芯片U113连接有控制按键；单 片机芯片U101通过总线经连接模块CZ102可连接打印机，输出最后的处理结 构。
另外，单片机芯片U101通过芯片U106和U103经连接模块CZ101连接 有显示器，在实用新型中，所述显示器采用了点阵式大屏幕灰白背光液晶显示 器，全中文操作界面，清晰明了。
单片机芯片U101通过芯片U108经连接模块CZ104与变频电源模块1和 高压介损测量模块2连接，变频电源模块1和高压介损测量模块与控制模块3 之间采用串行口通讯，完成控制功能和数据的传送。
在接收到用户发出的操作指令后，控制模块3上的单片机芯片U101按要 求控制变频电源模块1和高压介损测量模块2，来完成升压、测量、计算、降 压等测试过程，最终得到测量结果。由连接的打印机打印输出，或保存在控制 模块3内部的存储模块U105上。
如图3所示，高压介损测量模块2的电路部分以单片机芯片U101为核心， 包含有采集信号的信号采集模块、处理采集到信号的处理模块和将处理后的信 号传输给所述控制模块的传输模块，所述信号采集模块和传输模块分别与所述 处理模块连接；通过由包含电压互感器PT、电流互感器CT、放大器Ulll、 运算放大器U112及电阻、电容、电感和二极管组成的信号采集模块构成高精 度多通道AD转换器实时高速采样；单片机芯片U101构成高压介损测量模块 2中的处理模块，通过由电阻和二极管组成的传输模块经连接模块P1连接到 控制模块3的连接模块CZ104 ，将单片机芯片UIOI处理后的数据传输给控制 模块3。
如图5、图6所示，高压介损测量模块2还连接有提供标准信号以供高压 介损测量模块2中处理模块分析对比的标准回路模块和提供被测试信号以供高 压介损测量模块2中处理模块分析对比的被试回路模块，所述标准回路模块和 被试回路模块与所述高压介损测量模块2中的信号采集模块连接。
所述标准回路模块其电路图参见图5，所述标准回路模块将标准信号通过 接点Cn连接到高压介损测量模块2中所述信号采集模块的连接模块P2中，由 所述的信号采集模块采集标准信号。所述被试回路模块其电路图参见图6，所述被试回路模块将被测信号通过 接点Ux-z连接到高压介损测量模块2中所述信号采集模块的连接模块P2中， 由所述的信号采集模块采集被测信号。
所述信号采集模块将从所述标准回路模块和被试回路模块采集的电流信 号输送到单片机芯片U101，经单片机芯片U101分析计算，从而得出被试品的 电容量及介损值。单片机芯片U101的测量结果通过串行口传送到控制模块3 中。
如图4所示，变频电源模块1为一个可程控的调频调幅电源，能输出0 160V， 40 70Hz的正弦波电源。
变频电源模块1由单片机芯片U301控制，通过单片机芯片U301连接的 连接模块CZ305采用串行口的方式与控制模块3的连接模块CZ104连接，接 收调节命令，按命令要求输出设定的电压。
变频电源模块1中连接有扩展模块U302，单片机芯片U301通过扩展模块 U302分别连接变频电源模块1中的指示灯，包括电源L、 N， POWER-IN、 POWER-OUT、 COM、 +12V、接地、AC220、 OUT等指示，便于査看并连接 变频电源模块1的工作状态。
由于变频电源模块1需要稳定的输出0 160V， 40 70Hz的正弦波电源， 因此单片机芯片U301通过连接模块CZ303、 CZ304连接有一产生稳定的时钟 信号的时钟模块，所述时钟模块的电路图参加图4，变频电源模块l中的连接 模块CZ303、 CZ304与所述时钟模块中的连接模块CZ401、 CZ402连接，提供 时钟信号。
为了便于对变频电源模块1进行控制，并实时了解变频电源模块1的工作 状态，变频电源模块1还连接有按键显示模块，所述按键显示模块的电路图参 见图7。
如图7所示，所述按键显示模块通过芯片U320经接点Prot5、 Prot6、 Prot7 与变频电源模块l中的扩展模块U302连接，控制变频电源模块1的工作；在 所述按键显示模块中通过连接模块CZ208可以连接显示器，显示变频电源模 块1当前的工作状态。
变频电源模块1具有体积小、重量轻、效率高、输出稳定、调节细度高等特点，还具有过流、过压、过温等保护功能，是一个数字化的智能电源。满足 了本仪器串联谐振升压的需要。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优 点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实 施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神 和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入 要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书 及其等效物界定。
权利要求1、一种高电压介质损耗测试装置，其特征在于，它包括一能输出0～160V，40～70Hz的正弦波电源的变频电源模块；一通过高精度多通道AD转换器实时高速采样标准回路及被试回路的电流信号，经分析计算，从而得出被试品的电容量及介损值的高压介损测量模块；及一与所述变频电源模块和高压介损测量模块连接，控制变频电源模块和高压介损测量模块，来完成升压、测量、计算、降压等测试过程，最终得到测量结果的控制模块。
2、 如权利要求1所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述变 频电源模块还连接有时钟信号模块，所述时钟信号模块通过接插件连接到所述 变频电源模块中。
3、 如权利要求1所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述变 频电源模块还连接有按键模块，便于控制所述变频电源模块。
4、 如权利要求1所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述高 压介损测量模块包含有采集信号的信号采集模块、处理采集到信号的处理模块 和将处理后的信号传输给所述控制模块的传输模块，所述信号采集模块和传输 模块分别与所述处理模块连接。
5、 如权利要求4所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述高 压介损测量模块还包含一提供标准信号以供所述高压介损测量模块中处理模 块分析对比的标准回路模块，所述标准回路模块与所述高压介损测量模块中的 信号采集模块连接。
6、 如权利要求4所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述高 压介损测量模块还包含一提供被测试信号以供所述高压介损测量模块中处理 模块分析对比的被试回路模块，所述被试回路模块与所述高压介损测量模块中 的信号采集模块连接。
7、 如权利要求1所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述控 制模块与所述高压介损测量模块之间通过串行口通讯，完成控制功能和数据的 传送。
8、如权利要求1所述的高电压介质损耗测试装置，其特征在于所述控 制模块上通过接口连接打印机。
专利摘要本实用新型提供一种高电压介质损耗测试装置，采用谐振升压技术替代工频升压，弥补现有的工频升压装置比较笨重，在现场放置和布线比较麻烦，在工频状态下干扰比较严重的问题，对各种频率进行实时跟踪、反馈，并与电桥匹配，具有较好的现场应用价值，能提高对设备的监测作用；它包括一能输出0～160V，40～70Hz的正弦波电源的变频电源模块；一通过高精度多通道AD转换器实时高速采样标准回路及被试回路的电流信号，经分析计算，从而得出被试品的电容量及介损值的高压介损测量模块及一与所述变频电源模块和高压介损测量模块连接，控制变频电源模块和高压介损测量模块，来完成升压、测量、计算、降压等测试过程，最终得到测量结果的控制模块。
文档编号G01R27/26GK201237620SQ20082005527
公开日2009年5月13日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者刘晓辉, 炯 李 申请人:宁波电业局;上海思创电器设备有限公司