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专利名称：电气设备的状态测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子检测技术，尤其涉及一种电气设备的状态测试仪。
背景技术：
随时间推移，无论电气设备运行与否，都存在性能劣化问题。为了把握电气设备(装置)状态，常规手段是对主电路实施周期性的功能器件、电阻、电容、电感等采取下线方式进行检测或试验，其检测手段依据元器件的不同而不一样。这种手段很原始、费时费人力、需要足够停机时间。当今人力资源不足情况下，已经很少开展离线电气设备器件的检测试验了，只是在不得已情况下才实施。然而，这种手段仅反映器件劣化，对于装置整体劣化并不反映。所以，需要一种电气设备状态测试仪。 电气设备的系能劣化主要表现为性能低下，然后就会极易发生突发故障。电气设备的劣化在极限值范围内，一般不影响其设备正常工作，一旦劣化程度超过极限值就会出现故障，且往往是突发性的故障(事故)。所以，设备状态的在线跟踪，就是为了把握电气设备的劣化趋势，从而避免设备故障(事故)发生。国内外几乎对各种电器安全标准都会要求对产品进行耐压测试。这就可以看出耐压测试是电器安全标准的一个重要组成部分。耐压测试(Dielectric Voltage WithstandTest)也就是俗称的高压测试(High Voltage Test),通过对设备施加一个高于其额定值的电压并维持一定时间来判定设备的绝缘材料和空间距离是否符合要求的测试。国内对研制出的高压设备绝缘在线监测系统已有运用案例高压电气设备的绝缘在线监测是一种安全测试，是对地(大地)漏电流与泄漏电流测试(Leakage CurrentTest)，漏电流与泄漏电流中的泄漏电流在本质上是一样的，都是绝缘系统在电压的作用下产生的极微小的电流。它们的不同之处在于耐压测试中的漏电流是在高压的情况下产生的，而泄漏电流测试中的泄漏电流是在额定电压下产生的。

实用新型内容本实用新型提出一种电气设备的状态测试仪，包括可调节交流电压形成单元、可调节直流电压形成单元、泄漏电压及电流显示单元和测试连接单元。可调节交流电压形成单元连接到三相交流电源，生成测试用三相交流电压。可调节直流电压形成单元连接到三相交流电源，生成测试用直流电压。泄漏电压及电流显示单元连接到三相交流电源和可调节直流电压形成单元，检测泄漏电压和泄漏电流并显示泄漏电压和泄漏电流的数值。测试连接单元连接到可调节交流电压形成单元和可调节直流电压形成单元，测试连接单元还连接到待测的电气设备，测试连接单元使用测试用三相交流电压和测试用直流电压测试待测的电气设备。在一个实施例中，可调节交流电压形成单元和可调节直流电压形成单元通过电源接触器和三相自偶调压器连接到三相交流电源，电源接触器连接三相交流电源，三相自偶调压器与电源接触器串联，三相自偶调压器连接到可调节交流电压形成单元以及可调节直流电压形成单元。在一个实施例中，可调节交流电压形成单元包括升压隔离变压器和交流电压及电流泄漏显示装置。升压隔离变压器连接到三相自偶调压器。交流电压及电流泄漏显示装置连接到升压隔离变压器。在一个实施例中，可调节直流电压形成单元包括电压变换开、三相不可控整流器、泄漏电压及电流取样装置和泄漏电压及电流模拟显示装置。电压变换开关连接到三相自偶调压器。三相不可控整流器连接到电压变换开关。泄漏电压及电流取样装置连接到三相不可控整流器。泄漏电压及电流模拟显示装置连接到泄漏电压及电流取样装置。 在一个实施例中，泄漏电压及电流显示单元包括控制电源变压器、控制电源指示器、测试起停装置和数值显示单元。控制电源变压器连接到三相交流电源。控制电源指示器连接到控制电源变压器。测试起停装置连接到控制电源指示器以控制测试的开始与结束。 数值显示单元连接到可调节直流电压形成单元以显示泄漏电压及电流的数值。在一个实施例中，测试连接单元包括整流装置和逆变装置。整流装置连接到可调节交流电压形成单元和待测的电气设备，对测试用三相交流电压进行整流并施加于待测的电气设备。逆变装置连接到可调节直流电压形成单元和待测的电气设备，对测试用直流电压进行逆变并施加于待测的电气设备。本实用新型的电气设备的状态测试仪能够应用于电力电子装置、交直流电气传动系统、变频调速装置、中高频电源装置，跟踪测试数据，掌握这些电气设备的劣化趋势。

