CN109470961A - 一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，包括万能检测机柜、标准化检测模块、标准化试验线缆、测控系统。所述万能检测机柜设置有多种标准规格的检测模块插槽及测试总线；所述标准化检测模块可置入万能检测机柜的检测模块插槽，并通过标准化输入/输出接口与测试总线连接；所述标准化试验线缆与万能检测机柜的测试总线的输出端连接；所述测控系统通过通讯线缆控制标准化检测模块及万能检测机柜内置的测试总线，使万能检测工位输出预期试验参数，并读取试验结果。本发明使得一个检测工位即可同时兼容多种电压等级、多种物资种类、多项检测项目的电气参数检测试验，使得电网物资质量检测具有更高的灵活性、更高的检测效率及更低的系统配置成本。

Description

一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位

技术领域

本发明属于配电技术领域，具体涉及一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位。

背景技术

电网物资质量的安全关乎电网的安全稳定运行，随着对电网物资检测种类及检测项目的增加，现有检测场地将无法满足要求，且根据检测任务重复建设不同检测系统投资巨大，如何在有限的试验场地上实现更多的检测能力是做好物资质量管控技术支撑的重要前提。目前，物资检测存在的问题有：

一是检测效率低、人力成本高。目前电网物资检测存在仪器组装、系统接线、仪器调试、实施试验、数据记录、数据分析、报告编制等环节，全过程均需要人工逐项完成，自动化程度低，工作繁琐、人力成本高。

二是检测系统占地面积较大。现行检测系统多由分体式试验设备临时组装而成，每个检测系统的检测项目较为单一和固定，难以适用于不同检测物资、检测项目的需要，一般需建立不同的检测系统，投资高、占地面积大、资源利用率低。

三是检测过程安全风险高。现有检测系统多由仪器装备临时组装而成，试验准备工作中，存在大量吊装工作，易发生人员砸伤等风险；试验过程中，需要人员不断调节仪器输出参数，高电压环境下，人员触电风险高。

四是检测系统的可扩展性较差。一般检测系统往往仅适用于开展特定设备的特定检测项目，当新增检测项目或新增检测物资种类时，现有的检测系统可能无法满足要求，往往需要重新配置所需的软硬件装备，灵活性很差。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，通过模块化设计，一套系统、一个检测工位即可同时兼容多种电压等级、多种物资种类、多项检测项目，实现绝大部分入网物资电气试验项目的试验检测，使得电网物资质量检测具有更高的灵活性、更高的检测效率及更低的系统配置成本。

本发明所采用的技术方案是：一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，包括检测机柜、标准化检测模块、标准化试验线缆和测控系统；

所述检测机柜内设置有多种标准规格的检测模块插槽和测试总线，所述标准化检测模块可置入所述检测模块插槽内，通过标准化输入/输出接口与所述测试总线的输入端连接；

所述测试总线，用于实现标准化检测模块之间及标准化检测模块与被试品之间的连接；

所述标准化试验线缆与检测机柜的测试总线的输出端连接；

所述测控系统，根据用户设置自动接入标准化检测模块和测试总线，进行自动试验并读取试验结果。

进一步的，所述标准化检测模块由各类检测仪器进行标准化设计形成标准化尺寸和标准化输入/输出接口。

进一步的，所述检测机柜还设置有电源总线、通讯总线和控制总线；

所述电源总线，用于给标准化检测模块提供工作电源；

所述通讯总线，用于实现测控系统与各标准化检测模块之间的数据交换；

所述控制总线，用于配置各标准化检测模块的工作逻辑。

进一步的，所述测试总线内设有切换线装置，用于切换标准化检测模块与测试总线的连接。

进一步的，所述标准化检测模块采用机箱结构，配置有统一标准化的电源接口、通讯接口和测量接口。

进一步的，所述标准化试验线缆包括大电流测试线、高电压测试线和信号测量线；

所述大电流测试线，用于大电流试验时输出大电流；

所述高电压测试线，用于高电压试验时输出高电压；

所述信号测量线，用于弱信号模拟电气量的测量。

进一步的，所述测控系统，按照被试电网物资进行模块化设计，用户可根据需要配置所需的检测项目、检测顺序，测控系统将按照用户设置自动控制接入的标准化检测模块及测试总线，并按照预定检测流程进行自动试验。

