CN110646671A - 一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法 - Google Patents

一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法 Download PDF

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CN110646671A CN201910860841.2A CN201910860841A CN110646671A CN 110646671 A CN110646671 A CN 110646671A CN 201910860841 A CN201910860841 A CN 201910860841A CN 110646671 A CN110646671 A CN 110646671A
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邓森
张益林
周星杰
庞松涛
黄自平
罗海林
李伯洋
陈双军
郑福家
谢君豪
彭尧
邱波
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China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法。该装置中待测电气元件接入器包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，多通道测量转换器的多个绝缘电阻测量通道分别对应连通待测电气元件接入器的多个电气元件接入端，实现待测电器元件与绝缘电阻测试电路的多通道连通；绝缘电阻测试电路对多个通道进行电阻测量，电阻测量结果经AD转换器转换为数字信号后发送至主控模块，主控模块处理电阻测量结果得到电阻值。本发明实现测量多个电气元件绝缘电阻，提高电气元件绝缘电阻测量的工作效率，降低测量过程中出现接线错误或者漏测现象的可能性，提高安全性，保证测试过程的安全，提高电气元件的使用可靠性。

Description

一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法
技术领域
本发明涉及电气元件的绝缘电阻测量领域，更具体地说，涉及一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法。
背景技术
目前测量电器元件的绝缘电阻测量一般是在高压环境进行，如250V-1000V高电压下进行测量，如此高电压的环境下进行测量，测试设备在切换不同的测试通道时设备的内部电磁继电器很容易产生电火花。所产生的电火花不仅危害测试现场人员的人生安全，而且易造成财产损失。另外，测量电缆绝缘电阻的设备及方法还存在以下缺点：
在依次测量各相对地、相间绝缘电阻以及放电的过程中，需要反复拆装连接线，既费时又费力，而且容易出错。线路连接的通常采用鳄鱼夹卡接，存在接触不良、使用寿命短等特点。操作空间小，电缆一般位于开关柜底部，用鳄鱼夹卡接时视线受阻，操作困难而且有可能无法保留足够的安全距离，造成人身触电等严重事故。
多芯电缆普遍用于各种器件的连接，以及器件各个组成部件之间的连接，线缆的好坏，直接影响器件之间、器件各个部件之间的连接关系，从而影响到系统的运行状况。在现有的技术中，对电缆线绝缘电阻测试采用的方案较为复杂，而且测试结果不准确，测试电缆线的种类较为局限。
现有技术中，绝缘电阻仪每次只能测试一个部件对另一个部件(或对地)的绝缘电阻，不能一次测量多个部件之间的绝缘电阻，当需要测试多个部件之间绝缘电阻时，需测量多次，效率低下且容易漏测。例如，测量三相异步电机中的部件之间的绝缘电阻时，如：带有加热带、热敏电阻的，就需要测试绕组分别同加热带、热敏电阻的绝缘电阻，热敏电阻和加热带间的绝缘电阻，加热带、热敏电阻、绕组分别对地的电阻，共需要测试6次绝缘电阻，需要用夹头夹6次待测端的接头，效率非常低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置，包括主控模块、待测电气元件接入器、多通道测量转换器、绝缘电阻测试电路以及AD转换器；所述主控模块分别连接并控制所述待测电气元件接入器、多通道测量转换器、绝缘电阻测试电路以及AD转换器，所述待测电气元件接入器通过所述多通道测量转换器连接所述绝缘电阻测试电路，所述绝缘电阻测试电路通过所述AD转换器连接所述主控模块；
所述待测电气元件接入器包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，所述电气元件接入端之间相互独立；所述多通道测量转换器包括多个绝缘电阻测量通道的测量端，多个待测电器元件接入所述待测电气元件接入器时，所述多通道测量转换器的多个绝缘电阻测量通道分别对应连通所述待测电气元件接入器的多个电气元件接入端，实现待测电器元件与所述绝缘电阻测试电路的多通道连通；所述绝缘电阻测试电路对多个通道进行电阻测量，电阻测量结果经所述AD转换器转换为数字信号后发送至所述主控模块，所述主控模块处理所述电阻测量结果得到电阻值。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，所述多通道测量转换器包括根据测量要求控制待测电气元件接入器的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，其中n为正整数，所述测量开关1、测量开关2、···、测量开关n并联连接，控制测量开关n的接通使待测电气元件实现接入；以及
