CN107991535A - 多通道绝缘和导通电阻测量系统及其通道切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多通道绝缘和导通电阻测量系统及其通道切换方法，切换开关组由n个双刀继电器组成，还包括高压电源、恒流源、导通测试组件、绝缘测试组件，导通测试组件包括导通测试组件运放，绝缘测试组件包括绝缘测试组件运放；高压电源与奇数继电器的第二端口组的常开端NO相连，恒流源A端与奇数继电器的第二端口组的常闭端NC相连，恒流源B端与偶数继电器的第一端口组的常闭端NC相连并接地，导通测试组件运放的一输入端与奇数继电器的第一端口组的常闭端NC相连、导通测试组件运放的另一输入端与偶数继电器的第二端口组的常闭端NC相连，绝缘测试组件运放的两输入端分别相连采样电阻两端，采样电阻一端与偶数继电器的第二端口组的常开端NO相连。

Description

多通道绝缘和导通电阻测量系统及其通道切换方法

技术领域

本发明涉及测量控制领域，特别涉及一种多通道绝缘和导通电阻测量系统及其通道切换方法。

背景技术

现有国内外线缆测试仪内部测量绝缘和导通电阻的通道切换开关都选用电磁继电器，并且测绝缘和导通的切换开关独立动作，未采用开关复用的方式，这样大大增加了继电器开关的数量，导致测量设备体积和成本的增加。同时，现有测量设备绝缘高压测试直接动作继电器切换通道，高压下切换继电器容易造成触点“拉弧”，产生电火花，降低继电器使用寿命。

单独的绝缘电阻测试在相关技术中已被披露，单独的导通电阻的相关技术中已被披露，但是在这些现有技术中并没有涉及绝缘电阻和导通电阻复用继电器的测试方法，因此如何复用继电器进行绝缘电阻和导通电阻测试的方法，则是现有技术中有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供多通道绝缘和导通电阻测量系统及其通道切换方法，采用采用切换开关复用的继电器，实现了绝缘和导通电阻能在同一个测量系统中进行测量。

本发明通过下述技术方案实现：

多通道绝缘和导通电阻测量系统，括切换开关组，所述切换开关组由n个双刀继电器组成，n为大于或等于4的偶数，每一个双刀继电器具有2个端口组和2个公共端，每1个端口组具有1个常开端N0和1个常闭端NC；

将n个双刀继电器按顺序编号后按编号划分为奇数继电器和偶数继电器，

所有奇数继电器的第一端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第一端口组的常开端NO之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常开端NO之间互连；

所有偶数继电器的第一端口组的常闭端NC之间互连，所有偶数继电器的第一端口组的常开端NO之间互连，所有偶数继电器的第二端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常开端NO之间互连；

还包括高压电源、恒流源、导通测试组件、绝缘测试组件，导通测试组件包括导通测试组件运放，绝缘测试组件包括绝缘测试组件运放；

高压电源与奇数继电器的第二端口组的常开端NO相连，恒流源A端与奇数继电器的第二端口组的常闭端NC相连，恒流源B端与偶数继电器的第一端口组的常闭端NC相连并接地，导通测试组件运放的一输入端与奇数继电器的第一端口组的常闭端NC相连、导通测试组件运放的另一输入端与偶数继电器的第二端口组的常闭端NC相连，绝缘测试组件运放的两输入端分别相连采样电阻两端，采样电阻一端与偶数继电器的第二端口组的常开端NO相连，采样电阻另一端接地；

将n个双刀继电器按照编号顺序每2个双刀继电器编为一个通道组，每一个通道组具有一个通道节点，通道节点为该通道组中双刀继电器的所有公共端连接在一起形成的通道节点：即第1个双刀继电器与第2个双刀继电器的公共端连接在一起形成通道节点1，第3个双刀继电器与第4个双刀继电器的公共端连接在一起形成通道节点2，………，以此类推；