进一步的，所述大电流测试线采用多股编织软铜线。

进一步的，所述高电压测试线采用双屏蔽高压电缆。

进一步的，所述信号测量线采用同轴屏蔽电缆。

进一步的，所述测控系统，包括：

输入模块，用于接收用户设置的检测项目和检测顺序；

控制模块，用于根据用户设置的检测项目和检测顺序控制接入的标准化检测模块，按照预定检测流程进行试验；

输出模块，用于读取试验结果

有益效果：本发明具有以下优点：

1、更高的检测灵活性。本发明提供的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，通过对检测仪器进行标准化设计，大幅提升各检测仪器间的复用率，使得一个检测工位即可同时兼容多种电压等级、多种物资种类、多项检测项目的电气参数检测试验，使得电网物资质量检测具有更高的灵活性。

2、更高的检测效率。本发明提供的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，通过万能检测机柜内部的智能切换式测试总线、以及测控系统内设的模块化检测流程，可自动完成被试设备多项目顺序测试，无需人工干预，检测效率大幅提升。

3、更低的系统配置成本。本发明提供的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，实现了一个检测工位即可完成多种电网物资的多项检测试验，各试验系统无需重复配置，占地面积小、仪器购置成本低，系统投资大幅减少，经济效益显著。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中：1万能检测机柜；2标准化检测模块；3标准化试验线缆；4测控系统；1-1检测模块插槽；1-2测试总线。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明。

由于电网物资质量检测设计物资种类多、检测项目繁杂，传统物资质量抽检需要根据被试物资种类，分别配置不同的检测仪器，并在试验前临时接线、拼接而成，试验时亦需技术人员完成接线、参数设置/调节、升压/升流、数据记录等多种操作，试验投资大、效率低。如图1所示，本发明提供了一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，通过对各类检测仪器进行标准化设计，形成特定尺寸、特定接口的标准化检测模块，并可将标准化检测模块设置于万能检测机柜，机柜内部设置有测试总线，可通过切换线装置选择所连接的检测仪器。通过测控系统，用户可根据需要配置所需的检测项目、检测顺序，测控系统将按照用户设置自动控制接入的标准化检测仪器及测试总线，并按照预定检测流程进行自动试验。

具体地：如图1所示的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，包括万能检测机柜1、标准化检测模块2、标准化试验线缆3和测控系统4。所述万能检测机柜1设置有多种标准规格的检测模块插槽1-1及测试总线1-2；所述标准化检测模块可置入万能检测机柜1的检测模块插槽1-1，并通过标准化输入/输出接口与测试总线1-2连接；所述标准化试验线缆3与万能检测机柜1的测试总线1-2的输出端连接；所述测控系统4通过通讯线缆控制标准化检测模块及万能检测机柜1内置的测试总线1-2，使万能检测工位输出预期试验参数，并读取试验结果。

所述万能检测机柜1采用模块化结构设计，设置有三种或多种不同规格的检测模块插槽-1，用于插入不同规格的标准化检测模块2；每个检测模块插槽1-1均按统一标准设计，统一规格的检测模块可以放置在任何对应规格的检测模块插槽1-1内，系统会自动识别接入的检测模块。

所述万能检测机柜1设置有电源总线、通讯总线、控制总线、测试总线，安装于万能检测机柜的背部。电源总线用于给检测模块提供工作电源；通讯总线用于主控系统与各检测模块之间数据交换；控制总线用于配置各检测模块的工作逻辑；测试总线用于检测仪器之间及检测模块与被试品之间的连接，其内设切换线装置，可用于切换检测模块与测试总线的连接。

所述标准化检测模块采用标准化机箱结构，配置统一标准化的电源接口、通讯接口、测量接口，使得万能检测机柜的检测模块插槽能适应各种检测设备。

所述标准化试验线缆包括大电流测试线、高电压测试线及信号测量线。大电流测试线用于大电流试验时输出大电流，采用多股编织软铜线；所述高电压测试线用于高电压试验时输出高电压，采用双屏蔽高压电缆；信号测量线用于弱信号模拟电气量的测量，采用同轴屏蔽电缆。

所述测控系统，按照被试电网物资进行模块化设计，用户可根据需要灵活配置所需的检测项目和检测顺序，测控系统将按照用户设置自动控制接入的标准化检测模块及测试总线，并按照预定检测流程进行自动试验。

实施例：

本实施例对各类检测仪器进行标准化设计，形成特定尺寸、特定接口的标准化检测模块的实现方式，作以下详细说明，但不仅限于下述实现方式：

本实施例的标准化检测模块主要体现在外形结构的标准化、电气连接的标准化。在外形结构方面采用现有广泛应用的标准化结构，对于一些无法使用现有标准结构的设备，可进行新的标准化结构设计，建立新的标准化结构规范。在电气连接方面，按用途进行分类，低压信号类统一合并成一组线索。选取通用化的标准接插件，实现快速插拔的能力。在供电电源方面将电源总线配置到万能检测机柜的各个模块插槽位置，并按设备用电量的大小，配置足够容量的接插件。小容量的采用标准接插件来实现，大容量的采用大电流标准接线端子。在测试线缆方面，区分强弱电测试线，高压、低压分开布线的原则，避免相互干扰。测试线缆的连接采用快速插拔的接插件，对于高电压、大电流的测试线缆，设计专用的接线端子，以满足试验的要求。