在测量前自动对需要测量的接入点进行放电的放电开关，所述多通道测量转换器通过所述放电开关接地。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，所述主控模块包括通讯模块、处理模块、控制模块以及显示与操作单元，所述通讯模块的一端分别连接所述多通道测量转换器、绝缘电阻测试电路以及AD转换器；所述通讯模块的另一端分别连接所述处理模块和所述控制模块；所述处理模块连接所述显示与操作单元，用于处理所述通讯模块接收的数据和所述显示与操作单元接收的指令；所述显示与操作单元用于接收操作指令以及显示电阻值；
所述主控模块还包括用于存储所述电阻值的存储器。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，所述待测电气元件接入器包括连接器和隔离保护模块，所述连接器的输入端包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，所述电气元件接入端之间相互独立；
所述连接器的输出端通过所述隔离保护模块连接所述待测电气元件接入器的输出端。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，所述绝缘电阻测试电路的测试电压小于等于200V，所述绝缘电阻测试电路包括多个测量电压档。
另，本发明还提供一种多通道绝缘电阻快速自动测量方法，应用于如上述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置中，所述方法包括：
S1、将待测电器元件接入待测电气元件接入器的电气元件接入端；
S2、主控模块选择测量电压档，多通道测量转换器进入工作状态；
S3、所述主控模块控制绝缘电阻测试电路测量多个通道的电阻得到电阻测量结果；
S4、电阻测量结果经AD转换器转换为数字信号后发送至所述主控模块，所述主控模块处理所述电阻测量结果得到电阻值。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，所述步骤S1包括：多通道测量转换器包括测量要求控制待测电气元件接入器的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，控制测量开关n的接通使待测电气元件实现接入，其中n为正整数。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，在所述步骤S4之后还包括：
S5、在所述主控模块的显示与操作单元上显示电阻值。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，在所述步骤S4之后还包括：
S6、将所述电阻值存储到所述主控模块的存储器中。
进一步，本发明所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，所述步骤S3包括：
S31、所述多通道测量转换器在测量前自动对需要测量的接入点进行放电。
实施本发明的一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置及方法，具有以下有益效果：该装置中待测电气元件接入器包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，多通道测量转换器的多个绝缘电阻测量通道分别对应连通待测电气元件接入器的多个电气元件接入端，实现待测电器元件与绝缘电阻测试电路的多通道连通；绝缘电阻测试电路对多个通道进行电阻测量，电阻测量结果经AD转换器转换为数字信号后发送至主控模块，主控模块处理电阻测量结果得到电阻值。本发明实现测量多个电气元件绝缘电阻，提高电气元件绝缘电阻测量的工作效率，降低测量过程中出现接线错误或者漏测现象的可能性，提高测量电气元件绝缘电阻的安全性，保证测试过程的安全，提高电气元件的使用可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是一实施例提供的多通道绝缘电阻快速自动测量装置的结构示意图；
图2是一实施例提供的多通道绝缘电阻快速自动测量装置的结构示意图；
图3是一实施例提供的多通道绝缘电阻快速自动测量方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
