CN105548831B - 一种高压电容器分布式耐压测试装置 - Google Patents
一种高压电容器分布式耐压测试装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高压电容器分布式耐压测试装置，包括耐压测试主电路、耐压测试检测与控制电路以及烘箱，耐压测试主电路包括若干个独立控制回路，每个独立控制回路包括依次连接的高压模块、电流继电器以及中间继电器常闭触点；耐压测试检测与控制电路包括电流继电器常开触点、扩展输入口、单片机、扩展输出口、中间继电器以及计算机；电流继电器常开触点与所述扩展输入口连接，中间继电器与所述扩展输出口连接，扩展输入口和所述扩展输出口均与所述单片机通讯连接，单片机与所述计算机相互通讯连接。本发明系统结构简单、自动化程度高、计算机组态软件界面上显示电流继电器状态及测试持续时间、测控系统稳定可靠，可弥补国内尚无高压电容器分布式耐压测试装置的现状。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压电容器分布式耐压测试装置，属于机电一体化、传感与测控技术领域。适用于高压电容器、高低压变频器、新能源设备等生产行业。
背景技术
在工业自动化设备、电源、交通运输、新能源等设备生产中，离不开高压电容器。高压电容器通常指工作电压大于DC250V、容量大于1000uF的铝电解电容器。高压电容器生产企业，必须对每一只高压电容器进行耐压测试，使用恒流电压源对产品进行高压通电，产品置于烘箱中。检测每一只高压电容器在耐高压状态下的漏电流情况。异常产品会因内部缺陷导致重度自愈，现象为产品发热，漏电流明显增大，随着时间延长，产品会因过热导致失效。
国内高压电容器耐压测试装置采用集中耐压测试模式，每次最多测试120只高压电容器。高压电容器耐压测试装置为恒流电压源：直流电压1000V~2000V（可调节）、电流200mA，120只电容器集中放置在一个封闭的烘箱中，120只高压电容器全部并联于该测试电源上。高压电容器耐压测试持续时间为3~4小时。每一只高压电容器在直流高压耐压测试时，其正常的漏电流为0.5 mA~1 mA；而不能承受如此持续高压的电容器，其单只漏电流突变为10 mA~20 mA，甚至更高。
国内高压电容器耐压测试装置，一旦有某只高压电容器不能承受如此持续高压，漏电流瞬间突变，高电压明显下降；高压电容器耐压测试装置自动保护，自动关闭高压发生装置，整个耐压测试中断。一方面前期耐压测试的时间清零，另一方面难以找到那只失效电容器，甚至误判（有经验的操作工人仔细观察电容器的外型变化、手感温度的升高、或测试绝缘电阻的变化）。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种系统结构简单、自动化程度高、显示电流继电器状态及测试持续时间、测控系统稳定可靠，可弥补国内尚无高压电容器分布式耐压测试装置的现状的高压电容器分布式耐压测试装置。
技术方案：本发明所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，包括耐压测试主电路、耐压测试检测与控制电路以及烘箱，所述耐压测试主电路包括若干个独立控制回路，每个所述独立控制回路包括依次连接的高压模块、电流继电器以及中间继电器常闭触点，所述若干个独立控制回路还共同连接有低压电源，所述电流继电器检测高压测试状态下的电容器漏电流，当电容器漏电流突变时电流继电器动作；
所述耐压测试检测与控制电路包括电流继电器常开触点、扩展输入口、单片机、扩展输出口、中间继电器以及计算机；所述电流继电器常开触点与所述扩展输入口连接，所述中间继电器与所述扩展输出口连接，所述扩展输入口和所述扩展输出口均与所述单片机通讯连接，所述单片机与所述计算机相互通讯连接；
所述单片机检测各个独立控制回路中的电流继电器的开关状态；并依据所检测的电流继电器的开关状态，输出驱动相应中间继电器线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点断开，切断高压模块的输入信号；同时单片机与上位计算机的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机的数据库中。
进一步的，所述独立控制回路的数量至少为120个。
进一步的，所述高压模块的额定电压2000V、额定电流7.5 mA、额定功率15W，其输出电压600V~2000V可调节。
