CN111458565A - 介质损耗与绝缘电阻试验转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，属于电力设备测量技术领域，尤其涉及一种电力电力变压器介质损耗和绝缘电阻试验转换装置。包括：控制单元、检测单元以及上位机；控制单元设有多路开关，通过控制多路开关切换与外部电力变压器接线方式，使得操作人员远离高压电源，安全系数大大提高。电动机通过皮带带动动触点移动结构的多路开关，保证了多个静触点间的绝缘距离，电动机采用步进电机，实现动触点锁定到指定位置，防止动触点移位；本体上表面设有有机玻璃，方便观察红外光电开关指示灯，从而确定多路开关工作情况。该装置还设有上位机，试验过程更为简单，将操作步骤程序化，防止因人员操作失误导致设备损坏。

Description

介质损耗与绝缘电阻试验转换装置

技术领域

本发明属于电力设备测量技术领域，尤其涉及一种电力电力变压器介质损耗和绝缘电阻试验转换装置。

背景技术

质损耗与绝缘电阻是检测电力变压器、互感器、耦合电容器等电力设备绝缘电阻常用的试验项目，因电力电力变压器的外壳直接接地，目前现场采用交流电桥反接法来测量电力电力变压器的介质损耗因素，试验时需将测量绕组各相短接加压，非测量绕组各相短接接地。

按照国家电力行业标准DL/T474.3–2006《现场绝缘试验实施导则介质损耗因数tanδ 试验》的要求，测量大容量三绕组电力变压器需要按照如下步骤实施：（1）低压绕组短接加压，高压、中压绕组短接接地；（2）中压绕组短接加压，高压、低压绕组短接接地；（3）高压绕组短接加压，中压、低压绕组短接接地；（4）高压、中压绕组短接加压，低压绕组短接接地；（5）高压、中压和低压绕组短接加压；同时测量装在三相电力变压器上的任一只高压套管的介质损耗因数和电容时，相同电压等级的三相绕组及中性点必须短接加压，将非测量的其他绕组三相短接接地，采用正接法，对套管一个一个的进行测量。如上所述，如果要完整地测量一个大型电力电力变压器以及电力变压器上的高压套管，就有可能需要拆装连接线17次，由于大型电力变压器体积庞大（高达4m），采用人工方式拆接连线不仅费时费力，而且还极有可能误接线引起测量上的误差甚至安全上的隐患。

同理目前测量电力变压器绝缘电阻时，也是依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。被测绕组各引线端短接加压，其余各非被测绕组都短接接地。与测量电力变压器介质损耗因数不同的是，为避免绕组上残余电荷导致偏大的测量误差，测量前应将被测绕组短接接地，其放电时间应不少于2分钟。不难看出，测量电力变压器绝缘电阻也需要进行多次拆接线，也存在着由此引起的测量误差以及安全上的隐患。

授权公告号为CN203720273U，名称为《一种变压器介损与绝缘电阻测试仪》的实用新型专利介绍了一种带有转换装置的变压器介损与绝缘电阻测试仪，其包括上位机U1、绝缘电阻测量模块U2、介质损耗测量反接模块U3、介质损耗测量正接模块组、切换开关J、高压继电器组和低压继电器组；该测试仪只要在开始进行试验时接好连线，在整个试验过程中通过上位机控制高压继电器、低压继电器和切换开关来选择绕组状态和测量项目从而代替人工接线，整个测量过程自动切换绕组状态，无需人工干预，不仅能减小测量误差，还能减轻工作强度，提高工作效率，实现对电力变压器介质损耗因数和绝缘电阻的智能化化测量。该仪器采用继电器切换结算与绝缘电阻测试仪与外部电力变压器的接线方式，由于继电器动触点以及静触点间间距小，绝缘强度不够，在进行高压测试时，安全风险大；此外，对于套管的检测方式，采用多个介质损耗测量正接模块组分别接入套管，结构复杂。