图I揭示了根据本实用新型的一实施例的电气设备的状态测试仪的结构图。图2揭示了根据本实用新型的一实施例的电气设备的状态测试仪的具体电路图。图3揭示了根据本实用新型的一实施例的电气设备的状态测试仪的具体电路图。
具体实施方式
参考图I所示，本实用新型揭示了一种电气设备的状态测试仪，包括可调节交流电压形成单元102、可调节直流电压形成单元104、泄漏电压及电流显示单元106和测试连接单元108。参考图I所示的实施例，可调节交流电压形成单元102和可调节直流电压形成单元104通过电源接触器101和三相自偶调压器103连接到三相交流电源。其中电源接触器101直接连接三相交流电源，三相自偶调压器103与电源接触器101串联，三相自偶调压器103连接到可调节交流电压形成单元102以及可调节直流电压形成单元104。可调节交流电压形成单元102连接到三相交流电源，生成测试用三相交流电压。在图I所示的实施例中，可调节交流电压形成单元102通过电源接触器101和三相自偶调压器103连接到三相交流电源。该可调节交流电压形成单元102包括升压隔离变压器120和交流电压及电流泄漏显示装置122。升压隔离变压器120连接到三相自偶调压器103。交流电压及电流泄漏显示装置122连接到升压隔离变压器120。可调节直流电压形成单元104连接到三相交流电源，生成测试用直流电压。在图I所示的实施例中，可调节直流电压形成单元104通过电源接触器101和三相自偶调压器103连接到三相交流电源。该可调节直流电压形成单元104包括电压变换开关140、三相不可控整流器142、泄漏电压及电流取样装置144和泄漏电压及电流模拟显示装置146。电压变换开关140连接到三相自偶调压器103。三相不可控整流器142连接到电压变换开关140。泄漏电压及电流取样装置144连接到三相不可控整流器142。泄漏电压及电流模拟显示装置146连接到泄漏电压及电流取样装置144。泄漏电压及电流显示单元106连接到三相交流电源和可调节直流电压形成单元104，泄漏电压及电流显示单元106检测泄漏电压和泄漏电流并显示泄漏电压和泄漏电流的数值。参考图I所示的实施例，泄漏电压及电流显示单元106包括控制电源变压器160、控制电源指示器162、测试起停装置164和数值显示单元166。控制电源变压器160连 接到三相交流电源。控制电源指示器162连接到控制电源变压器160。测试起停装置164连接到控制电源指示器162以控制测试的开始与结束。数值显示单元166连接到可调节直流电压形成单元104以显示泄漏电压及电流的数值。测试连接单元108连接到可调节交流电压形成单元102和可调节直流电压形成单元104，测试连接单元108还连接到待测的电气设备200。测试连接单元108使用测试用三相交流电压和测试用直流电压测试待测的电气设备200。参考图I所示的实施例，该测试连接单元108包括整流装置180和逆变装置182。整流装置180连接到可调节交流电压形成单元102和待测的电气设备200以对测试用三相交流电压进行整流并施加于待测的电气设备200。逆变装置182连接到可调节直流电压形成单元104和待测的电气设备200以对测试用直流电压进行逆变并施加于待测的电气设备200。图2和图3是根据本实用新型的一实施例的电气设备的状态测试仪的具体电路图。