本发明的设计原理是：

将传统的单刀继电器设置双刀继电器，并设置多个双刀继电器后，将奇数继电器的端口互相对应一一连接，将偶数继电器端口互相对应一一连接，形成本发明这种特定的连接方式，然后组成切换开关组，该切换开关组可以进行导通测试和绝缘测试，其具体的测试方法是：

导通测试：n个双刀继电器均切换到常开端NO，选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常闭端NC，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入恒流源、断开高压电源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常闭端NC进行导通电阻的测定；

绝缘测试：n个双刀继电器均切换到常闭端NC，选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常开端NO，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入高压电源、断开恒流源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常开端NO进行绝缘电阻的测定。

从上可以看出，本发明只需每次改变待测电阻的接线方式，同时按照预定切换方法就可以完成对应的通道连接，在对应的通道连接的情况下，采用导通测试组件、绝缘测试组件进行分别采集物理参数就可以计算出对应的导通电阻和绝缘电阻。本发明绝缘测试和导通测试通道切换开关复用的方式，大大减少继电器的数量，降低设备的成本和体积；切换开关采用磁保持继电器，大大减少了整机功耗；绝缘高压测试时增加高压关断开关，继电器在无高压下切换，增加继电器使用的寿命，同时增加测量现场的安全性。

恒流源A端通过恒流源开关与奇数继电器的第二端口组的常闭端NC相连。

高压电源通过高压开关与奇数继电器的第二端口组的常开端NO相连。

导通测试组件包括导通测试组件AD，绝缘测试组件包括绝缘测试组件AD，导通测试组件运放的输入端与导通测试组件AD连接，绝缘测试组件运放的输入端与绝缘测试组件AD连接。

双刀继电器采用磁保持继电器。

基于多通道绝缘和导通电阻测量系统的通道切换方法，包括以下步骤：

步骤A、初始状态设置：断开高压电源、恒流源；

步骤B、导通、绝缘测试判断：

如果是导通测试，在执行步骤C，如果是绝缘测试，则执行步骤D；

步骤C、导通测试：

n个双刀继电器均切换到常开端NO，

选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常闭端NC，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入恒流源、断开高压电源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常闭端NC进行导通电阻的测定；

步骤D、绝缘测试：

n个双刀继电器均切换到常闭端NC，

选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常开端NO，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入高压电源、断开恒流源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常开端NO进行绝缘电阻的测定。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明绝缘测试和导通测试通道切换开关复用的方式，大大减少继电器的数量，降低设备的成本和体积；切换开关采用磁保持继电器，大大减少了整机功耗；绝缘高压测试时增加高压关断开关，继电器在无高压下切换，增加继电器使用的寿命，同时增加测量现场的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明的系统框架图。

图2是本发明电路连线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1、图2所示，

如图2所示，设其中的n为4，则多通道绝缘和导通电阻测量系统，包括切换开关组，所述切换开关组由4个双刀继电器组成，每一个双刀继电器具有2个端口组和2个公共端，每1个端口组具有1个常开端N0和1个常闭端NC；

将4个双刀继电器按顺序编号后按编号划分为奇数继电器和偶数继电器，奇数继电器有继电器K1、继电器K3，偶数继电器有继电器K2、继电器K4，

继电器K1、继电器K3的第一端口组的常闭端NC之间互连，继电器K1、继电器K3的第一端口组的常开端NO之间互连，继电器K1、继电器K3的第二端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常开端NO之间互连；

继电器K2、继电器K4的第一端口组的常闭端NC之间互连，继电器K2、继电器K4的第一端口组的常开端NO之间互连，继电器K2、继电器K4的第二端口组的常闭端NC之间互连，继电器K2、继电器K4的第二端口组的常开端NO之间互连；