发明内容

本发明提供了一种介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，用于解决在介质损耗与绝缘电阻试验过程中频繁人工转换接线的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，包括：控制单元以及检测单元；所述检测单元用于检测外部电力变压器介质损耗与绝缘电阻；所述控制单元用于控制切换所述检测单元以及外部电力变压器的电连接方式；所述检测单元包括：高压交流电源、绝缘电阻测量模块以及介质损耗测量反接模块；所述高压交流电源分别与所述绝缘电阻测量模块电源输入端以及所述介质损耗测量反接模块电源输入端电连接；所述控制单元包括：转换控制器以及多路开关，所述多路开关包括动触点、静触点以及控制端，所述多路开关动触点与所述外部电力变压器电连接，静触点分别与绝缘电阻测量模块检测输出端、所述介质损耗测量反接模块检测输出端以及外部接地端电连接，所述转换控制器通过所述多路开关控制端控制所述多路开关动作。

进一步地，所述多路开关包括：本体、与所述本体固定连接的电动机、与所述本体转动连接的主动轮、与所述本体转动连接的被动轮、皮带、与本体固定连接的静触点以及与皮带固定连接的动触点，所述本体、所述主动轮、所述被动轮以及所述皮带均为绝缘材质，所述皮带分别绕过所述主动轮以及所述被动轮，所述电动机输出轴与所述主动轮传动连接。

进一步地，所述多路开关还包括：多路开关控制器以及红外光电开关，所述红外光电开关用于感应动触点位置，所述多路开关控制器用于控制动触点移动过程，所述红外光电开关与所述本体固定连接，所述红光电开关以及所述电动机分别与所述多路开关控制器电连接，所述多路开关控制器与所述转换控制器通信连接。

进一步地，所述主动轮以及所述被动轮为同步带轮，所述皮带为同步带，所述电动机为步进电机。

进一步地，所述静触点为U形触点。

进一步地，所述本体为箱体，上表面设置有透明有机玻璃，所述本体、所述主动轮、所述被动轮、所述皮带、所述动触点、所述静触点、所述电动机以及所述红外光电开关均设置在所述本体内部。

进一步地，所述检测单元还包括：介质损耗测量正接模，所述介质损耗正接模块电源输入端与所述高压交流电源电连接，所述介质损耗正接模块检测输出端与多路开关电连接。

进一步地，还包括上位机，所述上位机分别与所述绝缘电阻测量模块、所述介质损耗测量反接模块以及所述介质损耗正接模块通信连接。

进一步地，所述红外光电开关设有用于指示状态的指示灯。

进一步地，所述动触点以及所述静触点均为磷青铜材质。

本发明相比现有技术如下优点：

本发明公开了一种介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，包括：控制单元、检测单元以及上位机；控制单元设有多路开关，通过控制多路开关切换与外部电力变压器接线方式，省去了人工接线操作，使得操作人员远离高压电源，安全系数大大提高。

多路开关采用电动机通过皮带带动动触点移动结构的多路开关，保证了多个静触点间的绝缘距离，电动机采用步进电机，在电动机停止转动后，可以将动触点锁定到指定位置，从而防止多路开关移动造成动触点移位；本体上表面设有有机玻璃，可以通过有机玻璃观察红外光电开关指示灯，从而确定多路开关工作情况；静触点为形触点，材质为磷青铜材质，该材质弹性好，导电性能好，确保动触点与静触点形成良好的电气接触。

该装置还设有上位机，试验过程更为简单，将操作步骤程序化，防止了因人员操作失误导致的设备损坏。该装置还设有介质损耗测量正接模块，该模块可以通过配合多路开关对外部电力变压器高压套管的介质损耗进行检测，且免去了多次人工调整接线方式的烦恼。

附图说明

图1为本发明实施方式介质损耗与绝缘电阻试验转换装置接线示意图；

图2为本发明实施方式多路开关俯视示意图；

图3为本发明实施方式多路开关主视示意图；

图4为本发明实施方式静触点示意图。

图中：本体1、主动轮2、被动轮3、皮带4、动触点5、静触点6、电动机7、红外光电开关8。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至4所示，一种介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，包括：控制单元以及检测单元。