进一步的，所述电容器漏电流突变是指电容器漏电流达到10mA及以上。
进一步的，所述低压电源采用直流24V电源，且功率为1KW。
进一步的，所述单片机与所述计算机之间通过RS232相互通讯连接。
本发明还公开了上述一种高压电容器分布式耐压测试装置的测试方法，包括如下步骤：
（1）各个独立控制回路中的高压模块对各个高压电容器进行耐压测试；
（2）当某个高压电容器漏电流发生突变，电流继电器动作，电流继电器的常开触点动作而闭合；
（3）单片机检测到独立控制回路中的电流继电器的常开触点开关状态；
（4）单片机依据所检测的电流继电器的触点开关状态，输出驱动相应中间继电器线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点断开，切断高压模块的输入信号，保护高压模块；
（5）同时单片机与上位计算机的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机的数据库中；
（6）组态软件组态王的操作显示界面，能根据数据库的信息，实时显示某只电容器在高压耐压测试中出现漏电流突变问题，待烘箱中的高压电容器耐压测试时间结束时，依据计算机操作显示界面的显示某只电容器漏电信息，从烘箱中取出某只不良电容器。
有益效果：本发明的一种高压电容器分布式耐压测试装置，系统结构简单、自动化程度高、组态软件界面实时显示电流继电器状态及测试持续时间、测控系统稳定可靠，可弥补国内尚无高压电容器分布式耐压测试装置的现状。设计的高压电容器分布式耐压测试装置国内尚无单位实现。
本发明所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，克服了集中式耐压测试装置的缺陷，采用小功率高压模块，120只高压电容器独立回路，一旦某只高压电容器因不能承受如此持续高压，漏电流瞬间突变，独立回路的电流继电器检测到电流突变而动作，单片机通过扩展的输入接口实时检测到该路的电流继电器的动作，一方面经RS232通信口将信息上传计算机且存放数据库；另一方面单片机通过输出扩展接口驱动相应的中间继电器，自动断开某路的高压测试，以保护该回路的高压模块，不影响其他回路的高压电容器的持续耐压测试。计算机中内置组态软件组态王，组态王软件实时与单片机通信，并将接收的电流继电器开关信息存放于组态王数据库中。组态软件组态王的操作显示界面，能根据数据库的信息，实时显示某只电容器在高压耐压测试中出现漏电流突变问题，待烘箱中的高压电容器耐压测试时间结束时，依据计算机操作显示界面的显示信息（某只电容器漏电），从烘箱中取出某只不良电容器。本发明有效克服了高压电容器集中式耐压测试装置的缺点。高压电容器分布式耐压测试装置专利的保护，有利于形成自主知识产权，完善高压电容器耐压测试装置生产方面的核心技术，提升高压电容器耐压测试装置设备行业在该产品方面的技术水准，同时也对国内高压电容器耐压测试装置智能化水平具有很好的导向意义。
附图说明
图1为本发明的耐压测试主电路结构示意图；
图2为本发明的耐压测试检测与控制电路结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，包括耐压测试主电路、耐压测试检测与控制电路以及烘箱，所述耐压测试主电路包括若干个独立控制回路，如图1所示，每个所述独立控制回路包括依次连接的高压模块1、电流继电器2以及中间继电器常闭触点3，所述若干个独立控制回路还共同连接有低压电源4，所述电流继电器2检测高压测试状态下的电容器漏电流，当电容器漏电流突变时电流继电器2动作；
所述耐压测试检测与控制电路如图2所示，包括电流继电器常开触点5、扩展输入口6、单片机7、扩展输出口8、中间继电器9以及计算机10；所述电流继电器常开触点5与所述扩展输入口6连接，所述中间继电器9与所述扩展输出口8连接，所述扩展输入口6和所述扩展输出口8均与所述单片机7通讯连接，所述单片机7与所述计算机10相互通讯连接；
所述单片机7检测各个独立控制回路中的电流继电器2的开关状态；并依据所检测的电流继电器2的开关状态，输出驱动相应中间继电器9线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点3断开，切断高压模块1的输入信号；同时单片机7与上位计算机10的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机10的数据库中。
