CN102621462A - 多路电缆快速绝缘检测系统及多路电缆绝缘检测方法 - Google Patents

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Abstract

多路电缆快速绝缘检测系统及多路电缆绝缘检测方法，涉及电缆测试领域。为了解决现有的检测系统及方法对于批量检测电缆的绝缘电阻需耗费大量的人力和时间，效率低的问题。本系统将待测电缆各路连在电缆连接器上，继电器阵列、可控高压电源、数据采集模块构成测试回路。利用高压电源模块产生高压，通过数据采集模块获取回路中电流的模拟量，再经过A/D转换模块和单片机对数据进行处理，最后将测试结果上传到上位机显示和储存。本方法为逐一检测每根待测的电缆与其他所有电缆之间的绝缘性能，判断所有待检测的电缆间的绝缘电阻性能是否都合格，判断为是则测试完毕；判断为否则检测不合格电缆两两之间的绝缘性能。本系统及方法用于电缆测试领域。

Description

多路电缆快速绝缘检测系统及多路电缆绝缘检测方法
技术领域
本发明涉及检测系统及检测方法，具体涉及通信领域。 
背景技术
多路电缆(包括信号传输电缆，导电滑环等)各路间的绝缘性能是评价其质量的重要指标，如果绝缘电阻过小，将导致信号失真甚至引发安全事故。以往的绝缘检测方法通常逐对检测各路间的绝缘电阻。当待检电缆路数较多时，这种方法将耗费大量的人力和时间，不利于批量检测的应用。以50路信号电缆绝缘检测，每次检测1s为例，逐对检测共需 
Figure BDA0000153762860000011
因此找出一种快速检测方法势在必行。 
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的检测系统及方法对于批量检测电缆的的绝缘电阻需耗费大量的人力和时间，效率低的问题。从而提供了多路电缆快速绝缘检测系统及多路电缆绝缘检测方法。 
本发明所述的多路电缆快速绝缘检测系统，它包括第一继电器阵列、第二继电器阵列、第一电缆连接器、第二电缆连接器、可控高压电源模块、数据采集模块、A/D转换模块和单片机， 
所述的第一电缆连接器有M个接线端子，第二电缆连接器有M个接线端子，第一继电器阵列包括有M个继电器开关，所述M个继电器开关的一端连接在一起作为第一继电器阵列的输入端，所述M个继电器开关的另一端作为该第一继电器阵列的M个继电器开关的输出端，第一继电器阵列的M个继电器开关的输出端分别与第一电缆连接器的M个接线端子一一对应顺次连接，第二继电器阵列包括有M个继电器开关，所述M个继电器开关的一端连接在一起作为第二继电器阵列的输入端，所述M个继电器开关的另一端作为该第二继电器阵列的M个继电器开关的输出端，第二继电器阵列的M个继电器开关的输出端分别与第二电缆连接器的M个接线端子一一对应顺次连接，可控高压电源模块的两个电压输出端分别与第一继电器阵列的输入端和第二继电器阵列的输入端连接， 
数据采集模块用于采集可控高压电源模块输出的电流信号，并将该电流信号发送给A/D转换模块的模拟信号输入端，A/D转换模块将接收的模拟信号转换为数字信号后发送给单片机的数字信号输入端，单片机的高压电源控制信号输出端与可控高压电源模块的输出电压调整控制信号输入端连接以控制可控高压电源模块输出的检测电压的幅值，单片机 的第一继电器阵列控制信号输出端与第一继电器阵列的控制信号输入端连接，用于控制所述第一继电器阵列中的M个继电器开关的状态，单片机的第二继电器阵列控制信号输出端与第二继电器阵列的控制信号输入端连接，用于控制所述第二继电器阵列中的M个继电器开关的状态，其中M为整数，M≥3。 
本发明所述的基于多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法，它包括下述两个步骤： 
步骤A：逐一检测每根待测的电缆与其他所有电缆之间的绝缘性能，判断所有待检测的电缆间的绝缘电阻性能是否都合格，判断为是，则测试完毕；判断为否，则执行步骤B； 
步骤B：检测不合格电缆两两之间的绝缘性能，测试完毕。 