如图1所示，万能检测机柜采用模数结构设计，检测机柜前面板留有检测模块插槽，检测模块插槽按大小分为大、中、小三个类型，其中小型插槽用于放置标准19英寸外形的检测设备模块，中间位置的中型插槽主要针对一些体积较大，无法设计在19英寸机箱外形的设备预留的，如变压器测量综合切换线模块、试验电源补偿模块等，右侧大型插槽是为体积大重量重的设备预留的，如大功率试验电源、大电流发生器、试验高压发生器等。

本实施例采用的19英寸标准机箱是国际通用化的仪器外箱结构，加工配套的组件齐全，便于推广应用，该机箱满足《GB/T 19520.1-2007|电子设备机械结构482.6mm(19in)系列机械结构尺寸》的要求，实现仪器外形的通用化和统一化。

通常标准机箱的后部设计有各种接插件，包括电源、通讯、测试等信号线，将各类接插件按功能进行定位，使得插槽位置能对大部分仪器都能适用，而不需一对一进行配对。

本实施例通过标准接口和标准测试程序的建设可实现仪器的供电、通信、测试接口标准化，实现检测模块的无缝快速更换。

本实施例的通信接口标准化具体为：设计专用总线插头和插座，兼容常规的通信模式，包含：RS232、RS485、RJ45、USB。

本实施例的电源接口标准化建设，具体为：设计专用总线插头和插座，兼容常规的电源模式，包含以下电源接口：1路AC220V 16A,1路AC380V 32A。

本实施例的测试总线标准化，具体为：采用标准化插头和插座，通过定义接线端子，兼容常规的测试接口模式，包含：6路电压电流型号电压≮500V电流≮35A，2路10kV级以下电压信号，2路100A以下电流信号，备用4路接口。

以下以配电变压器为例进行万能工位运行模式的描述。

万能检测工位配电变压器的完整检测项目共有14项，技术人员可根据实际试验需要，在测控系统全部或部分选取所需的检测项目，并排定试验顺序，进而构建试验程序，如表1所示。测控系统在技术人员构建试验程序后，自动分析所需的标准化检测模块，并提示标准化检测模块列表。技术人员可根据测控系统提示，将标准化检测模块插入万能检测机柜内对应规格的仪器插槽。在所有配置结束后，可将标准化试验线缆按照试验要求连接至被试设备，并启动万能检测工位按程序开展试验。

图1配电变压器检测程序(全部)

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：包括检测机柜、标准化检测模块、标准化试验线缆和测控系统；

所述检测机柜内设置有多种标准规格的检测模块插槽和测试总线，所述标准化检测模块置入所述检测模块插槽内，通过标准化输入/输出接口与所述测试总线的输入端连接；

所述测试总线，用于实现标准化检测模块之间及标准化检测模块与被试品之间的连接；

所述标准化试验线缆与检测机柜的测试总线的输出端连接；

所述测控系统，用于根据用户设置控制标准化检测模块进行试验，并读取试验结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述标准化检测模块由各类检测仪器进行标准化设计形成标准化尺寸和标准化输入/输出接口。

3.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述检测机柜还设置有电源总线、通讯总线和控制总线；

所述电源总线，用于给标准化检测模块提供工作电源；

所述通讯总线，用于实现测控系统与各标准化检测模块之间的数据交换；

所述控制总线，用于配置各标准化检测模块的工作逻辑。

4.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述测试总线内设有切换线装置，用于切换标准化检测模块与测试总线的连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述标准化检测模块采用机箱结构，配置有统一标准化的电源接口、通讯接口和测量接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述标准化试验线缆包括大电流测试线、高电压测试线和信号测量线；

所述电流测试线，用于电流试验时输出电流；

所述电压测试线，用于电压试验时输出电压；

所述信号测量线，用于弱信号模拟电气量的测量。

7.根据权利要求6所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述电流测试线采用多股编织软铜线。

8.根据权利要求6所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述电压测试线采用双屏蔽高压电缆。

9.根据权利要求6所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述信号测量线采用同轴屏蔽电缆。

10.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的电力设备质量万能检测工位，其特征在于：所述测控系统，包括：

输入模块，用于接收用户设置的检测项目和检测顺序；

控制模块，用于根据用户设置的检测项目和检测顺序控制接入的标准化检测模块，按照预定检测流程进行试验；

输出模块，用于读取试验结果。