CN101666851B - 一种绝缘测试、接地查找装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘测试、接地查找装置及方法以及一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法。所述绝缘接地测试及接地查找装置由主机及信号接收器组成；所述信号接收器用来接收被检测信号；所述主机包含CPU、供电单元、高压单元、绝缘/电压测试单元、接地测试单元、接地查找单元、复位单元、存贮单元、输入输出单元及通信单元；及其所述绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的使用方法；以及一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝缘测试、接地查找装置及方法，属于检测技术领域。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，引领经济发展的能源、信息、材料三大高新技术在各行各业得到了日益广泛的应用，电气电子线路广泛应用于各个行业以及人们生活的方方面面。作为自动化系统和电气化设备传递信息和能源的电气及通信线路日益复杂，并且由于其工作的复杂性，电气及通信线路成为自动化系统和电气化设备最为关键同时也是最为薄弱的环节。首先由于磨损及老化出现线路绝缘降低及接地路障造成重大事故及经济损失的事例屡见不鲜，成为影响自动化系统和电气化设备可靠性的极为重要的因素。其次当前大量使用的线路及电气设备如何评估其绝缘老化状况、绝缘剩余寿命及如何安排大修、中修、小修的修程也是一件令人头痛的事情。第三由于线路的日益复杂，当出现绝缘及接地故障时，在不影响系统中其他设备正常工作的前提下，快速查找故障点并排除故障，最大限度地减小整个系统的停机时间，是极为困难的。
由于受当前技术诊断水平的制约，目前我国电气及通信线路绝缘接地测试及接地故障查找采用的是摇表及万用表以及功能单一的以直流法为基础的绝缘接地测试仪表等，传统的检测方式存在明显的缺陷：1、测试结果误差较大，易受干扰。2、对绝缘老化数据难以管理，难以形成历史趋势分析。3、由于新设备和绝缘严重老化的设备绝缘电阻往往差不多，因此绝缘电阻不能作为绝缘老化状况的判据，对线路及电气设备的绝缘老化状况及剩余绝缘寿命难以评估。为保证安全，对运行中的线路及电气设备不管状态如何，目前采取定期安排小修、中修、大修的检修方式或者是出现故障时的应急维修方式。由于运行中的线路及电气设备实际状况差异很大，造成大量的过剩修理，浪费了大量的人力、物力、财力，同时由于绝缘故障造成的意外停机时有发生，造成重大经济损失及人身伤亡事故。4、发现接地故障时，采用的是系统停机，断开电气及通信线路，解开线把，对每条线路进行检测。这种查找方式费时费力，对一些大型的系统需要查找数天甚至数周，严重地影响了设备的正常工作，造成重大经济损失。5、接地查找耗时长，费用高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种便携式智能化网络化的可以进行绝缘、电压、接地测试、快速接地故障查找以及评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的具有综合功能的检测装置及其使用方法。
为了克服上述不足，本发明提供了改善上述不足之最新的绝缘接地测试及接地查找装置及方法。本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置，所述绝缘接地测试及接地查找装置由主机及信号接收器组成；所述信号接收器用来接收被检测信号；所述主机包含CPU、供电单元、高压单元、绝缘/电压测试单元、接地测试单元、接地查找单元、复位单元、存贮单元、输入输出单元及通信单元；所述主机的高压单元由SG3525芯片、运算放大器、多路开关、MOS管、升压变压器等组成；由CPU向SG3525及多路开关发出命令可产生50V～1000V的直流电压供给绝缘/电压测试单元和接地测试单元使用；所述主机的绝缘/电压测试单元由运算 放大器、多路开关、数模转换器等组成，高压单元将100V～1000V直流高压加到绝缘测试回路中，采用直流法测量出被测两点间的绝缘电阻，CPU向高压单元及绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令可以改变测试回路电压、测量放大倍数及测试回路分压比，从而适应20KΩ～2000MΩ宽范围的绝缘电阻测量；不加直流高压时，所述绝缘/电压测试单元可以直接测量被测两点间的电压，CPU向绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令可以改变测量放大倍数及分压比，从而适应0～1000V宽范围的电压测量；所述主机的接地测试单元由MOS管、运算放大器、数模转换器等组成；高压单元将50V～500V直流高压加到接地测试回路中，采用交流法测量出被测两点间的接地电阻，CPU向高压单元发出命令可以改变测试回路电压，从而适应1Ω～1MΩ宽范围的接地电阻测量；CPU向MOS管发出控制命令可以在0.1～1000Hz范围内调节测量信号频率，实现在多个频率下接地电阻的测量；所述主机的接地查找单元向出现接地故障的电路发射一个50V～500V电压范围0.1～1000Hz的交流信号，在故障点产生一个泄露电流，所述接收器接收和主机信号同频率的故障电流信号，据此可以查找接地故障点；所述复位单元用来给主机复位；所述存贮单元用来储存数据、所述输入输出单元用来输入指令及显示数据；所述通信单元用来通信。