本发明通过将待测电缆接入电缆连接器由单片机控制继电器阵列自动完成电缆绝缘性能检测，测量周期低于1s，达到了节省时间和人力的目的。由于现有大部分电缆为合格或尽少数路不合格，使用多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法进行绝缘检测的平均耗时不到一分钟，提高了工作效率。 
附图说明
图1为多路电缆快速绝缘检测系统的电路结构示意图；图2为多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法的方法步骤A的流程图；图3为多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法的方法步骤B的流程图。 
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的多路电缆快速绝缘检测系统，它包括第一继电器阵列1、第二继电器阵列2、第一电缆连接器3、第二电缆连接器4、可控高压电源模块5、数据采集模块6、A/D转换模块7和单片机8， 
所述的第一电缆连接器3有M个接线端子，第二电缆连接器4有M个接线端子，第一继电器阵列1包括有M个继电器开关，所述M个继电器开关的一端连接在一起作为第一继电器阵列1的输入端，所述M个继电器开关的另一端作为该第一继电器阵列1的M个继电器开关的输出端，第一继电器阵列1的M个继电器开关的输出端分别与第一电缆连接器3的M个接线端子一一对应顺次连接，第二继电器阵列2包括有M个继电器开关，所述M个继电器开关的一端连接在一起作为第二继电器阵列2的输入端，所述M个继电器开关的另一端作为该第二继电器阵列2的M个继电器开关的输出端，第二继电器阵列2的M个继电器开关的输出端分别与第二电缆连接器4的M个接线端子一一对应顺次连接，可控高压电源模块5的两个电压输出端分别与第一继电器阵列1的输入端和第二继电 器阵列2的输入端连接， 
数据采集模块6用于采集可控高压电源模块5输出的电流信号，并将该电流信号发送给A/D转换模块7的模拟信号输入端，A/D转换模块7将接收的模拟信号转换为数字信号后发送给单片机8的数字信号输入端，单片机8的高压电源控制信号输出端与可控高压电源模块5的输出电压调整控制信号输入端连接以控制可控高压电源模块5输出的检测电压的幅值，单片机8的第一继电器阵列控制信号输出端与第一继电器阵列1的控制信号输入端连接，用于控制所述第一继电器阵列1中的M个继电器开关的状态，单片机8的第二继电器阵列控制信号输出端与第二继电器阵列2的控制信号输入端连接，用于控制所述第二继电器阵列2中的M个继电器开关的状态，其中M为整数，M≥3。 
具体实施方式二、本实施方式与实施方式一的不同之处在于，它还包括上位机9，单片机8通过串行通信端口与上位机9实现数据交互。 
本系统将待测电缆各路连在电缆连接器上，与2个继电器阵列、可控高压电源、数据采集模块构成测试回路。利用高压电源模块产生高压，通过数据采集模块获取回路中电流的模拟量，再经过A/D转换模块和单片机对数据进行处理，最后将测试结果上传到上位机显示和储存。同时，本系统可在两电缆连接器间加装电机驱动工装，测量导电滑环的动态绝缘性能。 
具体实施方式三、本实施方式是应用具体实施方式二所述的基于多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法，它包括下述两个步骤： 
步骤A：逐一检测每根待测的电缆与其他所有电缆之间的绝缘性能，判断所有待检测的电缆间的绝缘电阻性能是否都合格，判断为是，则测试完毕；判断为否，则执行步骤B； 
步骤B：检测不合格电缆两两之间的绝缘性能，测试完毕。 
具体实施方式四、结合图2具体说明本实施方式，本实施方式与实施方式三所述的基于多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法的不同之处在于，步骤A包括下述步骤： 
步骤一、将待测的M根电缆的一端分别与第一电缆连接器3的M个接线端子一一对应顺次连接，同时将所述M根电缆的另一端分别与第二电缆连接器4的M个接线端子一一对应顺次连接，使得第i根电缆的两端分别连接在第一电缆连接器3的第i端和第二电缆连接器4的第i端之间，上位机9根据待测电缆的个数M设定电压U和测试电缆的个数M，然后将测试电缆的个数M和电压U发送至单片机8，然后令i＝1，执行步骤二； 