其中图2揭示了可调节交流电压形成单元、可调节直流电压形成单元和测试连接单元部分的电路。图3揭示了泄漏电压及电流显示单元部分的电路。结合图2和图3所示，本实用新型的电气设备的状态测试仪运用常规电器设备组合功能实施对电气设备进行状态测试。该测试技术主要基于电气元器件承受电压后基于漏电流特性来表征其状态劣化情况，而通常电气元器件在承受额定电压时会有一定电流流过，再施加允许的超过电压(可取装置能承受的最大电网电压波动值)，看其电流以变化情况就可以判断该元件是否良好或是否存在异常。另外，对于第一次对装置的测试数据可以做为装置状态的原始比对依据，与经过运行一段时间后对装置测得数据进行对比分析就能很清楚知道装置是否在劣化。采用调压器目的是为了满足不同电压等级的电气设备装置的测试，这样就可灵活运用于各种电气设备了。采用二极管整流得到直流电压(调压同样靠调压器)，同样是为了满足像直流电源装置、交直交变频器等类电气设备状态测试的要求。在图2和图3中，待测的电气设备可视为未知量，当电气设备通入正常额电压后，在这个额定电压下总会有一电流(通常小于1A)流入装置，再通过装置对地分布电容流回电源，在承受额定电压下流入装置的这个电流就称之为漏流(与通常所说漏流不同)，依据这个漏流就可以直接反映装置内部电气元器件性能的劣化程度。参考图2所示，可调节交流电压形成单元的工作原理如下Tl是自耦调压器，作用是为了获得较宽的测试交流(直流)电压范围。使用时自耦调压器Tl应置零。调压器T2起隔离及升压作用，也是在线测试仪安全的需要。触头Kl-I是主接触器Kl的主接触头，接通测试仪的三相电源LI、L2、L3。PVl是测试交流电压指示，PV2则是直流电压指示；PA1、PA2、PA3显示被测试电气装置的交流电流的总漏流(如电力电子器件SCR、IGBT、IGCT等及电容器)。图2中电流表回路中的“S”为绝缘插块，以便表计的串入(一般PA1、PA2、PA3三块电流表用一块表即可)，设备制造出厂时，给该设备加上额定电压时，流入装置有一很小电流(安培级以下的电流)，由于装置上电流表精度都不高，不能反映一安以下电流。所以，这里选用电流表的精度要高，以能反映安培级以下的电流，这个电流在这里定义为该电力电子装置的固有电流，这个固有电流随设备运行年数增加、器件性能劣化而增大，所以，就把这变化了的固有电流称之为漏电流，然而，根据这个漏流的变化情况就可很方便掌握其电力电子装置设备状态的良与否。ETU、ETV、ETW是测试仪的三相测试线钳，测试时只需对应钳住被测装置的三相·电源输入端子。继续参考图2所示，可调节直流电压形成单元的工作原理如下转换开关BN的作用是扩大直流电压的测试范围，使仪器的应用更灵活，转换开关BN投合左侧为低DC电压输出、转换开关BN投合右侧为高DC电压输出。U I是三相全波不可控整流桥，主要用于产生直流电压，该电压通常连接到逆变器输入端。RO是限流电阻，RU R2、R3、R4是分压电阻，从R3获直流电压DCV作为电压取样信号，送到泄漏电压电流数值显示单元由数字电压表显示。从R5获得直流电流DCA取样信号，在这里作为小电流(I安培以下电流)的电流检测，该电流显示由控制电路中的数字电流表显示。PV2是测试仪直流电压的表计显示，PA4是显示PV2电压时的直流漏电流值，表计和数字显示的目的为了满足不同用户需求而考虑的，通常用数字显示即可满足要求了。这个直流漏电流反映了逆变器及负载的状态良与否，基本同交流漏流原理相同。XT是测试信号共地端；ET+、ET-是仪器输出的直流电压测试钳，可灵活的用于与被测电力电子装置中间电路(P、N)的联接。在图2中，还包括一些辅助电路T3是该仪器控制电源变压器，HL是电源指示灯，SB1-2是测试起动按键，Kl是主电源接触器，KOC是过电流保护触点，SBl-I是测试停止按键，U2是控制电流用直流整流桥，7812为稳压电源，分别获得正负电源供给DC泄漏电压及电流的数值显示电路。