CN105137165B - 一种可对试品泄漏电流进行高精度测量的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可对试品泄漏电流进行高精度测量的试验装置，其包括主机、直流高压发生器、高压测试线、电流采集模块和绝缘支撑结构；高压测试线上端连接电流采样模块，下端连接直流高压发生器；电流采集模块连接半圆形金属挂钩，电流采集模块的下端连接高压测试线，电流采集模块下部固定在绝缘空筒的上端；绝缘支撑结构的上部的绝缘空筒借助绝缘支架支撑在试品的侧面部位，绝缘支撑结构下部的绝缘支撑杆下端支撑于地面上；直流高压发生器的顶端接线端子连接高压测试线的下端。采用本发明可避免试验导线上的泄漏电流影响测试结果的准确性，同时降低电气试验人员触电风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试试品泄露电流的试验装置，具体是一种在被试品高压端直接测取泄漏电流值，并已无线方式向主机发送数据信息的试验装置，文中的试品为避雷器、直瓶、套管和互感器等产品。
背景技术
目前，避雷器等其他电力产品，经常需要测试其泄露电流，一般存在下述缺点：
1、高压测试线上的泄漏电流影响测试精度
以往在测量试品泄漏电流值时，高压测试线也会出现泄漏电流，影响测量结果的准确性。
2、采用人力通过绝缘杆支撑试验导线，触电风险大
以往常常采用人力通过绝缘杆支撑试验导线，人员触电风险大。
因此，迫切需要一种使用方便的测试装置.
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可提高泄露电流测试精度、结构简单且操作方便的直接测取试品泄漏电流且无线输出数据的试验装置。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种可对试品泄漏电流进行高精度测量的试验装置，其关键技术在于：其包括主机、直流高压发生器、高压测试线、电流采样模块、绝缘支撑结构以及悬挂于试品顶端的接线端子上的半圆形金属挂钩；
所述高压测试线上端连接电流采样模块，下端连接直流高压发生器，其上半段由绝缘支撑结构的上部的绝缘空筒的内腔支撑，下半段自由悬挂在绝缘支撑结构的上部的绝缘空筒下方；
所述电流采样模块连接半圆形金属挂钩，电流采样模块的下端连接高压测试线，电流采样模块下部固定在绝缘空筒的上端；
所述绝缘支撑结构包括上部的绝缘空筒、中间位置的绝缘支架和下部的绝缘支撑杆，所述绝缘空筒借助绝缘支架支撑在试品的侧面部位，所述绝缘支撑杆下端支撑于地面上；所述高压测试线的上半段经绝缘空筒下端开孔穿入其内腔，再经过绝缘空筒的内腔后连接至电流采样模块；
所述直流高压发生器的顶端接线端子连接高压测试线的下端，直流高压发生器底部交流高频电源输入口通过绝缘导线连接至主机的高频变压器的高频电源输出口。
所述主机包括第一CPU、直流脉冲发生器、高频变压器、控制面板和无线数据接收模块；所述第一CPU分别接直流脉冲发生器、无线数据接收模块和控制面板的相应端口；所述高频变压器的输出端接直流高压发生器的相应输入端，所述高频变压器的输入端接直流高压发生器的相应输出端；
所述直流高压发生器输出的直流高压经过电流采样模块加至试品的高压端；
所述直流高压发生器的接地端接地。
所述电流采样模块包括采样电阻、滤波器、A/D转换器、第二CPU和无线数据发射模块；
所述滤波器输入端连接采样电阻两端，所述滤波器输出端连接A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端连接第二CPU，所述无线数据发射模块的输入端连接至第二CPU的相应输出端；
所述无线数据发射模块与无线数据接收模块无线连接。
所述绝缘支撑结构包括上部的绝缘空筒、中间位置的绝缘支架和下部的绝缘支撑杆；
所述绝缘空筒分为上、下相铰接的两段，上段的顶端与半圆形金属挂钩可靠固定，所述绝缘空筒的上段通过铰链连接绝缘支架，所述绝缘支架抵靠在试品上，绝缘空筒的下段与绝缘支撑杆铰接，所述绝缘支撑杆下端抵靠在地面上；所述高压测试线的上半段经绝缘空筒下端开孔穿入其内腔，再经过绝缘空筒的内腔连接至电流采样模块。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1. 消除了高压测试线上的泄漏电流对测试精度影响