步骤二、单片机8控制第一继电器阵列1中的第i个继电器开关闭合，其余的M-1个 继电器开关断开，同时，控制第二继电器阵列2中的第i个继电器开关断开，其余的M-1个继电器开关闭合，然后单片机8控制可控高压电源模块5提供电压U，执行步骤三； 
步骤三、单片机8通过数据采集模块6采集可控高压电源模块5输出的电流信号，并根据该电流信号和可控高压电源模块5输出的电压U计算获得电阻值R，执行步骤四； 
步骤四、判断步骤三获得的电阻R是否大于标准绝缘电阻值R0，判断为是，执行步骤五；判断为否，执行步骤六；其中，100MΩ≤R0≤1000MΩ，当R0≥1000MΩ时可视为无穷大； 
步骤五、第i根电缆绝缘性能合格，执行步骤七； 
步骤六、第i根电缆绝缘性能不合格，记录该根电缆的序号，执行步骤七； 
步骤七、判断i是否等于M，判断为是，执行步骤八；判断为否，则令i＝i+1执行步骤二； 
步骤八、统计所有不合格的电缆的数量X，执行步骤九； 
步骤九、判断不合格的电缆的数量X，若X为零，判断为是，则执行步骤十；判断为否，则执行步骤B； 
步骤十、待测的M根电缆的绝缘性能均合格，测试完毕。 
本实施方式通常当电缆各路间绝缘电阻在R0约为100MΩ以上时，即可达到绝缘性能的要求。而当电缆各路不存在质量问题或因老化而损坏时，路间绝缘电阻远远大于R0，无需且不易获取其精确值。利用单片机中的程序，按预定算法控制继电器阵列，调整接入的电缆线路，实现多路电缆绝缘的自动、快速测量，节省大量的人力与时间。在上位机程序内调整高压电源输出电压和进行测量的路数，以适应不同产品的需求。 
具体实施方式五、结合图3具体说明本实施方式，本实施方式与实施方式四所述的基于多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法的不同之处在于，步骤B包括下述步骤： 
步骤十二、将步骤A获得的所有X根不合格电缆重新编号，定义为第1根至第X根电缆，设m为不合格电缆中的一根，令m＝1，执行步骤十三； 
步骤十三、控制第一继电器矩阵将第m根电缆的一端与可控高压电源的一端连通，同时控制第二继电器阵列依次分别将第n根电缆的另一端与可控高压电源的另一端连通，其中n＝m+1，m+2，…，X；测量第m根电缆与第n根电缆之间的绝缘电阻R(m，n)，执行步骤十四； 
步骤十四、判断m是否等于X，判断为是，执行步骤十六；判断为否，执行步骤十五； 
步骤十五、令m＝m+1，执行步骤十三； 
步骤十六、获得所有不合格电缆两两之间的绝缘电阻，测试完毕。 
以50路信号电缆为例，对合格产品只需50个测量周期；若其有5路存在相互间绝缘性能不达标，也只需 
Figure BDA0000153762860000051
个测量周期即可完成测量，且本系统待测电缆的接入选路由程序控制自动完成，测量周期低于1s。由于现有电缆大部分为合格或尽少数路不合格，使用本方法和系统进行绝缘检测的平均耗时不到一分钟，可以大量节省测试时间和人力。 

Claims (5)

1.多路电缆快速绝缘检测系统，其特征在于，它包括第一继电器阵列(1)、第二继电器阵列(2)、第一电缆连接器(3)、第二电缆连接器(4)、可控高压电源模块(5)、数据采集模块(6)、A/D转换模块(7)和单片机(8)，
所述的第一电缆连接器(3)有M个接线端子，第二电缆连接器(4)有M个接线端子，第一继电器阵列(1)包括有M个继电器开关，所述M个继电器开关的一端连接在一起作为第一继电器阵列(1)的输入端，所述M个继电器开关的另一端作为该第一继电器阵列(1)的M个继电器开关的输出端，第一继电器阵列(1)的M个继电器开关的输出端分别与第一电缆连接器(3)的M个接线端子一一对应顺次连接，第二继电器阵列(2)包括有M个继电器开关，所述M个继电器开关的一端连接在一起作为第二继电器阵列(2)的输入端，所述M个继电器开关的另一端作为该第二继电器阵列(2)的M个继电器开关的输出端，第二继电器阵列(2)的M个继电器开关的输出端分别与第二电缆连接器(4)的M个接线端子一一对应顺次连接，可控高压电源模块(5)的两个电压输出端分别与第一继电器阵列(1)的输入端和第二继电器阵列(2)的输入端连接，