优选的，一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法；所述主机的绝缘/电压测试单元测量吸收系数和回复电压，并以此为判据评估算被测线路及电气设备绝缘的老化状况及绝缘剩余寿命，指导线路及电气设备的维修工作。
优选的，所述主机的接地测试单元设有连续信号工作模式和断续信号工作模式；在连续工作模式下所述主机的接地测试单元发射 0.1～1000Hz连续方波信号；在断续工作模式下所述主机的接地测试单元发射时长为0.5秒、间隔了为0.5秒的3～1000Hz断续方波信号；断续工作模式下的信号由信号接收器检测并从喇叭或耳机变为时长为0.5秒、间隔了为0.5秒的断续声音信号，人耳更为敏感，适应于嘈杂工作环境。
优选的，所述信号接收器由信号接收天线、运算放大器、功率放大器、低通滤波器、可编程带通滤波器、喇叭、耳机、A/D转换器、LED等组成；低通滤波器截止频率为1.2kHz，带通滤波器中心频率调节范围为0.1～1000Hz。所述信号接收器有两种工作模式，接收信号经由低通滤波器时为全频工作模式，可以接收到1000Hz以下的所有频率的信号；接收信号经由带通滤波器时为选频工作模式，可以接收到所设定频率的信号。
优选的，所述信号接收器设有喇叭、耳机、LED，喇叭、耳机发出的声音的大小及LED亮灯的数量可根据接收信号大小而变化。
优选的，所述主机及信号接收器在被查电路出现同频干扰时，主机和信号接收器可以设置不同的发送和接收频率，以避免同频干扰。
优选的，所述信号接收器不使用主机发射脉冲交流信号，直接接收被测电路工作电流特征频率信号，可以查找信号电流走向及接地故障点。
优选的，所述主机的存贮单元为SRAM、FLASH、EEPROM，可以存贮测试数据。
优选的，所述主机的通信单元为RS232/485、LAN及USB，可以和计算机设备进行通信，实现对线路绝缘状态的在线监测和档案管理。
优选的，所述主机的输入输出单元为LCD、按键、打印机等，实 现测量数据的显示及测量指令参数的修改。
一种所述的绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的使用方法：
1)绝缘测试(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；
(3)CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
(4)CPU同时连续采样a、b两点的电压，取平均值，根据分压公式计算出被测两点间的绝缘电阻。
(5)如果计算数值过大或过小，CPU发出命令自动调节放大器放大倍数及分压比后重新进行绝缘电阻测量。
(6)CPU对测量数据进行存贮。
2)线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命评估(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；
(3)CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路放电；
(4)CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上充电，同时时钟开始计时；
(5)CPU同时连续采样a、b两点的电压，根据分压公式计算出被测两点间的绝缘电阻。
(6)连续测量1分钟，共测出4000个点。
(7)计算前15秒绝缘电阻的平均值R15及前60秒绝缘电阻的平均值R60。
(8)计算吸收系数：Ka＝R60/R15。
(9)CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路短时放电；
(10)30秒钟后测量a、b两点间的回复电压Ub30。
(11)将吸收系数和回复电压和标准值比较，评估线路及电气设备的绝缘老化状况，并根据经验公式估算线路及电气设备的剩余绝缘寿命，以指导线路和电气设备的维修工作。
3)电压测量(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)CPU连续采样a、b两点间的电压，取平均值。
(3)如果计算数值过大或过小，CPU发出命令自动调节放大器放大倍数重新进行电压测量。
(4)CPU对测量数据进行存贮。
4)接地测试(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率：0.1～1000Hz；
(3)CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
(4)CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在测量回路中产生相应频率的方波信号。
(5)被测两点间的电压和测量回路的电流信号经过放大后，送入A/D转换器变为数字信号后送入CPU。
(6)CPU对电压和电流数字信号进行均值处理后，计算出接地电阻，并在LCD上显示出接地电阻值和电流值大小。
(7)如果被测线路同频干扰较大，可以改变测量信号频率， 避开同频干扰，重新测量接地电阻。
(8)CPU对测量数据进行存贮。
5)接地故障查找(使用主机和信号接收器)：