还包括高压电源、恒流源、导通测试组件、绝缘测试组件，导通测试组件包括导通测试组件运放，绝缘测试组件包括绝缘测试组件运放；

高压电源与继电器K1、继电器K3的第二端口组的常开端NO相连，恒流源A端与继电器K1、继电器K3的第二端口组的常闭端NC相连，恒流源B端与继电器K2、继电器K4的第一端口组的常闭端NC相连并接地，导通测试组件运放的一输入端与继电器K1、继电器K3的第一端口组的常闭端NC相连、导通测试组件运放的另一输入端与继电器K2、继电器K4的第二端口组的常闭端NC相连，绝缘测试组件运放的两输入端分别相连采样电阻两端，采样电阻一端与继电器K2、继电器K4的第二端口组的常开端NO相连，采样电阻另一端接地；

将4个双刀继电器按照编号顺序每2个双刀继电器编为一个通道组，一共有2个通道组分别为通道组1、通道组2，每一个通道组具有一个通道节点，共有通道节点1、通道节点2，通道节点为该通道组中双刀继电器的所有公共端连接在一起形成的通道节点：即第1个双刀继电器与第2个双刀继电器的公共端连接在一起形成通道节点1，第3个双刀继电器与第4个双刀继电器的公共端连接在一起形成通道节点2；

本发明的设计原理是：

将传统的单刀继电器设置双刀继电器，并设置多个双刀继电器后，将奇数继电器的端口互相对应一一连接，将偶数继电器端口互相对应一一连接，形成本发明这种特定的连接方式，然后组成切换开关组，该切换开关组可以进行导通测试和绝缘测试，其具体的测试方法是：

导通测试：4个双刀继电器均切换到常开端NO，选通道节点1作为待测通道节点进行测试，将通道节点1与待测电阻的一端连接，再将通道节点1对应通道组中奇数继电器(继电器K1)切换至常闭端NC，再将待测电阻另一端与通道节点2连接，连接通道节点2时，通入恒流源、断开高压电源，并将通道节点2对应通道组中偶数继电器(继电器K4)切换至常闭端NC进行导通电阻的测定；

绝缘测试：4个双刀继电器均切换到常闭端NC，选通道节点1作为待测通道节点进行测试，将通道节点1与待测电阻的一端连接，再将通道节点1对应通道组中奇数继电器(继电器K1)切换至常开端NO，再将待测电阻另一端与通道节点2连接，连接通道节点2时，都通入高压电源、断开恒流源，并将通道节点2对应通道组中偶数继电器(继电器K4)切换至常开端NO进行绝缘电阻的测定。

从上可以看出，本发明只需每次改变待测电阻的接线方式，同时按照预定切换方法就可以完成对应的通道连接，在对应的通道连接的情况下，采用导通测试组件、绝缘测试组件进行分别采集物理参数就可以计算出对应的导通电阻和绝缘电阻。本发明绝缘测试和导通测试通道切换开关复用的方式，大大减少继电器的数量，降低设备的成本和体积；切换开关采用磁保持继电器，大大减少了整机功耗；绝缘高压测试时增加高压关断开关，继电器在无高压下切换，增加继电器使用的寿命，同时增加测量现场的安全性。

恒流源A端通过恒流源开关与奇数继电器的第二端口组的常闭端NC相连。

高压电源通过高压开关与奇数继电器的第二端口组的常开端NO相连。

导通测试组件包括导通测试组件AD，绝缘测试组件包括绝缘测试组件AD，导通测试组件运放的输入端与导通测试组件AD连接，绝缘测试组件运放的输入端与绝缘测试组件AD连接。

双刀继电器采用磁保持继电器。

实施例2

基于实施例1多通道绝缘和导通电阻测量系统的通道切换方法，包括以下步骤：

步骤A、初始状态设置：断开高压电源、恒流源；

步骤B、导通、绝缘测试判断：

如果是导通测试，在执行步骤C，如果是绝缘测试，则执行步骤D；

步骤C、导通测试：

n个双刀继电器均切换到常开端NO，

选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常闭端NC，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入恒流源、断开高压电源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常闭端NC进行导通电阻的测定；

