CN109884451A - 一种绝缘漏流测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绝缘漏流测试装置，该装置与监测系统上位机通信连接，所述的装置包括电源板、主控板、快测板、16路板和32路板，所述的主控板分别与快测板、16路板通信连接，所述的16路板和32路板通信连接，所述的电源板分别与主控板、快测板、16路板和32路板连接，所述的主控板通过网络通信方式与监测系统上位机连接。与现有技术相比，本发明具有测试功能多样化、可扩展性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通设备的测试，尤其是涉及一种绝缘漏流测试装置。
背景技术
目前用于信号集中监测系统的绝缘漏流测试方式，采用1700继电器选路组合，该方式安装空间大，成本高，测试功能单一、可扩展性差，且现场配线复杂，调试维护难度大。以上的这些瓶颈，限制了现场实际应用，这正是本产品需要研究的课题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种绝缘漏流测试装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种绝缘漏流测试装置，该装置与监测系统上位机通信连接，所述的装置包括电源板、主控板、快测板、16路板和32路板，所述的主控板分别与快测板、16路板通信连接，所述的16路板和32路板通信连接，所述的电源板分别与主控板、快测板、16路板和32路板连接，所述的主控板通过网络通信方式与监测系统上位机连接。
优选地，所述的测试装置可构成对地绝缘电阻测试回路、对地交流漏流测试回路、对地直流漏流测试回路、对地交流电压测试回路、对地直流电压测试回路、对地绝缘电阻快速测试回路、对内置标准电阻测试回路。
优选地，所述的主控板通过CAN总线与16路板连接，所述的主控板通过485总线与快测板连接。
优选地，所述的16路板通过CAN总线与32路板连接。
优选地，所述的测试装置包括板载式安全继电器，该板载式安全继电器分别安装在16路板和32路板上。
优选地，所述的装置具备进行远程在线升级及配置，有利于现场维护整改及产品功能升级。
优选地，所述的装置具备自报警功能，包括热启动报警、通信地址异常报警、电源电压异常报警、继电器故障报警、500V电源异常报警。
优选地，所述的装置可支持15块32路板，即可支持480路绝缘测试，该设备具备良好的可扩展性，其中扩展装置由电源板、16路板、32路板组成；
优选地，所述的装置还包括箱体，该箱体的尺寸：700mm×170mm×6U，体积小，节约空间，使用板卡方式大幅度减少了现场配线，简化了调试维护工作，所述的测试装置在不扩展的情况下具备480路测试能力，所需安装空间为：878mm×220mm×8U，远小于同等测试能力的1700继电器方式。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)测试功能多样化，可进行绝缘电阻精确测试、对地交流漏流测试、对地直流漏流测试、对地交流电压测试、对地直流电压测试、电阻快速测试、对内置标准电阻测试；
2)可扩展性好，可支持15块32路板，即可支持480路绝缘测试，该设备具备良好的可扩展性；
3)采用板载式安全继电器，继电器状态可回采，产品支持远程升级配置、在线诊断、快速测试、标准电阻检测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的选路拓扑示意图；
图3为本发明的具体测试电路图；
图4为本发明的采集电路示意图；
图5为本发明交直流切换的电路图；
图6为本发明快测板系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种绝缘漏流测试装置，所述的装置包括电源板、主控板、快测板、16路板、32路板，所述的主控板分别与快测板、16路板通信连接，所述的16路板和32路板通信连接，所述的电源板分别与主控板、快测板、16路板和32路板连接。
所述的设备主控板采用CAN总线与快测板、16路板、32路板通信，然后通过网络通信方式与监测系统上位机连接，其中快测板系统框图如图6所示。
所述的测试装置可构成对地绝缘电阻测试回路、对地交流漏流测试回路、对地直流漏流测试回路、对地交流电压测试回路、对地直流电压测试回路、对地绝缘电阻快速测试回路、对内置标准电阻测试回路。
如图6所示，激励信号正弦超低频，采用线谱调制技术，能量密度远离信号电缆中的信号电流；取样网络采用比例式消除激励信号幅度波动对测量的影响提高测量精度；选频放大采用有源BPF带通滤波器，削弱带外的干扰信号，避免LIA过载；高精度ADC采用24bit多通道△-ΣADC。
如图3所示，本发明绝缘漏流测试装置采用500V直流高压在线测试方法，将电缆全程对地绝缘电阻转换为相应的电压值，经放大电路后送到绝缘测试表进行A/D转换，绝缘电阻测试时测试回路为：J1→J11→J2→J3→R+、R-→采集电路→CPU，其中采集回路如图4所示。
图3所示，漏流测试时测试回路为：J1→J11→J2→J4→LL_IN、LL_GND→电阻测试盒→J5→CPU，其中交直流切换部分如图5所示。
在进行交直流测试时，通过J5继电器的切换使电阻测试盒选择不同的接点,最终通过漏流采样、阻抗变换和整流放大等操作后，将漏流值转换为标准直流电压后至CPU进行A/D转换。
图3所示，对地电压测试时测试回路为：J1→J11→J2→J4→U3_IN、U3_GND→采集电路→CPU。
图3所示，对地绝缘电阻快速测试时测试回路为：J1→J11→快速测试板。
图3所示，对内置标准电阻测试时测试回路为J31→J3→R+、R-→采集电路→CPU。
以下是绝缘漏流测试装置部分功能及设计的说明：
(一)测试功能互斥
绝缘漏流测试装置可进行对地绝缘电阻精确测试、对地交流漏流测试、对地直流漏流测试、对地交流电压测试、对地直流电压测试、对地绝缘电阻快速测试、对内置标准电阻测试。所有功能是互斥设计，即任意时刻只允许一种测试功能执行，保证了功能之间的互斥性。
(二)快速测试