(1)在主机上输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率：0.1～1000Hz；
(2)主机CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
(3)主机CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在测量回路中产生相应频率的方波信号，该信号在故障点处产生一个和输入频率相同的泄露电流。
(4)设置信号接收器接收频率和主机测量信号频率一致。
(5)在主机发射出测量信号的同时，钳形设计的信号接收器夹住被测线路，如果有故障泄露电流流过，信号接收器可以检测到故障泄露电流。
(6)信号接收器在出现接地故障的线路多个部位进行检测，可以根据喇叭或耳机发出声音的大小及LED亮灯数量的多少判断泄露电流的大小。通过检测故障泄露电流，最终查出接地故障点的具体位置。
(7)接地故障查找可以在线路带电的情况下进行查找，如果存在同频干扰，可以改变主机发射信号频率和信号接收器接收信号频率以避开同频干扰。
(8)如果现场工作环境嘈杂，所述主机应设置为断续信号工作模式，信号接收器检测到故障泄露电流时将发出断续的声音，人耳更加敏感。
6)信号检测(使用信号接收器)：
(1)将信号接收器设定为全频工作模式，对被查线路进行检查。并找出线路上信号的特征频率。
(2)将信号接收器设置为选频工作模式，并将检测频率设为特征频率，对被查线路进行检测。
本发明所述的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置及其使用方法以及一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法，在一台便携式智能化网络化的测试诊断仪表上实现了综合采用直流法和交流法进行绝缘接地测试、接地故障查找以及使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命，和传统的方法相比，具有明显的优点：
1、采用直流法测量线路的绝缘电阻，测试电压范围100V～1000V，采用高精度的仪表放大器对信号进行处理，并采用了硬件滤波器及数字滤波技术以消除干扰，提高测量的准确性。
2、具有绝缘老化状况及剩余绝缘寿命评估功能，提供了实现电气线路和设备由定期修向状态修转变的技术手段，提高了安全性，节约了成本。
3、具有通信接口，可以和计算机联网组成监测网络，利用大型数据库分析管理软件对设备的绝缘老化状态进行趋势分析和状态跟踪，进行综合分析诊断和管理，为对线路的维护检修制度的制定及维护检修工作的考核提供科学的依据。
4、采用交流法测量接地电阻，测试电压范围50V～500V，频率范围0.1～1000Hz，采用高精度的仪表放大器对信号进行处理，并采用了硬件滤波器及数字滤波技术以消除干扰，提高测量的准确性。
5、可以在线路带电工作状态下不停电、不甩线、不解线把的情 况下利用交流接地故障泄露电流对接地故障点快速进行查找，极大地减少了自动化及电气化系统设备的停机时间，产生重大的经济效益和社会效益。
6、主机和信号接收器可以设置多个检测频率，有效地抑制同频干扰。
7、定位信号频率低，仅为0.1Hz，有效地消除容性接地假象。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
附图1是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的硬件框图；
附图2是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的高压单元原理图；
附图3是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的绝缘/电压测试单元原理图；
附图4是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的接地测试单元原理图；
附图5是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的信号接收器原理图；
附图6是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的接地测试及接地故障查找信号波形图；
附图7是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的接地故障查找原理图；
附图8是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的整机结构图；
附图9是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的 主机结构图；
附图10是本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的信号接收器结构图。
具体实施方式
如附图1～10所示的本发明的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置，所述绝缘接地测试及接地查找装置由主机及信号接收器组成。所述主机包含CPU、供电单元、高压单元、绝缘/电压测试单元、接地测试单元、接地查找单元、复位单元、存贮单元、输入输出单元及通信单元；所述信号接收器用来接收被检测信号；所述主机的高压单元由SG3525芯片、运算放大器、多路开关、MOS管、升压变压器等组成。由CPU向SG3525及多路开关发出命令可产生50V～1000V的直流电压供给绝缘/电压测试单元和接地测试单元使用。