以往在测量试品泄漏电流值时，微安表连接在直流高压发生器顶端，因高压测试线上的泄漏电流，常常造成测量结果不准确。现将电流采样模块（微安表）直接置于被试品高压端，测得电流值不是通过导线而是通过无线方式上传至主机，所测电流值即为被试品真实电流值，从而提高了测试结果的准确性。通过应用直接测取试品泄漏电流且无线输出数据的试验装置，泄漏电流测试准确性达到100%。现场泄漏电流测试效率提高50%。
2. 采用本绝缘支撑结构，防止现场人员触电
以往常常采用人力通过绝缘杆支撑试验导线，人员触电风险大。现采用本绝缘支撑结构，有效降低人身触电风险。
3. 成功解决了高电压下重污试品的泄漏电流测取问题
高电压下测量重污试品泄漏电流，因杂散电流大，很难保证测得电流值准确。现通过电流采样模块上置、无线数据上传，有效降低了杂散电流的影响，从而实现了高电压下重污试品的泄漏电流的可靠测取。采用本发明避免试验导线上的泄漏电流影响测试结果的准确性，同时降低电气试验人员触电风险。
附图说明
图1是本发明现场接线示意图；
图2是本发明测量原理框图；
图3是本电流采样模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。
参见附图1-附图3，本实施例由主机1、直流高压发生器13、高压测试线7、电流采样模块5、绝缘支撑结构31五部分组成，再经过集中整合，通过主机1的控制面板21进行试验操作。
所述高压测试线7上端连接电流采样模块5，下端连接直流高压发生器13，其上半段由绝缘支撑结构31的上部的绝缘空筒32的内腔支撑，下半段自由悬挂在绝缘支撑结构31的上部的绝缘空筒32下方；
所述电流采样模块5连接半圆形金属挂钩6，下端连接高压测试线7，其下部可靠固定在绝缘支撑结构31的上部的绝缘空筒32上端；半圆形金属挂钩6可悬挂于试件9顶端的接线端子上；绝缘支撑结构31的上部的绝缘空筒32依靠绝缘支架8支撑在试件9的侧面部位，下部绝缘支撑杆33下端置地并以地面为支撑；直流高压发生器13顶端接线端子15连接高压测试线7下端，底部交流高频电源输入口14通过专用绝缘导线17连接至主机1的高频电源输出口3。
所述主机1包括第一CPU18、直流脉冲发生器19、高频变压器20、控制面板21和无线数据接收模块22；所述第一CPU18连接直流脉冲发生器19、无线数据接收模块22、控制面板21；高频变压器20连接直流脉冲发生器19、直流高压发生器13。
参见附图3，所述电流采样模块5由采样电阻26、滤波器27、A/D转换器28、第二CPU29、无线数据发射模块30组成；滤波器27输入端连接采样电阻26两端，滤波器27输出端连接A/D转换器28的输入端，接A/D转换器28的输出端连接第二CPU29，无线数据发射模块30的输入端连接至第二CPU29。直流高压发生器13输出的直流高压经过电流采样模块5加至试品25的高压端后，试品25流过的泄漏电流流经电流采样模块5中的采样电阻26，如图3所示。采样电阻两端的采样电压输入滤波器27的输入端进行滤波。滤波器27输出的采样电压输入A/D转换器28的输入端，转换为数字信号。转换器28的将数字电压信号输入第二CPU29进行计算，得出泄漏电流结果，输出至无线数据发射模块30，无线数据发射模块30通过无线方式将泄漏电流信号发送至主机1的无线数据接收模块22，如图2所示。
所述绝缘支撑结构31包括上部的绝缘空筒32、中间位置的绝缘支架8和下部绝缘支撑杆33；
上部的绝缘空筒32顶端与半圆形金属挂钩6可靠固定；绝缘支架8与上部的绝缘空筒32通过阻力较大的铰链连接，可调整绝缘支架8与上部的绝缘空筒32之间的张开角度；高压测试线7的上半段经上部的绝缘空筒32下端开孔穿入绝缘空筒32的内腔，再经过绝缘空筒32的内腔连接至电流采样模块5；上部的绝缘空筒32分为上、下两段，两者之间使用阻力较大的铰链连接，可调整上、下两段之间的弯曲角度，高压测试线7经过上述铰链位置时采用跳线连接。