参考图1，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量装置包括主控模块10、待测电气元件接入器20、多通道测量转换器30、绝缘电阻测试电路40以及AD转换器50，其中主控模块10分别连接并控制待测电气元件接入器20、多通道测量转换器30、绝缘电阻测试电路40以及AD转换器50，待测电气元件接入器20通过多通道测量转换器30连接绝缘电阻测试电路40，绝缘电阻测试电路40通过AD转换器50连接主控模块10。
待测电气元件接入器20是自动测量装置与待测电气元件的连接装置，待测电气元件接入器20包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，电气元件接入端之间相互独立，可实现接入多个待测量电气元件。待测电气元件接入后，形成多个测量绝缘电阻的多通道测量电路，可测量多个电气元件的绝缘电阻。因绝缘电阻测试测试电路40为一个，需要按照预设测量顺序分别测量每个待测电气元件的绝缘电阻。
多通道测量转换器30包括多个绝缘电阻测量通道的测量端，多个待测电器元件接入待测电气元件接入器20时，多通道测量转换器30的多个绝缘电阻测量通道分别对应连通待测电气元件接入器20的多个电气元件接入端，实现待测电器元件与绝缘电阻测试电路40的多通道连通。绝缘电阻测试电路40对多个通道进行电阻测量，电阻测量结果经AD转换器50转换为数字信号后发送至主控模块10，AD转换器50将采集的模拟信号转换为数据信号，方便主控模块10处理，主控模块10处理电阻测量结果得到电阻值。
本实施例实现测量多个电气元件绝缘电阻，提高电气元件绝缘电阻测量的工作效率，降低测量过程中出现接线错误或者漏测现象的可能性，提高测量电气元件绝缘电阻的安全性，保证测试过程的安全，提高电气元件的使用可靠性。
实施例
参考图2，在上述实施例的基础上，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量装置中，待测电气设备60包括多个待测电气元件R1、R1、···、Rn-1、Rn。待测电气元件接入器20包括连接器和隔离保护模块，连接器的输入端包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，电气元件接入端之间相互独立；连接器的输出端通过隔离保护模块连接待测电气元件接入器20的输出端。待测电气元件R1、R2、···、Rn-1、Rn分别对应接入连接器。
多通道测量转换器30包括根据测量要求控制待测电气元件接入器20的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，其中n为正整数，测量开关1、测量开关2、···、测量开关n并联连接，控制测量开关n的接通使待测电气元件实现接入，每个测量开关n对应一个待测电气元件Rn。多通道测量转换器30还包括在测量前自动对需要测量的接入点进行放电的放电开关，多通道测量转换器30通过放电开关接地。多通道测量转换器30在测量前自动对需要测量的接入点进行放电，以使测量过程更为安全，同时保证电气元件的安全。
主控模块10包括通讯模块、处理模块、控制模块以及显示与操作单元，通讯模块的一端分别连接多通道测量转换器30、绝缘电阻测试电路40以及AD转换器50；通讯模块的另一端分别连接处理模块和控制模块。通讯模块获取多通道测量转换器30各个测量开关的状态信号，并将控制信号发送至多通道测量转换器30。通讯模块发送控制信号至绝缘电阻测试电路40，绝缘电阻测试电路40将测量结果通过AD转换器50转换后发送至通讯模块，即将测量值信号发送至通讯模块。处理模块连接显示与操作单元，用于处理通讯模块接收的数据和显示与操作单元接收的指令；显示与操作单元用于接收操作指令以及显示电阻值。
作为选择，主控模块10还包括用于存储电阻值的存储器，该存储器还用于存储控制装置运行的控制指令。存储器包括但不限于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM等技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
作为选择，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量装置中，绝缘电阻测试电路40采用弱电流测量技术，能够实现在较低的测量电压下进行高绝缘电阻的测试工作。本实施例中待测电气元件的电阻通常在1011Ω以上，则对应测量电流属于nA级别的电流，而现有常规测量电路无法对nA级别的电流进行有效测量；本实施例的绝缘电阻测试电路40采用弱电流测量技术，能够实现在较低的测量电压下进行高绝缘电阻的测试工作。作为选择，绝缘电阻测试电路40的测试电压小于等于200V，绝缘电阻测试电路40包括多个测量电压档。例如绝缘电阻测试电路40包括三挡测试电压，分别为50V、100V、200V，可满足多数电气元件的绝缘电阻测量要求。
本实施例实现测量多个电气元件绝缘电阻，提高电气元件绝缘电阻测量的工作效率，降低测量过程中出现接线错误或者漏测现象的可能性，提高测量电气元件绝缘电阻的安全性，保证测试过程的安全，提高电气元件的使用可靠性。
实施例