所述主机的绝缘/电压测试单元由运算放大器、多路开关、数模转换器等组成。采用直流法测量出绝缘电阻。高压单元将100V～1000V直流高压加到绝缘测试回路中，相应地在a点和b点会有不同的电位。根据分压公式可以计算出绝缘电阻：RX＝(V1/V2-1)/R2。a点和b点的电压信号分别由高精度的仪表放大器处理后送入A/D转换器转为数字信号，再送入CPU进行数字处理以滤除干扰并计算得出绝缘电阻值，计算结果送入LCD显示，送入存贮单元进行存贮。CPU向高压单元及绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令可以改变测试回路电压、测量放大倍数及测试回路分压比，从而适应20KΩ～2000MΩ宽范围的绝缘电阻测量。
使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的原理是：利用吸收现象可以获得比较客观的评估绝缘状态的准则，所谓吸收现象就是指在绝缘极化作用下吸收绝缘内部 的电荷。极化作用即是束缚电荷的位移或极化分子的缓慢定向。由于吸收电流难以测量，所述装置采用了测量吸收系数和回复电压的方法来评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命。
不加直流高压时，所述绝缘/电压测试单元可以直接测量被测两点间的电压，CPU向绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令可以改变测量放大倍数及分压比，从而适应0～1000V宽范围的电压测量。
所述主机的接地测试单元由MOS管、运算放大器、数模转换器等组成。采用交流法测量出被测两点间的接地电阻。高压单元将50V～500V直流高压加到接地测试回路中，CPU向MOS管发出控制命令控制MOS管的接通和断开，相应地在测量回路中产生0.1～1000Hz范围内所需频率的方波信号。c和d两点间电压信号v(t)和分流器上的电流信号i(t)分别经高精度仪表放大器处理后送入A/D转换器变为数字信号。电流和电压数字信号送入CPU进行数字滤波处理，利用欧姆定理计算出接地电阻：RX＝v(t)/i(t)，计算结果送入LCD显示，送入存贮单元进行存贮。CPU向高压单元发出命令可以改变测试回路电压，从而适应1Ω～1MΩ宽范围的接地电阻测量。CPU向MOS管发出控制命令可以在0.1～1000Hz范围内调节测量信号频率，实现在多个频率下接地电阻的测量，以避开同频干扰。所述主机的接地测试单元设有连续信号工作模式和断续信号工作模式。在连续工作模式下所述主机的接地测试单元发射连续方波信号；在断续工作模式下所述主机的接地测试单元发射时长为0.5秒，间隔了为0.5秒的断续方波信号。断续工作模式下的信号由信号接收器检测并从喇叭或耳机变为声音信号，人耳更为敏感，适应于嘈杂工作环境。
所述信号接收器由信号接收天线、运算放大器、功率放大器、低通滤波器、可编程带通滤波器、喇叭、耳机、A/D转换器、LED等组 成。低通滤波器截止频率为1.2kHz，带通波波器中心频率调节范围为0.1～1000Hz。所述信号接收器有两种工作模式，接收信号经由低通滤波器时为全频工作模式，可以接收到1000Hz以下的所有频率的信号；接收信号经由带通滤波器时为选频工作模式，可以接收到所设定频率的信号。所述信号接收器设有喇叭、耳机、LED，喇叭、耳机发出的声音的大小及LED亮灯的数量可根据接收信号大小而变化。
接地故障查找的原理是：所述主机的接地查找单元向出现接地故障的电路发射一个50V～500V电压范围0.1～1000Hz的交流信号，在故障点产生一个泄露电流。所述接收器接收和主机信号同频率的故障电流信号，据此可以查找接地故障点。所述主机及信号接收器在被查电路出同频干扰时，主机和信号接收器可以设置不同的发送和接收频率，以避免同频干扰。
所述信号接收器不使用主机发射脉冲交流信号，直接接收被测电路工作电流特征频率信号，可以查找信号电流走向及接地故障点。
所述主机的存贮单元为SRAM、FLASH、EEPROM，可以存贮测试数据。所述主机的通信单元为RS232/485、LAN及USB，可以和计算机设备进行通信，实现对线路绝缘状态的在线监测和档案管理。所述主机的输入输出单元为LCD、按键、打印机等，实现测量数据的显示及测量参数的修改。
一种所述的绝缘、电压、接地测试及接地查找装置的使用方法：
1)绝缘测试(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；
(3)CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
(4)CPU同时连续采样a、b两点的电压，取平均值，根据分压公式计算出被测两点间的绝缘电阻。
(5)如果计算数值过大或过小，CPU发出命令自动调节放大器放大倍数及分压比后重新进行绝缘电阻测量。
(6)CPU对测量数据进行存贮。
2)线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命评估(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；