试验前根据被试品9的伞裙结构适当调整绝缘支架8与绝缘支撑结构31的张开角度，使其能支撑在被试品9的伞裙上。顶持绝缘支撑结构31，使其顶端的金属挂钩6固定在试品9顶端的接线端子上，绝缘支架8可靠支撑在被试品9的伞裙上。最终将绝缘支撑结构31下部的绝缘支撑杆33下端置于地面后即可松手，由绝缘支撑结构31自主支撑固定。
参见附图2，工作时第一CPU18可控制直流脉冲发生器19输出脉冲的幅度，直流脉冲发生器19的输出脉冲幅值调整范围为0～200V，频率为20kH。直流脉冲发生器19输出的脉冲波经高频变压器20升压，电压幅值增大到原来的25倍。高频变压器20输出的高频交流电流通入直流高压发生器13的输入端，经电容二极管60倍升压电路整流升压，变为高压直流电流。直流电压调整范围为0～300kV。直流高压发生器13输出的直流高压经过电流采样模块5加至试品25的高压端。直流高压发生器13下部为支架12。
无线数据接收模块22将接收的泄漏电流信号传输至主机1的第一CPU18，最终经控制面板进行数据显示及打印。
本文中提到的直流高压发生器、直流脉冲发生器、无线数据接收模块、无线数据发射模块、第一CPU、第二CPU、高频变压器、滤波器、A/D转换器等模块或器件具采用现有市面上的常用器件即可。
比如直流高压发生器可采用华天电力生产的ZGF系列直流高压发生器；
滤波器可采用昆山德菲尔电子科技有限公司生产的单相、三项或插座式滤波器。直流脉冲发生器可采用上海东茂电子科技有限公司生产的直流脉冲发生器。高频变压器可采用揭阳市日强电气有限公司生产的变压器。无线数据接收和发射模块可采用深圳市智安宝电子有限公司生产的配套的无线发射和接收模块，如ZF-9 大功率发射模块、ZR8-J 接收模块。A/D转换器可采用爱普电子生产的AC-DC 模块或深圳晶格电子有限公司生产的A/D转换器，当然上述模块采用其他产品也行，满足使用要求即可。
所述控制面板21包括显示屏和相应的输出输出设备，或者为触摸屏，或者为人机交互控制界面等，输出输出设备可谓键盘、鼠标或按钮等。第一CPU、第二CPU可采用单片机即可，如MSP430单片机，或STC单片机系列单品机，其最新型号——STC12C5A60S2（宏晶科技产）等，满足使用要求即可。
使用本实施例进行测试时的使用方法如下：
1、试验前根据被试品9的伞裙结构适当调整绝缘支架8与绝缘支撑结构31的张开角度，使其能支撑在被试品9的伞裙上。顶持绝缘支撑结构31，使其顶端的金属挂钩6固定在试品9顶端的接线端子上，绝缘支架8可靠支撑在被试品9的伞裙上。最终将绝缘支撑结构31下部的绝缘支撑杆33下端置于地面后即可松手，由绝缘支撑结构31自主支撑固定。
2、使用接地铜编织线连接在现场接地端与主机1、直流高压发生器13、试品9的接地端子之间，并确认连接良好、可靠。
3、将高压测试线7下端连接至直流高压发生器13顶部接线端子上。
4、使用专用绝缘导线17连接主机1的高频电源输出口3与直流高压发生器13底部的交流高频电源输入口14。
5、打开主机1，根据被试品9的试验标准，向其施加直流高压。第一CPU18对直流脉冲发生器19进行控制，逐步提高直流脉冲幅值，进而通过高频变压器20、直流高压发生器23向试品9逐步施压。
直流高压发生器13输出的直流高压经过电流采样模块5加至试品25的高压端后，试品25流过的泄漏电流流经电流采样模块5中的采样电阻26，如图3所示。采样电阻两端的采样电压输入滤波器27的输入端进行滤波。滤波器27输出的采样电压输入A/D转换器28的输入端，转换为数字信号。转换器28的将数字电压信号输入第二CPU29进行计算，得出泄漏电流结果，输出至无线数据发射模块30，如图3所示。无线数据发射模块30通过无线方式将泄漏电流信号发送至主机1的无线数据接收模块22，如图2所示。
无线数据接收模块22将接收的泄漏电流信号传输至主机1的第一CPU18，最终经控制面板进行数据显示及打印。
本发明整体结构比较简单，可在避雷器等多种产品上推广使用，具有下述特点：
（1）提高泄漏电流测试精度
将电流采样模块5直接置于被试品高压端，测得电流值不是通过导线而是通过无线方式上传至主机，所测电流值即为被试品真实电流值，从而提高了测试结果的准确性。
（2）采用本绝缘支撑结构，降低触电风险
现采用本绝缘支撑结构，在泄漏电流测试过程中，电气试验人员无需靠近高压带电部位，有效降低人员触电风险。