参考图3，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量方法应用于如上述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置中，该方法包括：
S1、将待测电器元件接入待测电气元件接入器20的电气元件接入端。待测电气元件接入器20是自动测量装置与待测电气元件的连接装置，待测电气元件接入器20包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，电气元件接入端之间相互独立，可实现同时接入多个待测量电气元件。待测电气元件接入后，形成多个测量绝缘电阻的多通道测量电路，可测量多个电气元件的绝缘电阻。多通道测量转换器30包括多个绝缘电阻测量通道的测量端，多个待测电器元件接入待测电气元件接入器20时，多通道测量转换器30的多个绝缘电阻测量通道分别对应连通待测电气元件接入器20的多个电气元件接入端，实现待测电器元件与绝缘电阻测试电路40的多通道连通。绝缘电阻测试电路40对多个通道进行电阻测量。
进一步，多通道测量转换器30包括测量要求控制待测电气元件接入器20的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，其中n为正整数，控制测量开关n的接通使待测电气元件实现接入，主控模块10可控制每个测量开关1、测量开关2、···、测量开关n的通断。待测电气设备60包括多个待测电气元件R1、R1、···、Rn-1、Rn。待测电气元件接入器20包括连接器和隔离保护模块，连接器的输入端包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，电气元件接入端之间相互独立；连接器的输出端通过隔离保护模块连接待测电气元件接入器20的输出端。待测电气元件R1、R1、···、Rn-1、Rn分别对应接入连接器。多通道测量转换器30包括根据测量要求控制待测电气元件接入器20的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，其中n为正整数，测量开关1、测量开关2、···、测量开关n并联连接，控制测量开关n的接通使对应待测电气元件实现接入，控制测量开关n的断开使对应的待测电气元件实现脱离，每个测量开关n对应一个待测电气元件Rn。多通道测量转换器30还包括在测量前自动对需要测量的接入点进行放电的放电开关，多通道测量转换器30通过放电开关接地。多通道测量转换器30在测量前自动对需要测量的接入点进行放电，以使测量过程更为安全，同时保证电气元件的安全。
S2、主控模块10选择测量电压档，多通道测量转换器30进入工作状态。绝缘电阻测试电路40采用弱电流测量技术，能够实现在较低的测量电压下进行高绝缘电阻的测试工作。作为选择，绝缘电阻测试电路40的测试电压小于等于200V，绝缘电阻测试电路40包括多个测量电压档。例如绝缘电阻测试电路40包括三挡测试电压，分别为50V、100V、200V，可满足多数电气元件的绝缘电阻测量要求。
S3、主控模块10控制绝缘电阻测试电路40测量多个通道的电阻得到电阻测量结果。因绝缘电阻测试测试电路40为一个，需要按照预设测量顺序分别测量每个待测电气元件的绝缘电阻。进一步，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量方法中步骤S3包括：S31、多通道测量转换器30在测量前自动对需要测量的接入点进行放电。放电完成后，绝缘电阻测试电路40按照设置的测量电压档输出电压进行测试，保证测试人员和电气元件的安全。作为选择，不同的测试通道可设置不同的测量电压档，即不同通道的测试电压可不同，可实现且不同电压下对不同电气元件的测量。
S4、电阻测量结果经AD转换器50转换为数字信号后发送至主控模块10，主控模块10处理电阻测量结果得到电阻值。AD转换器50将采集的模拟信号转换为数据信号，方便主控模块10处理。
作为选择，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量方法中，在步骤S4之后还包括：S5、在主控模块10的显示与操作单元上显示电阻值，显示屏可通过文字或图表形式显示电阻值。
作为选择，本实施例的多通道绝缘电阻快速自动测量方法中，在步骤S4之后还包括：S6、将电阻值存储到主控模块10的存储器中。存储器包括但不限于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM等技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本实施例实现测量多个电气元件绝缘电阻，提高电气元件绝缘电阻测量的工作效率，降低测量过程中出现接线错误或者漏测现象的可能性，提高测量电气元件绝缘电阻的安全性，保证测试过程的安全，提高电气元件的使用可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种多通道绝缘电阻快速自动测量装置，其特征在于，包括主控模块(10)、待测电气元件接入器(20)、多通道测量转换器(30)、绝缘电阻测试电路(40)以及AD转换器(50)；所述主控模块(10)分别连接并控制所述待测电气元件接入器(20)、多通道测量转换器(30)、绝缘电阻测试电路(40)以及AD转换器(50)，所述待测电气元件接入器(20)通过所述多通道测量转换器(30)连接所述绝缘电阻测试电路(40)，所述绝缘电阻测试电路(40)通过所述AD转换器(50)连接所述主控模块(10)；