数据采集模块(6)用于采集可控高压电源模块(5)输出的电流信号，并将该电流信号发送给A/D转换模块(7)的模拟信号输入端，A/D转换模块(7)将接收的模拟信号转换为数字信号后发送给单片机(8)的数字信号输入端，单片机(8)的高压电源控制信号输出端与可控高压电源模块(5)的输出电压调整控制信号输入端连接以控制可控高压电源模块(5)输出的检测电压的幅值，单片机(8)的第一继电器阵列控制信号输出端与第一继电器阵列(1)的控制信号输入端连接，用于控制所述第一继电器阵列(1)中的M个继电器开关的状态，单片机(8)的第二继电器阵列控制信号输出端与第二继电器阵列(2)的控制信号输入端连接，用于控制所述第二继电器阵列(2)中的M个继电器开关的状态，其中M为整数，M≥3。
2.根据权利要求1所述的多路电缆快速绝缘检测系统，其特征在于，它还包括上位机(9)，单片机(8)通过串行通信端口与上位机(9)实现数据交互。
3.基于权利要求2所述的多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法，其特征在于，它包括下述两个步骤：
步骤A：逐一检测每根待测的电缆与其他所有电缆之间的绝缘性能，判断所有待检测的电缆间的绝缘电阻性能是否都合格，判断为是，则测试完毕；判断为否，则执行步骤B；
步骤B：检测不合格电缆两两之间的绝缘性能，测试完毕。
4.根据权利要求3所述的多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法，其特征在于，步骤A包括下述步骤：
步骤一、将待测的M根电缆的一端分别与第一电缆连接器(3)的M个接线端子一一对应顺次连接，同时将所述M根电缆的另一端分别与第二电缆连接器(4)的M个接线端子一一对应顺次连接，使得第i根电缆的两端分别连接在第一电缆连接器(3)的第i端和第二电缆连接器(4)的第i端之间，上位机(9)根据待测电缆的个数M设定电压U和测试电缆的个数M，然后将测试电缆的个数M和电压U发送至单片机(8)，然后令i＝1，执行步骤二；
步骤二、单片机(8)控制第一继电器阵列(1)中的第i个继电器开关闭合，其余的M-1个继电器开关断开，同时，控制第二继电器阵列(2)中的第i个继电器开关断开，其余的M-1个继电器开关闭合，然后单片机(8)控制可控高压电源模块(5)提供电压U，执行步骤三；
步骤三、单片机(8)通过数据采集模块(6)采集可控高压电源模块(5)输出的电流信号，并根据该电流信号和可控高压电源模块(5)输出的电压U计算获得电阻值R，执行步骤四；
步骤四、判断步骤三获得的电阻R是否大于标准绝缘电阻值R0，判断为是，执行步骤五；判断为否，执行步骤六；其中，100MΩ≤R0≤1000MΩ；
步骤五、第i根电缆绝缘性能合格，执行步骤七；
步骤六、第i根电缆绝缘性能不合格，记录该根电缆的序号，执行步骤七；
步骤七、判断i是否等于M，判断为是，执行步骤八；判断为否，则令i＝i+1执行步骤二；
步骤八、统计所有不合格的电缆的数量X，执行步骤九；
步骤九、判断不合格的电缆的数量X，若X为零，判断为是，则执行步骤十；判断为否，则执行步骤B；
步骤十、待测的M根电缆的绝缘性能均合格，测试完毕。
5.根据权利要求4所述的多路电缆快速绝缘检测系统的多路电缆绝缘检测方法，其特征在于，步骤B包括下述步骤：
步骤十二、将步骤A获得的所有X根不合格电缆重新编号，定义为第1根至第X根电缆，设m为不合格电缆中的一根，令m＝1，执行步骤十三；
步骤十三、控制第一继电器矩阵将第m根电缆的一端与可控高压电源的一端连通，同时控制第二继电器阵列依次分别将第n根电缆的另一端与可控高压电源的另一端连通，其中n＝m+1，m+2，…，X；测量第m根电缆与第n根电缆之间的绝缘电阻R(m，n)，执行步骤十四；
步骤十四、判断m是否等于X，判断为是，执行步骤十六；判断为否，执行步骤十五；
步骤十五、令m＝m+1，执行步骤十三；
步骤十六、获得所有不合格电缆两两之间的绝缘电阻，测试完毕。
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