CN113791321A - 集成式新型耐压设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了集成式新型耐压设备，属于耐压设备领域；包括升压器，升压器与可调变压器通信连接、可调变压器与接触器通信连接，接触器与高压输出断路器和伺服驱动装置通信连接，高压输出断路器和测控回路断路器通信连接，测控回路断路器分别与工控机、仪表仪器及工业计算机通信连接，工控机分别与显示设备、音频设备及通讯设备通信连接，工业计算机分别与通讯设备、警示设备及传感设备通信连接；高压输出断路器和测控回路断路器做过载及短路保护，可调变压器将AC220V电压转换成AC0‑250V的可调电压，通过伺服驱动电机位置控制电压，通过升压变压器将0‑220V电压升压至0‑15KV的高压完成测试，通过PID精准控制输出电压。
Description
技术领域
本发明属于耐压设备领域，具体为集成式新型耐压设备，涉及耐压设 备技术。
背景技术
耐压试验设备，主要用于以下方面：1、6kV-500kV高压交联电缆的 交流耐压试验；2、发电机的交流耐压试验；3、GIS和SF6开关的交流耐 压试验；4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验；5、其它电力高压设备如 母线，套管，互感器的交流耐压试验，常规耐压设备仅具备手动模式，虽 能够完成整体的耐压测试，但是不具备数据记录保存功能，输出电压精度不高，自动放电功能，远端监控试验功能，且操作人员在操作时无法及时 确认测试结果是否合格。本发明使用高精度伺服驱动设备，通过伺服驱动 电机高速定位，到达指定的输出电压，同时设备具备PID调节，能够稳定 输出电压，提高输出电压的精度，减少因为电压不稳定损坏检测设备的风 险。同时应对北方高湿度环境下耐压设备本身可能存在的安全隐患，故在 常规的耐压设备中增加温湿度控制器，针对本设备内部除湿，保证高压设 备内部干燥及安全。
发明内容
本发明的目的就在于提供集成式新型耐压设备，来解决上述背景技术 中提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
集成式新型耐压设备，包括升压器，升压器与可调变压器通信连接、 可调变压器与接触器通信连接，接触器与高压输出断路器和伺服驱动装置 通信连接，高压输出断路器和测控回路断路器通信连接，测控回路断路器 分别与工控机、仪表仪器及工业计算机通信连接，工控机分别与显示设备、 音频设备及通讯设备通信连接，工业计算机分别与通讯设备、警示设备及 传感设备通信连接；
其中，高压输出断路器和测控回路断路器做过载及短路保护，可调变 压器将AC220V电压转换成AC0-250V的可调电压，通过伺服驱动电机位置 控制电压，通过升压变压器将0-220V电压升压至0-15KV的高压完成测试。
进一步的，测试包括手动试验和自动试验，其中，
手动试验通过操作耐压设备的控制面板进行试验；
自动试验通过工业电脑中的自动测试模型进行自动耐压试验。
进一步的，自动测试模型包括：
型号选择模块，型号选择模块用于获取被试产品型号；
参数选择模块，参数选择模块基于被试产品型号选取预设的测试参 数；
执行模块，执行模块基于测试参数控制可调变压器和伺服驱动电机进 行电压调节和稳压输出。
进一步的，测试中途若出现故障或电压超量程，则通过音频设备进行 语音报警和警示设备进行灯光报警器闪动。
进一步的，工业计算机对测试结果进行状态判定，记录测试产品的耐 压试验过程中处于不同时间段的状态，并生成报表。
进一步的，状态包括耐压状态及泄露电流状态。
进一步的，传感设备包括铝合金加热器和温湿度传感器，其中，温湿 度传感器对环境进行检测，当使用环境温度低于10℃或湿度大于90％时， 铝合金加热器对耐压机内部整体进行升加热。
进一步的，还包括磁吸门，测试之前，磁吸门检测限位开关是否正常， 若正常，则可以进行试验，反之，进行报警；
测试时，磁吸门处于吸合状态，测试完成或电压低于36V时，磁吸 门切换释放状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请在常规耐压设备基础上进行技术优化，采用伺服驱动定位功 能，通过PID精准控制输出电压，同时本发明具备独立的手动操作功能、 离线自动试验功能，均可以进行升压操作控制，两种操作方式均配备安全 保护互锁功能。此外，本申请配备温湿度传感器、温湿度控制器、热电阻 加热器，能够满足不同海拔不同温湿度环境下的正常功能，本申请所有输 入输出电缆均采用自动伸缩工装配件，使设备结构紧凑，布局美观，移动 便捷，同时本申请采用断路器及电流继电器做过载及短路保护，通过伺服 调压器将AC220V电压转换成AC0-250V的可调电压，通过伺服驱动电机 位置控制方法，实现电压的快速、准确调节，再通过升压变压器将0-220V 电压升压至0-15KV的高压，完成测试。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说 明。