本发明提出的一种高压电容器分布式耐压测试装置，针对电容器行业中高压电容器集中式耐压测试装置的缺陷及高压电容器耐压测试的需求，采用分布式独立高压测试每只高压电容器的高压状态下的漏电流情况。每个独立高压测试回路（图1所示），有一高压模块，额定2000V、额定电流7.5 mA、额定电压15W），其输出电压600V~2000V可调节，以满足不同规格的电容器的耐压测试；每个独立高压测试回路，有一电流继电器检测高压测试状态下的电容器漏电流情况，当电容器漏电流突变（大于设定值10 mA），电流继电器KI动作。电流继电器KI的常开触点动作而闭合（图2所示），一旦单片机检测到电流继电器KI的闭合状态，一方面经RS232通信口将信息上传计算机组态软件且存放数据库中（图2所示）；另一方面单片机通过输出扩展接口驱动相应的中间继电器KA，自动断开某路的高压测试，以保护该回路的高压模块；同时不影响其他回路的高压电容器的持续测试。低压电源（DC24V）4，产生直流24V电压（功率1kW），作为120只独立高压回路的供电电源。
单片机的扩展输入口6能输入120个电流继电器常开触点KI的开关量信号。单片机的扩展输出口8能驱动输出120个中间继电器KA的开关量信号。中间继电器线圈KA（图2所示）的常闭触点KA（图1所示）控制主回路。单片机7，是整个高压电容器分布式耐压测试装置的核心，单片机兼有3个功能：
（1）检测120个回路电流继电器的开关状态；
（2）依据所检测的电流继电器的开关状态，输出驱动相应中间继电器线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点断开，切断高压模块的输入信号；
（3）与上位计算机的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机的数据库中。
计算机中内置组态软件组态王，组态王软件实时与单片机通信，并将接收的电流继电器开关信息存放于组态王数据库中。组态软件组态王的操作显示界面，能根据数据库的信息，实时显示某只电容器在高压耐压测试中出现漏电流突变问题，待烘箱中的高压电容器耐压测试时间结束时，依据计算机操作显示界面的显示信息（某只电容器漏电），从烘箱中取出某只不良电容器。有效克服了高压电容器集中式耐压测试装置的缺点，提高了高压电容器耐压测试效率。
上述一种高压电容器分布式耐压测试装置的测试方法，包括如下步骤：
（1）各个独立控制回路中的高压模块对各个高压电容器进行耐压测试；
（2）当某个高压电容器漏电流发生突变，电流继电器动作，电流继电器的常开触点动作而闭合；
（3）单片机检测到独立控制回路中的电流继电器的常开触点开关状态；
（4）单片机依据所检测的电流继电器的触点开关状态，输出驱动相应中间继电器线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点断开，切断高压模块的输入信号，保护高压模块；
（5）同时单片机与上位计算机的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机的数据库中；
（6）组态软件组态王的操作显示界面，能根据数据库的信息，实时显示某只电容器在高压耐压测试中出现漏电流突变问题，待烘箱中的高压电容器耐压测试时间结束时，依据计算机操作显示界面的显示某只电容器漏电信息，从烘箱中取出某只不良电容器。
本发明的一种高压电容器分布式耐压测试装置，系统结构简单、自动化程度高、组态软件界面实时显示电流继电器状态及测试持续时间、测控系统稳定可靠，可弥补国内尚无高压电容器分布式耐压测试装置的现状。设计的高压电容器分布式耐压测试装置国内尚无单位实现。
本发明所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，克服了集中式耐压测试装置的缺陷，采用小功率高压模块，120只高压电容器独立回路，一旦某只高压电容器因不能承受如此持续高压，漏电流瞬间突变，独立回路的电流继电器检测到电流突变而动作，单片机通过扩展的输入接口实时检测到该路的电流继电器的动作，一方面经RS232通信口将信息上传计算机且存放数据库；另一方面单片机通过输出扩展接口驱动相应的中间继电器，自动断开某路的高压测试，以保护该回路的高压模块，不影响其他回路的高压电容器的持续耐压测试。计算机中内置组态软件组态王，组态王软件实时与单片机通信，并将接收的电流继电器开关信息存放于组态王数据库中。