(3)CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路放电；
(4)CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上充电，同时时钟开始计时；
(5)CPU同时连续采样a、b两点的电压，根据分压公式计算出被测两点间的绝缘电阻。
(6)连续测量1分钟，共测出4000个点。
(7)计算前15秒绝缘电阻的平均值R15及前60秒绝缘电阻的平均值R60。
(8)计算吸收系数：Ka＝R60/R15。
(9)CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路短时放电；
(10)30秒钟后测量a、b两点间的回复电压Ub30。
(11)将吸收系数和回复电压和标准值比较，评估线路及电气设备的绝缘老化状况，并根据经验公式估算线路及电气设备的剩余绝缘寿命，以指导线路和电气设备的维修工作。
3)电压测量(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)CPU连续采样a、b两点间的电压，取平均值。
(3)如果计算数值过大或过小，CPU发出命令自动调节放大器放大倍数重新进行电压测量。
(4)CPU对测量数据进行存贮。
4)接地测试(使用主机)：
(1)输入被测设备号；
(2)输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率：0.1～1000Hz；
(3)CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
(4)CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在测量回路中产生相应频率的方波信号。
(5)被测两点间的电压和测量回路的电流信号经过放大后，送入A/D转换器变为数字信号后送入CPU。
(6)CPU对电压和电流数字信号进行均值处理后，计算出接地电阻，并在LCD上显示出接地电阻值和电流值大小。
(7)如果被测线路同频干扰较大，可以改变测量信号频率，避开同频干扰，重新测量接地电阻。
(8)CPU对测量数据进行存贮。
5)接地故障查找(使用主机和信号接收器)：
(1)在主机上输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率：0.1～1000Hz；
(2)主机CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
(3)主机CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在测量回路中产生相应频率的方波信号，该信号在故障点处产生一个和输入频率相同的泄露电流。
(4)设置信号接收器接收频率和主机测量信号频率一致。
(5)在主机发射出测量信号的同时，钳形设计的信号接收器夹住被测线路，如果有故障泄露电流流过，信号接收器可以检测到故障泄露电流。
(6)信号接收器在出现接地故障的线路多个部位进行检测，可以根据喇叭或耳机发出声音的大小及LED亮灯数量的多少判断泄露电流的大小。通过检测故障泄露电流，最终查出接地故障点的具体位置。
(7)接地故障查找可以在线路带电的情况下进行查找，如果存在同频干扰，可以改变主机发射信号频率和信号接收器接收信号频率以避开同频干扰。
(8)如果现场工作环境嘈杂，所述主机应设置为断续信号工作模式，信号接收器检测到故障泄露电流时将发出断续的声音，人耳更加敏感。
6)信号检测(使用信号接收器)：
(1)将信号接收器设定为全频工作模式，对被查线路进行检查。并找出线路上信号的特征频率。
(2)将信号接收器设置为选频工作模式，并将检测频率设为特征频率，对被查线路进行检测。
本发明所述的一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置及其使用方法以及一种使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命的方法，在一台便携式智能化网络化的测 试诊断仪表上实现了综合采用直流法和交流法进行绝缘接地测试、接地故障查找以及使用所述装置利用吸收原理评估线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命，和传统的方法相比，具有明显的优点：
1、采用直流法测量线路的绝缘电阻，测试电压范围100V～1000V，采用高精度的仪表放大器对信号进行处理，并采用了硬件滤波器及数字滤波技术以消除干扰，提高测量的准确性。
2、具有绝缘老化状况及剩余绝缘寿命评估功能，提供了电气线路和设备由定期修向状态修转变的技术手段，提高了安全性，节约了成本。
3、具有通信接口，可以和计算机联网组成监测网络，利用大型数据库分析管理软件对设备的绝缘老化状态进行趋势分析和状态跟踪，进行综合分析诊断和管理，为对线路的维护检修制度的制定及维护检修工作的考核提供科学的依据。
4、采用交流法测量接地电阻，测试电压范围50V～500V，频率范围0.1～1000Hz，采用高精度的仪表放大器对信号进行处理，并采用了硬件滤波器及数字滤波技术以消除干扰，提高测量的准确性。
5、可以在线路带电工作状态下不停电、不甩线、不解线把的情况下利用交流接地故障泄露电流对接地故障点快速进行查找。极大地减少了自动化及电气化系统设备的停机时间，产生重大的经济效益和社会效益。