检测单元用于检测外部电力变压器介质损耗与绝缘电阻；控制单元用于控制切换检测单元以及外部电力变压器的电连接方式。

检测单元包括：高压交流电源ACY、绝缘电阻测量模块U2以及介质损耗测量反接模块U3；高压交流电源ACY分别与绝缘电阻测量模块U2电源输入端以及介质损耗测量反接模块U3电源输入端电连接；

控制单元包括：转换控制器U5以及多路开关J，多路开关J包括动触点5端、静触点6端以及控制端，多路开关动触点5端与外部电力变压器电连接，静触点6端分别与绝缘电阻测量模块U2检测输出端、介质损耗测量反接模块U3检测输出端以及外部接地端电连接，转换控制器与多路开关控制端电连接。

更为具体地，多路开关J包括与外部变压器电连接的J1、J2以及J3，多路转换开关J1、J2以及J3结构相同，均为以继电器组成的多路开关。外部电力变压器通常包括两个或三个绕组，本实施方式外部电力变压器为三绕组，UH、VH、WH以及NH分别为高压绕组的三相绕组接线端以及中性线接线端，UH、VH、WH以及NH短接，短接点与第一多路开关J1动触点5电连接；UM、VM、WM以及NM分别为中压绕组的三相绕组接线端以及中性线接线端，UM、VM、WM以及NM短接，短接点与第二多路开关J2动触点5电连接；UL、VL、WL以及NL分别为低压绕组的三相绕组接线端以及中性线接线端，UL、VL、WL以及NL短接，短接点与第三多路开关J3动触点5电连接。

检测单元中绝缘电阻测量模块U2以及介质损耗测量反接模块U3分别用于检测变压器的绝缘电阻以及介质损耗因数tanδ。多路开关J1、J2以及J3静触点6接线方式相同，以J1为例，J1第一静触点6与绝缘电阻测量模块U2检测输出端电连接，J2第二静触点6与外部接地端PE电连接，J3第三静触点6与介质损耗测量反接模块U3检测输出端电连接。多路开关J1、J2以及J3的控制端用于控制动触点5动作过程，多路开关J1、J2以及J3的控制端分别与所述转换控制器电连接。

在使用时，高压绕组、中压绕组以及低压绕组操作过程相同，此处仅以高压绕组为例。通过操作转换控制器U5将多路开关J2以及J3的动触点5与第二静触点6电连接，此时中压绕组以及低压绕组分别与外部接地端PE电连接，将多路开关J1动触点5与第一静触点6接通，此时，高压绕组与绝缘电阻测量模块U2电连接，调整并启动高压交流电源ACY，通过绝缘电阻测量模块U2检测高压绕组的绝缘电阻，检测完毕后，通过操作转换控制器U5，将多路开关J1动触点5与第二静触点6接通，关闭高压交流电源ACY，开始将高压绕组以及高压交流电源ACY放电，将多路开关J1动触点5与第三静触点6接通，高压绕组与介质损耗测量反接模块U3检测输出端电连接，调整并启动高压交流电源ACY，通过介质损耗测量反接模块U3检测高压绕组介质损耗，检测完毕后，通过操作转换控制器U5，将多路开关J1动触点5与第二静触点6接通，关闭高压交流电源ACY，开始将高压绕组以及高压交流电源ACY放电，开检测中压绕组。