组态软件组态王的操作显示界面，能根据数据库的信息，实时显示某只电容器在高压耐压测试中出现漏电流突变问题，待烘箱中的高压电容器耐压测试时间结束时，依据计算机操作显示界面的显示信息（某只电容器漏电），从烘箱中取出某只不良电容器。本发明有效克服了高压电容器集中式耐压测试装置的缺点。高压电容器分布式耐压测试装置专利的保护，有利于形成自主知识产权，完善高压电容器耐压测试装置生产方面的核心技术，提升高压电容器耐压测试装置设备行业在该产品方面的技术水准，同时也对国内高压电容器耐压测试装置智能化水平具有很好的导向意义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种高压电容器分布式耐压测试装置，其特征在于：包括耐压测试主电路、耐压测试检测与控制电路以及烘箱，所述耐压测试主电路包括若干个独立控制回路，每个所述独立控制回路包括依次连接的高压模块(1)、电流继电器(2)以及中间继电器常闭触点(3)，所述若干个独立控制回路还共同连接有低压电源(4)，所述电流继电器(2)检测高压测试状态下的电容器漏电流，当电容器漏电流突变时电流继电器(2)动作，所述独立控制回路的数量至少为120个；
所述耐压测试检测与控制电路包括电流继电器常开触点(5)、扩展输入口(6)、单片机(7)、扩展输出口(8)、中间继电器(9)以及计算机(10)；所述电流继电器常开触点(5)与所述扩展输入口(6)连接，所述中间继电器(9)与所述扩展输出口(8)连接，所述扩展输入口(6)和所述扩展输出口(8)均与所述单片机(7)通讯连接，所述单片机(7)与所述计算机(10)相互通讯连接；
所述单片机(7)检测各个独立控制回路中的电流继电器(2)的开关状态；并依据所检测的电流继电器(2)的开关状态，输出驱动相应中间继电器(9)线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点(3)断开，切断高压模块(1)的输入信号；同时单片机(7)与上位计算机(10)的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机(10)的数据库中。
2.根据权利要求1所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，其特征在于：所述高压模块(1)的额定电压2000V、额定电流7.5mA、额定功率15W，其输出电压600V～2000V可调节。
3.根据权利要求1所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，其特征在于：所述电容器漏电流突变是指电容器漏电流达到10mA及以上。
4.根据权利要求1所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，其特征在于：所述低压电源(4)采用直流24V电源，且功率为1KW。
5.根据权利要求1所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置，其特征在于：所述单片机(7)与所述计算机(10)之间通过RS232相互通讯连接。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高压电容器分布式耐压测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)各个独立控制回路中的高压模块对各个高压电容器进行耐压测试；
(2)当某个高压电容器漏电流发生突变，电流继电器动作，电流继电器的常开触点动作而闭合；
(3)单片机检测到独立控制回路中的电流继电器的常开触点开关状态；
(4)单片机依据所检测的电流继电器的触点开关状态，输出驱动相应中间继电器线圈通电，而对应的中间继电器的常闭触点断开，切断高压模块的输入信号，保护高压模块；
(5)同时单片机与上位计算机的组态软件通信，传递电流继电器的开关状态信息到上位计算机的数据库中；
(6)组态软件的操作显示界面，能根据数据库的信息，实时显示某只电容器在高压耐压测试中出现漏电流突变问题，待烘箱中的高压电容器耐压测试时间结束时，依据计算机操作显示界面的显示某只电容器漏电信息，从烘箱中取出某只不良电容器。
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