6、主机和信号接收器可以设置多个检测频率，有效地抵制同频干扰。
7、定位信号频率低，仅为0.1Hz，有效地消除容性接地假象。
本发明可应用于：1、铁路：信号、通信、机车、车辆及任何电 气设备及线路的绝缘接地检测、状态评估及接地故障查找；2、通讯：通讯及任何电气设备及线路的绝缘接地检测、状态评估及接地故障查找；3、电力：直流系统正、负母线的绝缘接地检测、状态评估及接地故障查找；4、其他：航空、冶金、汽车、家用电器等任何电气设备及线路的绝缘接地检测、状态评估及接地故障查找。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于，所述装置由主机及用于接收被检测信号的信号接收器组成，其中所述主机包含CPU、供电单元、高压单元、绝缘/电压测试单元、接地测试单元、接地查找单元、复位单元、存贮单元、输入输出单元及通信单元；所述主机的高压单元包括SG3525芯片、运算放大器、多路开关、MOS管、升压变压器，由CPU向SG3525芯片及多路开关发出命令以使所述高压单元产生50V～1000V的直流电压供给绝缘/电压测试单元和接地测试单元使用；所述绝缘/电压测试单元包括运算放大器、多路开关及数模转换器，高压单元将100V～1000V直流高压加到绝缘测试回路中，采用直流法测量出被测两点间的绝缘电阻，CPU向高压单元及绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令以改变测试回路电压、测量放大倍数及测试回路分压比，从而适应20KΩ～2000MΩ宽范围的绝缘电阻测量；所述绝缘/电压测试单元在未施加直流高压时直接测量被测两点间的电压，所述CPU通过向绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令以改变测量放大倍数及分压比，从而适应0～1000V宽范围的电压测量；所述接地测试单元包括MOS管、运算放大器、数模转换器并在高压单元施加50V-500V直流高压到接地测试回路时采用交流法测量出被测两点间的接地电阻，所述CPU通过向高压单元发出命令以改变测试回路电压，从而适应1Ω～1MΩ宽范围的接地电阻的测量；所述CPU通过向接地测试单元的MOS管发出控制命令以在0.1-1000Hz范围内调节测量信号频率，实现多个频率下接地电阻的测量；所述接地查找单元向出现接地故障的电路发射一个50V-500V电压范围0.1-1000Hz的交流信号，在故障点产生一个泄露电流，所述信号接收器接收和主机信号同频率的故障电流信号，并据此查找接地故障点，所述复位单元用来给主机复位；所述存贮单元用来储存数据、所述输入输出单元用来输入指令及显示数据，所述通信单元用来通信。
2.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于，所述CPU通过控制绝缘/电压测试单元测量吸收系数和回复电压，并将吸收系数与回复电压的标准值评估设备的绝缘老化状况。
3.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于：所述接地测试单元包括连续信号工作模式和断续信号工作模式；在连续工作模式下所述接地测试单元发射0.1～1000Hz连续方波信号；在断续工作模式下所述主机的接地测试单元发射时长为0.5秒、间隔为0.5秒的3～1000Hz断续方波信号。
4.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于：所述信号接收器包括信号接收天线、运算放大器、功率放大器、低通滤波器、可编程带通滤波器、喇叭、耳机、A/D转换器、LED，所述低通滤波器截止频率为1.2kHz，所述带通滤波器中心频率调节范围为0.1～1000Hz，所述信号接收器有包括全频和选频两种工作模式，在全频工作模式下所述信号接收器经由低通滤波器接收1000Hz以下的所有频率的信号；在选频工作模式下所述信号接收器经由带通滤波器接收设定频率的信号。
5.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于，所述主机及信号接收器在被测电路出现同频干扰时，主机和信号接收器改变发送和接收频率。
6.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于，所述信号接收器直接接收被测电路工作电流特征频率信号，以查找信号电流走向及接地故障点。
7.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于，所述主机的存贮单元包括SRAM、FLASH、EEPROM。
8.一种如权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置的使用方法：
1）绝缘测试：
（1）输入被测设备号；
（2）输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；
（3）CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
（4）CPU同时连续采样a、b两点的电压，取平均值，根据分压公式计算出被测两点间的绝缘电阻；
（5）当计算数值过大或过小时，CPU发出命令自动调节放大器放大倍数及分压比后重新进行绝缘电阻测量；
（6）CPU对测量数据进行存贮；
2）线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命评估：