所述待测电气元件接入器(20)包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，所述电气元件接入端之间相互独立；所述多通道测量转换器(30)包括多个绝缘电阻测量通道的测量端，多个待测电器元件接入所述待测电气元件接入器(20)时，所述多通道测量转换器(30)的多个绝缘电阻测量通道分别对应连通所述待测电气元件接入器(20)的多个电气元件接入端，实现待测电器元件与所述绝缘电阻测试电路(40)的多通道连通；所述绝缘电阻测试电路(40)对多个通道进行电阻测量，电阻测量结果经所述AD转换器(50)转换为数字信号后发送至所述主控模块(10)，所述主控模块(10)处理所述电阻测量结果得到电阻值。
2.根据权利要求1所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，其特征在于，所述多通道测量转换器(30)包括根据测量要求控制待测电气元件接入器(20)的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，其中n为正整数，所述测量开关1、测量开关2、···、测量开关n并联连接，控制测量开关n的接通使待测电气元件实现接入；以及
在测量前自动对需要测量的接入点进行放电的放电开关，所述多通道测量转换器(30)通过所述放电开关接地。
3.根据权利要求1所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，其特征在于，所述主控模块(10)包括通讯模块、处理模块、控制模块以及显示与操作单元，所述通讯模块的一端分别连接所述多通道测量转换器(30)、绝缘电阻测试电路(40)以及AD转换器(50)；所述通讯模块的另一端分别连接所述处理模块和所述控制模块；所述处理模块连接所述显示与操作单元，用于处理所述通讯模块接收的数据和所述显示与操作单元接收的指令；所述显示与操作单元用于接收操作指令以及显示电阻值。
4.根据权利要求1所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，其特征在于，所述待测电气元件接入器(20)包括连接器和隔离保护模块，所述连接器的输入端包括多个用于接入待测电器元件的电气元件接入端，所述电气元件接入端之间相互独立；
所述连接器的输出端通过所述隔离保护模块连接所述待测电气元件接入器(20)的输出端。
5.根据权利要求1所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置，其特征在于，所述绝缘电阻测试电路(40)的测试电压小于等于200V，所述绝缘电阻测试电路(40)包括多个测量电压档。
6.一种多通道绝缘电阻快速自动测量方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的多通道绝缘电阻快速自动测量装置中，其特征在于，所述方法包括：
S1、将待测电器元件接入待测电气元件接入器(20)的电气元件接入端；
S2、主控模块(10)选择测量电压档，多通道测量转换器(30)进入工作状态；
S3、所述主控模块(10)控制绝缘电阻测试电路(40)测量多个通道的电阻得到电阻测量结果；
S4、电阻测量结果经AD转换器(50)转换为数字信号后发送至所述主控模块(10)，所述主控模块(10)处理所述电阻测量结果得到电阻值。
7.根据权利要求6所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括：多通道测量转换器(30)根据测量要求控制待测电气元件接入器(20)的测量开关1、测量开关2、···、测量开关n，控制测量开关n的接通使待测电气元件实现接入，其中n为正整数。
8.根据权利要求6所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，其特征在于，在所述步骤S4之后还包括：
S5、在所述主控模块(10)的显示与操作单元上显示电阻值。
9.根据权利要求6所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，其特征在于，在所述步骤S4之后还包括：
S6、将所述电阻值存储到所述主控模块(10)的存储器中。
10.根据权利要求6所述的多通道绝缘电阻快速自动测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、所述多通道测量转换器(30)在测量前自动对需要测量的接入点进行放电。
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