步骤D、绝缘测试：

n个双刀继电器均切换到常闭端NC，

选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常开端NO，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入高压电源、断开恒流源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常开端NO进行绝缘电阻的测定。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.多通道绝缘和导通电阻测量系统，其特征在于，包括切换开关组，所述切换开关组由n个双刀继电器组成，n为大于或等于4的偶数，每一个双刀继电器具有2个端口组和2个公共端，每1个端口组具有1个常开端N0和1个常闭端NC；

将n个双刀继电器按顺序编号后按编号划分为奇数继电器和偶数继电器，

所有奇数继电器的第一端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第一端口组的常开端NO之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常开端NO之间互连；

所有偶数继电器的第一端口组的常闭端NC之间互连，所有偶数继电器的第一端口组的常开端NO之间互连，所有偶数继电器的第二端口组的常闭端NC之间互连，所有奇数继电器的第二端口组的常开端NO之间互连；

还包括高压电源、恒流源、导通测试组件、绝缘测试组件，导通测试组件包括导通测试组件运放，绝缘测试组件包括绝缘测试组件运放；

高压电源与奇数继电器的第二端口组的常开端NO相连，恒流源A端与奇数继电器的第二端口组的常闭端NC相连，恒流源B端与偶数继电器的第一端口组的常闭端NC相连并接地，导通测试组件运放的一输入端与奇数继电器的第一端口组的常闭端NC相连、导通测试组件运放的另一输入端与偶数继电器的第二端口组的常闭端NC相连，绝缘测试组件运放的两输入端分别相连采样电阻两端，采样电阻一端与偶数继电器的第二端口组的常开端NO相连，采样电阻另一端接地；

将n个双刀继电器按照编号顺序每2个双刀继电器编为一个通道组，每一个通道组具有一个通道节点，通道节点为该通道组中双刀继电器的所有公共端连接在一起形成的通道节点：即第1个双刀继电器与第2个双刀继电器的公共端连接在一起形成通道节点1，第3个双刀继电器与第4个双刀继电器的公共端连接在一起形成通道节点2，………，以此类推。

2.根据权利要求1所述的多通道绝缘和导通电阻测量系统，其特征在于，恒流源A端通过恒流源开关与奇数继电器的第二端口组的常闭端NC相连。

3.根据权利要求1所述的多通道绝缘和导通电阻测量系统，其特征在于，高压电源通过高压开关与奇数继电器的第二端口组的常开端NO相连。

4.根据权利要求1所述的多通道绝缘和导通电阻测量系统，其特征在于，导通测试组件包括导通测试组件AD，绝缘测试组件包括绝缘测试组件AD，导通测试组件运放的输入端与导通测试组件AD连接，绝缘测试组件运放的输入端与绝缘测试组件AD连接。

5.根据权利要求1所述的多通道绝缘和导通电阻测量系统，其特征在于，双刀继电器采用磁保持继电器。

6.基于权利要求1-5中任意一项多通道绝缘和导通电阻测量系统的通道切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、初始状态设置：断开高压电源、恒流源；

步骤B、导通、绝缘测试判断：

如果是导通测试，在执行步骤C，如果是绝缘测试，则执行步骤D；

步骤C、导通测试：

n个双刀继电器均切换到常开端NO，

选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常闭端NC，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入恒流源、断开高压电源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常闭端NC进行导通电阻的测定；

步骤D、绝缘测试：

n个双刀继电器均切换到常闭端NC，

选任一通道节点作为待测通道节点进行测试，将待测通道节点与待测电阻的一端连接，再将待测通道节点对应通道组中奇数继电器切换至常开端NO，再依次将待测电阻另一端与其他通道节点连接，每连接一次其他通道节点时，都通入高压电源、断开恒流源，并将待测电阻所连的当前其他通道节点对应通道组中偶数继电器切换至常开端NO进行绝缘电阻的测定。