（1）输入被测设备号；
（2）输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；
（3）CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路放电；
（4）CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上充电，同时时钟开始计时；
（5）CPU同时连续采样a、b两点的电压，根据分压公式计算出被测两点间的绝缘电阻；
（6）连续测量1分钟，共测出4000个点；
（7）计算前15秒绝缘电阻的平均值R15及前60秒绝缘电阻的平均值R60；
（8）计算吸收系数：Ka=R60/R15；
（9）CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路短时放电；
（10）30秒钟后测量a、b两点间的回复电压Ub30；
（11）将吸收系数和回复电压和标准值比较，评估线路及电气设备的绝缘老化状况，并根据经验公式估算线路及电气设备的剩余绝缘寿命，以指导线路和电气设备的维修工作；
3）电压测量：
（1）输入被测设备号；
（2）CPU连续采样a、b两点间的电压，取平均值；
（3）当计算数值过大或过小时，CPU发出命令自动调节放大器放大倍数重新进行电压测量；
（4）CPU对测量数据进行存贮；
4）接地测试：
（1）输入被测设备号；
（2）输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率：0.1～1000Hz；
（3）CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
（4）CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在测量回路中产生相应频率的方波信号；
（5）被测两点间的电压和测量回路的电流信号经过放大后，送入A/D转换器变为数字信号后送入CPU；
（6）CPU对电压和电流数字信号进行均值处理后，计算出接地电阻，并在LCD上显示出接地电阻值和电流值大小；
（7）当被测线路同频干扰较大时，改变测量信号频率，避开同频干扰，重新测量接地电阻；
（8）CPU对测量数据进行存贮；
5）接地故障查找：
（1）在主机上输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率：0.1～1000Hz；
（2）主机CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加于被测线路上；
（3）主机CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在测量回路中产生相应频率的方波信号，该信号在故障点处产生一个和输入频率相同的泄露电流；
（4）设置信号接收器接收频率和主机测量信号频率一致；
（5）在主机发射出测量信号的同时，钳形设计的信号接收器夹住被测线路，当有故障泄露电流流过时，信号接收器能够检测到故障泄露电流；
（6）信号接收器在出现接地故障的线路多个部位进行检测，根据喇叭或耳机发出声音的大小及LED亮灯数量的多少判断泄露电流的大小，通过检测故障泄露电流，最终查出接地故障点的具体位置；
（7）接地故障查找在线路带电的情况下进行查找，当存在同频干扰时，通过改变主机发射信号频率和信号接收器接收信号频率避开同频干扰；
（8）当现场工作环境嘈杂时，所述主机应设置为断续信号工作模式，信号接收器检测到故障泄露电流时将发出断续的声音，人耳更加敏感；
6）信号检测：
（1）将信号接收器设定为全频工作模式，对被查线路进行检查，并找出线路上信号的特征频率；
（2）将信号接收器设置为选频工作模式，并将检测频率设为特征频率，对被查线路进行检测。
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| CN101907675B (zh) * | 2010-06-25 | 2012-09-05 | 江苏省电力公司泗洪县供电公司 | 一种配网线路故障查找方法 |
| CN101923128A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-12-22 | 南京工业职业技术学院 | 智能型三相设备安全检测仪 |
| CN102128984A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-07-20 | 河南省电力公司南阳供电公司 | 一种程控电源绝缘电阻和接地电阻综合测试仪 |
| TW201303318A (zh) * | 2011-04-28 | 2013-01-16 | Aerovironment Inc | 脈衝式失落接地偵測器電路 |
| CN102955080A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-03-06 | 重庆融海超声医学工程研究中心有限公司 | 用于测量电学参数的便携式测量仪及其测量方法 |
| CN102778630A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-11-14 | 清华大学 | 多路电气线路快速检测系统及方法 |