设有转换控制器U5的试验转换装置，省去了人工接线操作，使得操作人员远离高压电源，安全系数大大提高。

进一步地，作为对多路开关的改进形式，多路开关包括：本体1、与本体1固定连接的电动机7、与本体1转动连接的主动轮2、与本体1转动连接的被动轮3、皮带4、与本体固定连接的静触点6、与皮带固定连接的动触点5、多路开关控制器以及红外光电开关8，本体1、主动轮2、被动轮3以及皮带4均为绝缘材质，皮带4分别绕过主动轮2以及被动轮3，电动机7与主动轮2传动连接，本实施方式采用联轴器同轴连接；红外光电开关8用于感应动触点5位置，多路开关控制器用于控制动触点5移动过程，红外光电开关8设有指示灯，当感应到动触点5位置后，红外光电开关8的指示灯亮起，红外光电开关8与本体1固定连接，红光电开关8以及电动机7分别与多路开关控制器电连接，多路开关控制器与转换控制器U5通信连接；

更为具体地，主动轮2以及被动轮3为同步带轮，皮带4为同步带，电动机7为步进电机，电机7外壳与外部接地端PE电连接。静触点6为U形触点，材质为磷青铜，本实施方式多路开关设有三个静触点6以及四个红外光电开关8，第二静触点6设置在第一静触点6以及第三静触点6之间。本体1为箱体，上表面设置有透明有机玻璃。多路开关控制器以及转换控制器U5均为以型号STC12C5A60S2的单片机为核心的电路，该单片机设有两个串口模块。多路开关控制器与转换控制器U5通过串口建立通信连接。

本实施方式，四个红外开关自左至右依次排列。使用时，多路开关控制器通过串口接收到外部指令，如本实施方式，转换控制器U5向多路开关控制器发送命令，请求将动触点5切换到与第一静触点6电连接，多路开关控制器控制电动机7正向转动，当多路开关控制器感应到用于感应第一静触点6位置的第一红外光电开关8后，控制电动机7停止转动。再例如，转换控制器U5向多路开关控制器发送命令，请求将动触点5切换到与第二静触点6电连接，动触点5开始移动前位于第一静触点6处，多路开关控制器控制电动机7反向转动，当多路开关控制器感应到用于感应第二静触点6位置的第三红外光电开关8后，控制电动机7停止转动。

采用电动机7通过皮带4带动动触点5移动结构的多路开关J，保证了多个静触点6间的绝缘距离，电动机7采用步进电机，在电动机7停止转动后，可以将动触点5锁定到指定位置，从而防止多路开关J移动造成动触点5移位；本体1上表面设有有机玻璃，可以通过有机玻璃观察红外光电开关8指示灯，从而确定多路开关J工作情况；静触点6为U形触点，材质为磷青铜材质，该材质弹性好，导电性能好，确保动触点5与静触点6形成良好的电气接触。

进一步地，检测单元还包括介质损耗测量正接模块U4，介质损耗正接模块U4电源输入端与高压交流电源ACY电连接，介质损耗正接模块U4检测输出端与多路开关J电连接。介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，还包括上位机U1，上位机U1分别与绝缘电阻测量模块U2、介质损耗测量反接模块U3以及介质损耗正接模块U4通信连接。

更为具体地，介质损耗测量正接模块U4具有高压输出端O4以及检测端Cx，还设有用于检测外部电力变压器高压套管的多路开关J4-J15，高压绕组、中压绕组以及低压绕组共计12个高压套管X1-X12,高压绕组为X1-X4，中压绕组为X5-X8，低压绕组为X9-X12。外部电力变压器上高压套管X末屏电极与多路开关J动触点5电连接。本实施方式以J4为例，多路开关J4动触点5与高压套管X1末屏电极电连接，第一静触点6与介质损耗正接模块Cx电连接，第二静触点6与外部接地端PE电连接。绕组多路开关J1-J3还设有第四静触点6，第四静触点6与介质损耗测量正接模块U4高压输出端O4电连接，以多路开关J1为例，第四静触点6与介质损耗测量正接模块U4高压输出端O4电连接。

在检测外部电力变压器高压套管介质损耗时，以高压套管X1为例，多路开关J1动触点5与第四静触点6电连接，多路开关J2以及多路开关J3动触点5与第二静触点6电连接，J4动触点5与第一静触点6电连接，调整并启动高压交流电源ACY，通过U4检测高压套管X1介质损耗，检测完毕后，高压交流电源ACY断电，J4动触点5与第二静触点6电连接，J1动触点5与第二静触点6电连接，高压交流电源ACY以及高压套管X1放电。