绝缘漏流测试装置快速测试满足2秒钟完成一路绝缘测试，大大缩短了车站绝缘全部测试一次的时间。快速测试，低压能量小，在线测试不影响信号设备的正常工作。
(三)500V绝缘测试电源安全控制
绝缘漏流测试装置，500V绝缘测试电压生成电路由3个信号控制，只有3个控制信号同时使能才能生成500V测试电压。
(四)安全选通架构
绝缘漏流测试装置安全选通架构为3级板卡串联选通：
主控板、16路板、32路板3个板卡形成串联关系，每个板卡由各自的MCU控制。测试电阻时，只有3个板卡全部正常，500V电压才会注入被测电缆，任何1个板卡故障或失效，测试都不会被执行。非测试期间，能够确保不会有任何电缆接入绝缘漏流测试装置内部。
(五)远程配置及读取
上位机通过网络方式实现绝缘漏流装置网络参数的配置和读取。网络参数包括本地IP、本地掩码、本地网关、本地DNS、本地端口、上位机地址、上位机端口。其中进行配置操作的时候，成功下发参数后，一定要再下发执行修改的命令，绝缘漏流装置才会执行修改参数。
(六)远程升级及软件版本读取
远程在线升级绝缘漏流测试装置，上位机通过网络通信对产品所有板卡进行远程升级，上位机发送升级数据包，下位机反馈升级状态。
远程在线软件版本读取，支持绝缘漏流测试装置所有板卡(包括扩展装置)的软件版本。
(七)在线诊断
在线诊断功能是在电源接通后进行自检，以确定自身有无故障。测试装置在出现错误时，能够对其可能出现的问题作出预报警。绝缘漏流测试装置自主上发自身报警数据，报警类型主要包括热启动报警、通信地址异常报警、电源电压异常报警、继电器故障报警、500V电源异常报警。
(八)设备尺寸
综合考虑现场安装环境，绝缘漏测试装置箱体尺寸限定在(长*深*高)700mm*170mm*266.5mm，现场安装尺寸为(长*深*高)878mm*220mm*355.6mm，兼容现有组合架。
本发明的性能：
1)阻燃性要求，PCB材质和含塑料部件的阻燃性能应满足标准UL94V-0级要求。产品选用线缆的阻燃性能应满足GB/T18380.35或IEC60332C类要求。
2)平均故障间隔时间≥50000小时，平均故障维护时间<0.50小时。
3)工作环境温度设定为-5～45℃，相对湿度不大于95％(室温25℃)；存储温度-25℃～70℃。
4)低气压性能需满足产品标准EN50125-3中AX等级要求，应能在海拔小于等于3000m，大气压强70kPa～106kPa条件下正常工作，测试标准采用EN60068-2-13、GB/T2423.21，性能判据A。
5)射频电磁场辐射抗扰度性能需满足标准GB/T 24338.5、EN50121-4要求。
6)工频磁场抗扰度：GB/T 17626.8中测试等级4，性能判据A要求。
7)静电放电抗扰度：GB/T 17626.2中测试等级3，性能判据B要求。
8)脉冲磁场抗扰度：GB/T 17626.9中测试等级4，性能判据B要求。
9)电快速瞬变脉冲群抗扰度：GB/T 17626.4中测试等级4，性能判据A要求。
10)浪涌抗扰度：GB/T 17626.5中测试等级3，性能判据B要求。
11)传导发射：GB 9254中Class A限制要求。
12)辐射发射：GB 9254中Class A限制要求。
13)低温试验：EN 60068-2-1Ad，性能判据A。
14)高温试验：EN 60068-2-2Be，性能判据A。
15)恒定湿热试验：EN 60068-2-78Cab、GB/T2423.3。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种绝缘漏流测试装置，该装置与监测系统上位机通信连接，其特征在于，所述的装置包括电源板、主控板、快测板、16路板和32路板，所述的主控板分别与快测板、16路板通信连接，所述的16路板和32路板通信连接，所述的电源板分别与主控板、快测板、16路板和32路板连接，所述的主控板通过网络通信方式与监测系统上位机连接。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的测试装置可构成对地绝缘电阻测试回路、对地交流漏流测试回路、对地直流漏流测试回路、对地交流电压测试回路、对地直流电压测试回路、对地绝缘电阻快速测试回路、对内置标准电阻测试回路。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的主控板通过CAN总线与16路板连接，所述的主控板通过485总线与快测板连接。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的16路板通过CAN总线与32路板连接。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的测试装置包括板载式安全继电器，该板载式安全继电器分别安装在16路板和32路板上。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的装置具备进行远程在线升级及配置，有利于现场维护整改及产品功能升级。
7.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的装置具备自报警功能，包括热启动报警、通信地址异常报警、电源电压异常报警、继电器故障报警、500V电源异常报警。
8.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的装置可支持15块32路板，即可支持480路绝缘测试，该设备具备良好的可扩展性，其中扩展装置由电源板、16路板、32路板组成。
9.根据权利要求1所述的一种绝缘漏流测试装置，其特征在于，所述的装置还包括箱体，该箱体的尺寸：700mm×170mm×6U，体积小，节约空间，使用板卡方式大幅度减少了现场配线，简化了调试维护工作，所述的测试装置在不扩展的情况下具备480路测试能力，所需安装空间为：878mm×220mm×8U，远小于同等测试能力的1700继电器方式。
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