| CN102788934B (zh) * | 2012-07-25 | 2015-09-30 | 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 | 查找线路接地故障点的方法及装置 |
| CN103063989A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-24 | 四川电力科学研究院 | 基于回复电压法的变压器油纸绝缘状态测试装置及控制方法 |
| CN103399266A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-11-20 | 常熟市苏常工程质量检测有限公司 | 一种绝缘性测试设备 |
| CN103472345B (zh) * | 2013-10-11 | 2015-11-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种电气设备接地线老化检测电路 |
| RU2556299C1 (ru) * | 2014-02-04 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Способ определения остаточного ресурса электропроводки |
| CN103852683B (zh) * | 2014-03-07 | 2017-03-15 | 华为技术有限公司 | 一种检测电路和方法 |
| CN104591347B (zh) * | 2015-01-07 | 2016-05-04 | 成都邦研科技有限公司 | 酸性氧化电位水生成器绝缘系统 |
| CN107238777A (zh) * | 2016-03-28 | 2017-10-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 暗埋线路故障检测装置和方法 |
| CN106443367A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种用于配电线路接地故障点查找的发信机 |
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| CN109342847A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-02-15 | 盛隆电气集团有限公司 | 一种配用电智能故障处理系统 |
| CN111884730B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-03-18 | 金桥 | 一种无线通信信号检测用抗干扰装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1617390A (zh) * | 2004-11-22 | 2005-05-18 | 苏州市普华电力工程有限公司 | 智能接地棒系统 |
| CN2722265Y (zh) * | 2004-09-17 | 2005-08-31 | 姜洪腾 | 直流接地在线测试仪 |
| CN1866038A (zh) * | 2005-07-07 | 2006-11-22 | 高政 | 发电厂、变电站大型接地网检测技术及其检测系统 |
| CN201130227Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-10-08 | 上海市电力公司超高压输变电公司 | 一种便携式直流接地查找仪 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6420879B2 (en) * | 1998-02-02 | 2002-07-16 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for measurement of partial discharge signals in high voltage apparatus |
| JP2000356657A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Fujikura Ltd | 電圧計測システム |
-
2009
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN2722265Y (zh) * | 2004-09-17 | 2005-08-31 | 姜洪腾 | 直流接地在线测试仪 |
| CN1617390A (zh) * | 2004-11-22 | 2005-05-18 | 苏州市普华电力工程有限公司 | 智能接地棒系统 |
| CN1866038A (zh) * | 2005-07-07 | 2006-11-22 | 高政 | 发电厂、变电站大型接地网检测技术及其检测系统 |
| CN201130227Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-10-08 | 上海市电力公司超高压输变电公司 | 一种便携式直流接地查找仪 |
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