使用时，操作上位机U1，选择某项试验项目，如上述试验过程，上位机U1通过U5调整多路开关J的连接方式，并从检测单元获取检测数据，检测完毕后再次通过U5对外部电力变压器以及高压交流电源ACY进行放电，然后再进行下一个试验项目，最终出具试验报告。

设有上位机U1的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，试验过程更为简单，将操作步骤程序化，防止了因人员操作失误导致的设备损坏。该装置还设有介质损耗测量正接模块U4，该模块可以通过配合多路开关J对高压套管X的介质损耗进行检测，且免去了多次人工调整接线方式的烦恼。

以上实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，包括：控制单元以及检测单元；所述检测单元用于检测外部电力变压器介质损耗与绝缘电阻；所述控制单元用于控制切换所述检测单元以及外部电力变压器的电连接方式；所述检测单元包括：高压交流电源、绝缘电阻测量模块以及介质损耗测量反接模块；所述高压交流电源分别与所述绝缘电阻测量模块电源输入端以及所述介质损耗测量反接模块电源输入端电连接；所述控制单元包括：转换控制器以及多路开关，所述多路开关包括动触点（5）、静触点（6）以及控制端，所述多路开关动触点（5）与所述外部电力变压器电连接，静触点（6）分别与绝缘电阻测量模块检测输出端、所述介质损耗测量反接模块检测输出端以及外部接地端电连接，所述转换控制器通过所述多路开关控制端控制所述多路开关动作。

2.根据权利要求1所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述多路开关包括：本体（1）、与所述本体（1）固定连接的电动机（7）、与所述本体（1）转动连接的主动轮（2）、与所述本体（1）转动连接的被动轮（3）、皮带（4）、与本体（1）固定连接的静触点（6）以及与皮带（4）固定连接的动触点（5），所述本体（1）、所述主动轮（2）、所述被动轮（3）以及所述皮带（4）均为绝缘材质，所述皮带（4）分别绕过所述主动轮（2）以及所述被动轮（3），所述电动机（7）输出轴与所述主动轮（2）传动连接。

3.根据权利要求2所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述多路开关还包括：多路开关控制器以及红外光电开关（8），所述红外光电开关（8）用于感应动触点（5）位置，所述多路开关控制器用于控制动触点（5）移动过程，所述红外光电开关（8）与所述本体（1）固定连接，所述红光电开关以及所述电动机（7）分别与所述多路开关控制器电连接，所述多路开关控制器与所述转换控制器通信连接。

4.根据权利要求3所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述主动轮（2）以及所述被动轮（3）为同步带轮，所述皮带（4）为同步带，所述电动机（7）为步进电机。

5.根据权利要求4所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述静触点（6）为U形触点。

6.根据权利要求5所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述本体（1）为箱体，上表面设置有透明有机玻璃，所述本体（1）、所述主动轮（2）、所述被动轮（3）、所述皮带（4）、所述动触点（5）、所述静触点（6）、所述电动机（7）以及所述红外光电开关（8）均设置在所述本体（1）内部。

7.根据权利要求6所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述检测单元还包括：介质损耗测量正接模，所述介质损耗正接模块电源输入端与所述高压交流电源电连接，所述介质损耗正接模块检测输出端与多路开关电连接。

8.根据权利要求7所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，还包括上位机，所述上位机分别与所述绝缘电阻测量模块、所述介质损耗测量反接模块以及所述介质损耗正接模块通信连接。

9.根据权利要求8所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述红外光电开关（8）设有用于指示状态的指示灯。

10.根据权利要求9所述的介质损耗与绝缘电阻试验转换装置，其特征在于，所述动触点（5）以及所述静触点（6）均为磷青铜材质。

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