（3）解决了高电压下重污试品的泄漏电流测取问题
通过电流采样模块5上置、无线数据上传，有效降低了杂散电流的影响，从而实现了高电压下重污试品的泄漏电流的可靠测取。
（4）增加试验数据自动分析功能
本发明进一步的改进还可具有下述效果：在测试过程中自动取点，测试后自动绘制电压——电流曲线，显著增强对试验数据的系统分析能力。
独创绘制电压——电流曲线的功能。在测取泄漏电流过程中，以一定电压为步长，记录电流值，测试完成后，测试系统自动完成电压——电流曲线绘制。电气试验人员可通过电压——电流曲线及时发现设备受潮、裂纹等缺陷。通过观察测量过程的电压——电流曲线，即使测得的数据不超标准，也可通过分析电压——电流曲线的特点，及时发现隐藏的设备问题。
Claims (3)
1.一种可对试品泄漏电流进行高精度测量的试验装置，其特征在于：其包括主机（1）、直流高压发生器（13）、高压测试线（7）、电流采样模块（5）、绝缘支撑结构（31）以及悬挂于试品（9）顶端的接线端子上的半圆形金属挂钩（6）；
所述高压测试线（7）上端连接电流采样模块（5），下端连接直流高压发生器（13）；
所述电流采样模块（5）连接半圆形金属挂钩（6），电流采样模块（5）的下端连接高压测试线（7），电流采样模块（5）下部固定在绝缘空筒（32）的上端；
所述绝缘支撑结构（31）包括上部的绝缘空筒（32）、中间位置的绝缘支架（8）和下部的绝缘支撑杆（33），所述绝缘空筒（32）借助绝缘支架（8）支撑在试品（9）的侧面部位，所述绝缘支撑杆（33）下端支撑于地面上；所述高压测试线（7）的上半段经绝缘空筒（32）下端开孔穿入其内腔，再经过绝缘空筒（32）的内腔后连接至电流采样模块（5）；
所述直流高压发生器（13）的顶端接线端子（15）连接高压测试线（7）的下端，直流高压发生器（13）底部交流高频电源输入口（14）通过绝缘导线（17）连接至主机（1）的高频变压器（20）的高频电源输出口（3）。
2.根据权利要求1所述的一种可对试品泄漏电流进行高精度测量的试验装置，其特征在于：所述主机（1）包括控制面板（21）、第一CPU（18）、直流脉冲发生器（19）、高频变压器（20）和无线数据接收模块（22）；
所述控制面板（21）和无线数据接收模块（22）分别接第一CPU（18）的相应输入端，所述第一CPU（18）的输出端接直流脉冲发生器（19）的输入端，所述直流脉冲发生器（19）的输出端接高频变压器（20）的输入端，所述高频变压器（20）的输出端接所述直流高压发生器（13）的输入端口；
所述第一CPU（18）分别接直流脉冲发生器（19）、无线数据接收模块（22）和控制面板（21）的相应端口；所述高频变压器（20）的输出端接直流高压发生器（13）的相应输入端，所述高频变压器（20）的输入端接直流高压发生器（13）的相应输出端；
所述直流高压发生器（13）输出的直流高压经过电流采样模块（5）加至试品（25）的高压端；
所述直流高压发生器（13）的接地端（16）接地。
3.根据权利要求2所述的一种可对试品泄漏电流进行高精度测量的试验装置，其特征在于：所述电流采样模块（5）包括采样电阻（26）、滤波器（27）、A/D转换器（28）、第二CPU（29）和无线数据发射模块（30）；
所述采样电阻（26）的输入端接试品（9）的相应端，所述采样电阻（26）的输出端接滤波器（27）的输入端，所述滤波器（27）的输出端接A/D转换器（28）的输入端，所述A/D转换器（28）的输出端接第二CPU（29）的输入端，所述第二CPU（29）的输出端接无线数据发射模块（30）；所述无线数据发射模块（30）通过无线传输的方式与所述无线数据接收模块（22）相连接；
所述滤波器（27）输入端连接采样电阻（26）两端，所述滤波器（27）输出端连接A/D转换器（28）的输入端，所述A/D转换器（28）的输出端连接第二CPU（29），所述无线数据发射模块（30）的输入端连接至第二CPU（29）的相应输出端；
所述无线数据发射模块（30）与无线数据接收模块（22）无线连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |