CN113589004A - 一种高压信号发生器 - Google Patents

Abstract

一种高压信号发生器，属于电缆故障测试技术领域。包括高压电容（9）以及高压发生器（12），其特征在于：设置有充放电机构（8），所述高压发生器（12）接入充放电机构（8），在充放电机构（8）内设置有多个气缸，通过充放电机构（8）内的气缸将所述高压电容（9）的两端与充放电机构（8）的两端相连，或将所述高压电容（9）的两端分别与待测电缆以及测试地线相连；还设置有储气罐（10）以及对储气罐（10）进行充气的气泵（13），储气罐（10）的出口通过电磁阀（14）与充放电机构（8）内的气缸相连。在高压信号发生器中，通过充放电机构中的气缸，实现高压电容的充电及放电，避免了现有技术中通过继电器的通断完成电能切换时的各种缺陷。

Description

一种高压信号发生器

技术领域

一种高压信号发生器，属于电缆故障测试技术领域。

背景技术

随着社会的发展，电力电缆的应用越来越广泛，用电缆供电具有很多的优点，但是由于系统扩容等因素的冲击，运行时间越久，电缆故障越来越频繁，为了提高供电的可靠性就必须以短时间修复这些电缆故障。电缆测试高压信号发生器主要用于电力电缆的高阻和闪络性故障的测试，它能够产生直流高压脉冲信号，使电缆故障点击穿放电，配合电缆故障测距和定点仪器进行测距和定点。

在对电缆进行测试时，需要充放电机构对电容进行充电，并将电容器内存储的电能施加到电缆上。传统的充放电机构普遍通过继电器实现，通过控制继电器的通断完成电能的切换。传统通过继电器实现的充放电机构存在如下缺陷：（1）以继电器的方式实现时，其控制电路及控制过程均较为复杂。对于更高要求的智能控制无法实现。（2）现在高压发生器采用高频变压后，优点是体积小，重量轻。但是高压击穿故障点时产生的行波容易造成高压发生器和反馈电路的故障，致使设备故障频发，可靠性低。（3）故障点放电时产生的高压行波信号会引起电源端的电压波动，高频的电压变化也会引起继电器控制回路的故障。造成设备工作不正常，设备故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过内置有气缸的充放电机构，通过充放电机构中的气缸动作，实现高压电容与充放电机构或待测电缆相连，完成了对高压电容的充电和放电过程的控制。通过微电脑分别控制相应的气缸动作，当对电容充电时，电容与电缆的连接断开,高压发生器与电容连接。当电容对电缆放电时，将充电回路断开。通过微电脑程序设计，精准控制气缸的动作，实现了放电时只是电容对电缆放电。规避了电缆上高压行波信号引起电压波动的危害。避免了现有技术中通过继电器的通断完成电能切换时各种缺陷的高压信号发生器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高压信号发生器，包括高压电容以及用于对高压电容进行充电的高压发生器，其特征在于：设置有多个充放电机构，所述高压发生器接入充放电机构，在充放电机构内设置有多个气缸，通过充放电机构内的气缸将所述高压电容的两端与充放电机构的两端相连，或将所述高压电容的两端分别与待测电缆以及测试地线相连；还设置有储气罐以及对储气罐进行充气的气泵，储气罐的出口通过电磁阀与充放电机构内的气缸相连。

优选的，所述的充放电机构包括壳体，在壳体内腔中并排设置有左气缸和右气缸，左气缸和右气缸活塞杆朝向壳体内腔的底部，在左气缸和右气缸的末端分别固定有电极片，在壳体内腔的底部设置有电极板，电极片在相应气缸活塞杆的带动下与电极板接触或分离。

优选的，所述的充放电机构设置有两个：第一充放电机构和第二充放电机构，高压电容两端分别与两个充放电机构中的电极板相连；高压发生器的两端分别与两个充放电机构中左气缸末端的电极片相连；第一充放电机构中右气缸末端的电极片与待测电缆相连，第二充放电机构中右气缸末端的电极片与第一充放电机构中的电极板相连，第二充放电机构中的电极板与测试地线相连。

优选的，在所述的壳体内腔的中部水平设置有隔断，隔断将壳体的内部间隔为上下两个腔室，所述的左气缸和右气缸位于上腔室中，左气缸和右气缸的活塞杆穿过隔断延伸至壳体的下腔室中。

优选的，在所述左气缸和右气缸活塞杆下部安装有绝缘柱，所述电极片安装在绝缘柱的底部。

优选的，在所述壳体的底部设置有绝缘板，所述的电极板放置在绝缘板的上部。

优选的，设置有主框架，主框架的顶面为控制面板，在控制面板的中部设置有触摸屏，在触摸屏的外侧自前向后依次设置有急停按钮、电源插孔以及用于检测储气罐压力的气压计；

在控制面板的正下方水平设置有间隔台，所述的充放电机构位于间隔台的一侧，在间隔台的上方设置有主控箱，所述储气罐位于间隔台上方靠近充放电机构的一侧，所述气泵位于储气罐的外侧，在气泵的后侧并排设置有用于检测高压电容两端电压的电压反馈模块和所述的电磁阀，所述的高压电容和高压发生器位于间隔台的下部。

优选的，在所述的主控箱内至少设置有微处理器，所述的急停按钮和电压反馈模块接入微处理器的输入端，微处理器的输入输出端口与触摸屏双向连接；微处理器的输出端与高压发生器相连。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

在高压信号发生器中，通过内置有气缸的充放电机构，通过充放电机构中的气缸实现高压电容与充放电机构或待测电缆相连，完成了对高压电容的充电和放电，当对电容充电时，电容与电缆的连接断开,高压发生器与电容连接。当电容对电缆放电时，将充电回路断开。通过微电脑程序设计，精准控制气缸的动作，实现了放电时只是电容对电缆放电。规避了电缆上高压行波信号引起电压波动的危害。避免了现有技术中通过继电器的通断完成电能切换时各种缺陷，大大降低了现有技术中控制电路及控制过程的复杂程度，延长了使用寿命，并且不会对高压信号发生器以及其他装置造成损坏，消除了安全隐患，避免因行波高压信号而造成测量误差。

附图说明

图1为高压信号发生器轴测图。

图2为高压信号发生器俯视图。

图3为高压信号发生器后视图。

图4为高压信号发生器左视图。

图5为高压信号发生器充放电机构结构示意图。

图6为高压信号发生器控制电路原理方框图。

其中：1、急停按钮 2、电源插孔 3、气压计 4、触摸屏 5、控制面板 6、主控箱7、主框架 8、充放电机构 9、高压电容 10、储气罐 11、间隔台 12、高压发生器 13、气泵 14、电磁阀 15、电压反馈模块 16、左气缸 17、右气缸 18、隔断 19、绝缘柱20、壳体 21、电极片 22、电极板 23、绝缘板。

具体实施方式

图1~6是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~6对本发明做进一步说明。

如图1~2所示，一种高压信号发生器，包括主框架7，主框架7的顶面为控制面板5，在控制面板5的中部设置有触摸屏4，在触摸屏4的外侧自前向后依次设置有急停按钮1、电源插孔2以及气压计3。

结合图3~4，在控制面板5的正下方水平设置有间隔台11，间隔台11将主框架7的内部间隔形成上下两部分，在间隔台11的一侧前后对称设置有两个充放电机构8，在间隔台11的上方设置有主控箱6，主控箱6位于控制面板5的背面，在控制箱6内设置有本高压信号发生器的控制电路。在间隔台11的上方靠近充放电机构8的一侧设置有储气罐10，上述气压计3用于检测储气罐10的气压。在储气罐10的外侧的前端设置有气泵13，在气泵13的后侧并排设置有电磁阀14和电压反馈模块15。在间隔台11的下部靠近充放电机构8的一侧设置有高压电容9，在高压电容9的一侧设置有高压发生器12。

如图5所示，充放电机构8包括壳体20，在壳体20内腔的中部横向设置有隔断18，隔断18将壳体20的内腔间隔为上下两个腔室。在壳体20的上腔室中并排设置有两个气缸：左气缸16和右气缸17，左气缸16和右气缸17的活塞杆向下穿过隔断18进入下腔室中，左气缸16和右气缸17的活塞杆在下腔室中分别竖直固定有一个绝缘柱19，在绝缘柱19的底部固定有金属材质的电极片21。

在壳体20下腔室的底部水平放置有一个绝缘板23，在绝缘板23的上方设置有一片金属材质的电极板22，当气缸（左气缸16和右气缸17）的活塞杆输出后，固定在活塞杆底部的电极片21与电极板22接触。

上述的充放电机构8分别为：第一充放电机构和第二充放电机构，两个充放电机构8中的电极板22分别与高压电容9的两极相连。高压发生器12的正极和负极分别通过导线进入两个充放电机构内部之后，穿过相应的绝缘柱19与两个左气缸16下部的电极片21相连。第一充放电机构中右气缸17下部的电极片21与待测电缆相连，第二充放电机构中右气缸17下部的电极片21与第一充放电机构中的电极板22相连，第二充放电机构中的电极板22还与测试地线相连。

如图6所示，在上述的控制电路中，包括至少设置在主控箱6内的微处理器，微处理器可采用市售常见的单片机实现，上述的急停按钮1接入微处理器的输入端。用于检测高压电容9两端电压值的电压反馈模块15接入微处理器的输入端。微处理器的输入输出端口与触摸屏4双向连接。

微处理器的输出端与高压发生器12相连，控制高压发生器12产生高压电源，如上所述，高压发生器12的输出端通过充放电机构8中的气缸与高压电容9相连。微处理器的输出端与气泵13和电磁阀14相连，微处理器控制气泵13工作向储气罐10内补充气体。储气罐10内的气体通过气管以及安装在气管中的电磁阀14与充放电机构8中的气缸连接，控制气缸工作。

具体工作过程及工作原理如下：

在进行测试之前，首先按照上述连接方式将待测电缆与本高压信号发生器连接。然后外部电源接入电源插孔2，向本高压信号发生器送入外部电源。然后通过触摸屏4对测试电压等参数进行设定，设定完成之后开始进行测试。

首先微处理器控制高压发生器12工作，使高压发生器12产生高压电源。然后微处理器控制电磁阀14动作，使储气罐10中的高压气体送入两个充放电机构8内的左气缸16，两个左气缸16的活塞杆输出，使两个左气缸16底部的电极片21与各自壳体20中的电极板22接触，此时高压发生器12的正极和负极分别通过各自的电极片21以及电极板22与高压电容9相连，对高压电容9进行充电。

在充电过程中电压反馈模块15对高压电容9两端的电压值进行检测，当高压电容9两端的电压达到预定电压之后，微处理器控制两个充放电机构8中的左气缸16复位，使两个左气缸16底部的电极片21与各自壳体20中的电极板22分离，停止对高压电容9进行充电。

然后微处理器通过控制电磁阀14将储气罐10中的气体送入第一充放电机构的右气缸17，第一充放电机构中右气缸17的活塞杆输出使其底部的电极片21与电极板22接触，此时高压电容9的其中一极通过第一充放电机构中电极片21和电极板22与待测电缆相连，另一极通过第二充放电机构中的电极板22与测试地线相连，从而将电压加载在待测电缆上。