图3揭示了泄漏电压及电流显示单元的工作原理。XT15为数字显示用同步信号，主要目的就是保证漏电流值与其对应下的电压的同步。DCV、DCA是来自可调节直流电压形成单元的直流电压取样信号和泄漏电流取样信号，其数字显示单元由运算放大器、触发器、及电压、电流数码显示管及KOC过流报警组成。本实用新型的电气设备的状态测试仪能够应用于电力电子装置、交直流电气传动系统、变频调速装置、中高频电源装置，跟踪测试数据，掌握这些电气设备的劣化趋势。
权利要求1.一种电气设备的状态测试仪，其特征在于，包括 可调节交流电压形成单元，连接到三相交流电源，生成测试用三相交流电压； 可调节直流电压形成单元，连接到三相交流电源，生成测试用直流电压； 泄漏电压及电流显示单元，连接到三相交流电源和可调节直流电压形成单元，检测泄漏电压和泄漏电流并显示泄漏电压和泄漏电流的数值； 测试连接单元，连接到可调节交流电压形成单元和可调节直流电压形成单元，测试连接单元还连接到待测的电气设备，测试连接单元使用所述测试用三相交流电压和测试用直流电压测试所述待测的电气设备。
2.如权利要求I所述的电气设备的状态测试仪，其特征在于，所述可调节交流电压形成单元和可调节直流电压形成单元通过电源接触器和三相自偶调压器连接到三相交流电源，所述电源接触器连接三相交流电源，三相自偶调压器与电源接触器串联，三相自偶调压器连接到可调节交流电压形成单元以及可调节直流电压形成单元。
3.如权利要求2所述的电气设备的状态测试仪，其特征在于，所述可调节交流电压形成单元包括 升压隔离变压器，连接到所述三相自偶调压器； 交流电压及电流泄漏显示装置，连接到所述升压隔离变压器。
4.如权利要求2所述的电气设备的状态测试仪，其特征在于，所述可调节直流电压形成单元包括 电压变换开关，连接到所述三相自偶调压器； 三相不可控整流器，连接到所述电压变换开关； 泄漏电压及电流取样装置，连接到所述三相不可控整流器； 泄漏电压及电流模拟显示装置，连接到所述泄漏电压及电流取样装置。
5.如权利要求I所述的电气设备的状态测试仪，其特征在于，所述泄漏电压及电流显示单元包括 控制电源变压器，连接到三相交流电源； 控制电源指示器，连接到所述控制电源变压器； 测试起停装置，连接到所述控制电源指示器，控制测试的开始与结束； 数值显示单元，连接到所述可调节直流电压形成单元，显示泄漏电压及电流的数值。
6.如权利要求I所述的电气设备的状态测试仪，其特征在于，所述测试连接单元包括 整流装置，连接到可调节交流电压形成单元和待测的电气设备，对测试用三相交流电压进行整流并施加于待测的电气设备； 逆变装置，连接到可调节直流电压形成单元和待测的电气设备，对测试用直流电压进行逆变并施加于待测的电气设备。
专利摘要本实用新型提出一种电气设备的状态测试仪，包括可调节交流电压形成单元、可调节直流电压形成单元、泄漏电压及电流显示单元和测试连接单元。可调节交流电压形成单元连接到三相交流电源，生成测试用三相交流电压。可调节直流电压形成单元连接到三相交流电源，生成测试用直流电压。泄漏电压及电流显示单元连接到三相交流电源和可调节直流电压形成单元，检测泄漏电压和泄漏电流并显示泄漏电压和泄漏电流的数值。测试连接单元连接到可调节交流电压形成单元和可调节直流电压形成单元，测试连接单元还连接到待测的电气设备，测试连接单元使用测试用三相交流电压和测试用直流电压测试待测的电气设备。
文档编号G01R31/12GK202486269SQ20122000775
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者刘俊岭, 刘珧, 周建平, 廖国斌, 李中军, 王武君, 黄志刚 申请人:宝山钢铁股份有限公司