在测试完毕后，微处理器通过控制电磁阀14控制第一充放电机构中的左气缸16和右气缸17复位，控制第二充放电机构中的左气缸16复位，控制第二充放电机构中右气缸17的活塞杆输出使其底部的电极片21与电极板22接触。第二充放电机构中的电极片21与电极板22接触后第一充放电机构和第二充放电机构中的两片电极板22短接，从而使高压电容9的两极短接，起到保护作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种高压信号发生器，包括高压电容（9）以及用于对高压电容（9）进行充电的高压发生器（12），其特征在于：设置有多个充放电机构（8），所述高压发生器（12）接入充放电机构（8），在充放电机构（8）内设置有多个气缸，通过充放电机构（8）内的气缸将所述高压电容（9）的两端与充放电机构（8）的两端相连，或将所述高压电容（9）的两端分别与待测电缆以及测试地线相连；还设置有储气罐（10）以及对储气罐（10）进行充气的气泵（13），储气罐（10）的出口通过电磁阀（14）与充放电机构（8）内的气缸相连。

2.根据权利要求1所述的高压信号发生器，其特征在于：所述的充放电机构（8）包括壳体（20），在壳体（20）内腔中并排设置有左气缸（16）和右气缸（17），左气缸（16）和右气缸（17）活塞杆朝向壳体（20）内腔的底部，在左气缸（16）和右气缸（17）的末端分别固定有电极片（21），在壳体（20）内腔的底部设置有电极板（22），电极片（21）在相应气缸活塞杆的带动下与电极板（22）接触或分离。

3.根据权利要求2所述的高压信号发生器，其特征在于：所述的充放电机构（8）设置有两个：第一充放电机构和第二充放电机构，高压电容（9）两端分别与两个充放电机构（8）中的电极板（22）相连；高压发生器（12）的两端分别与两个充放电机构（8）中左气缸（16）末端的电极片（21）相连；第一充放电机构中右气缸（17）末端的电极片（21）与待测电缆相连，第二充放电机构中右气缸（17）末端的电极片（21）与第一充放电机构中的电极板（22）相连，第二充放电机构中的电极板（22）与测试地线相连。

4.根据权利要求2所述的高压信号发生器，其特征在于：在所述的壳体（20）内腔的中部水平设置有隔断（18），隔断（18）将壳体（20）的内部间隔为上下两个腔室，所述的左气缸（16）和右气缸（17）位于上腔室中，左气缸（16）和右气缸（17）的活塞杆穿过隔断（18）延伸至壳体（20）的下腔室中。

5.根据权利要求2所述的高压信号发生器，其特征在于：在所述左气缸（16）和右气缸（17）活塞杆下部安装有绝缘柱（19），所述电极片（21）安装在绝缘柱（19）的底部。

6.根据权利要求2所述的高压信号发生器，其特征在于：在所述壳体（20）的底部设置有绝缘板（23），所述的电极板（22）放置在绝缘板（23）的上部。

7.根据权利要求1所述的高压信号发生器，其特征在于：设置有主框架（7），主框架（7）的顶面为控制面板（5），在控制面板（5）的中部设置有触摸屏（4），在触摸屏（4）的外侧自前向后依次设置有急停按钮（1）、电源插孔（2）以及用于检测储气罐（10）压力的气压计（3）；

在控制面板（5）的正下方水平设置有间隔台（11），所述的充放电机构（8）位于间隔台（11）的一侧，在间隔台（11）的上方设置有主控箱（6），所述储气罐（10）位于间隔台（11）上方靠近充放电机构（8）的一侧，所述气泵（13）位于储气罐（10）的外侧，在气泵（13）的后侧并排设置有用于检测高压电容（9）两端电压的电压反馈模块（15）和所述的电磁阀（14），所述的高压电容（9）和高压发生器（12）位于间隔台（11）的下部。

8.根据权利要求7所述的高压信号发生器，其特征在于：在所述的主控箱（6）内至少设置有微处理器，所述的急停按钮（1）和电压反馈模块（15）接入微处理器的输入端，微处理器的输入输出端口与触摸屏（4）双向连接；微处理器的输出端与高压发生器（12）相连。

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