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、 特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，集成式新型耐压设备，包括升压器，升压器与可调 变压器通信连接、可调变压器与接触器通信连接，接触器与高压输出断路 器和伺服驱动装置通信连接，高压输出断路器和测控回路断路器通信连 接，测控回路断路器分别与工控机、仪表仪器及工业计算机通信连接，工 控机分别与显示设备、音频设备及通讯设备通信连接，工业计算机分别与 通讯设备、警示设备及传感设备通信连接，传感设备包括铝合金加热器和 温湿度传感器，温湿度传感器对环境进行检测，当使用环境温度低于10℃ 或湿度大于90％时，铝合金加热器对耐压机内部整体进行升加热；其中， 高压输出断路器和测控回路断路器做过载及短路保护，可调变压器将 AC220V电压转换成AC0-250V的可调电压，通过伺服驱动电机位置控制 电压，通过升压变压器将0-220V电压升压至0-15KV的高压完成测试； 测试包括手动试验和自动试验，其中，手动试验通过操作耐压设备的控制 面板进行试验；
自动试验通过工业电脑中的自动测试模型进行自动耐压试验，其中， 自动测试模型包括：型号选择模块，型号选择模块用于获取被试产品型号； 参数选择模块，参数选择模块基于被试产品型号选取预设的测试参数；执 行模块，执行模块基于测试参数控制可调变压器和伺服驱动电机进行电压 调节和稳压输出。
若测试中途若出现故障或电压超量程，则通过音频设备进行语音报警 和警示设备进行灯光报警器闪动，测试完成后，工业计算机对测试结果进 行状态判定，其中，状态包括耐压状态及泄露电流状态，记录测试产品的 耐压试验过程中处于不同时间段的状态，并生成报表。
在具体实施时，采用测控回路断路器及高压输出断路器做过载及短路 保护，通过可调变压器将AC220V电压转换成AC0-250V的可调电压，通 过伺服驱动装置位置控制方法，实现电压的快速、准确调节，再通过升压 变压器将0-220V电压升压至0-15KV的高压；
对比常规的耐压设备，本申请配置工业计算机，工业计算机被用作各 种工业和消费设备的控制系统。这包括简单的特定用途设备(如微波炉和 遥控器)、工业设备(如工业机器人和计算机辅助设计)，以及通用设备 (如个人计算机和智能手机之类的移动设备)等。尽管计算机种类繁多， 但根据图灵机理论，一部具有最基本功能的计算机，应当能够完成任何其 它计算机能做的事情，本申请的工业计算机同时具备多种外设接口。集成 了音频设备，例如音箱、通讯设备，例如无线路由、打印机、传感设备， 例如温湿度传感器，温湿度传感器多以温湿度一体式的探头作为测温元 件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、 V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关 系的电流信号或电压信号输出，温湿度除湿器等、警示设备，例如报警装 置等多种外围设备。本发明自动试验通过工业计算机中的人机界面软件进 行自动耐压试验；手动试验通过工业计算机操作面板上按钮进行试验。
自动试验可根据选择被试产品型号选择对应参数，并自动进行电压调 节，稳压输出。试验电压、保护电流、耐压时间均可设置，耐压数据自动 保存；同时具备点升、点降、急停、启动、停止、复位、消音等功能，充 电、过压、过流、零位、上电等指示。
在具体实施时，自动卷线盘将输入电源线拉出接入厂房电源，通过电 动调压器调节定位，本调节定位使用台达伺服驱动器进行高速定位。通过 升压器升至指定的高压，高压电缆盒中的电缆进行输出，软件进行计时并 在到达设定时间后进行结果判定。
中途若出现故障或电压超量程，则出现停止，通过音响进行语音报警， 同时灯光报警器闪动。所有测试结果自动进行状态判定，并生成报表，测 试过程绘制全过程耐压状态及泄露电流数据，能够查看被测试产品的耐压 试验过程中处于不同时间段的状态。
同时，本发明配备磁吸门，主要是通过电源的通断来控制磁吸门的闭 合。通电产生磁力，门闭合。断电，磁力消失，门打开。门框上(或门板 边缘)装有电磁线圈，当门打开时，线圈中就会有电流通过，从而形成电 磁场，这样，由于磁力，当门关到与门框距离较近时，门就会被自动吸上。 磁吸门的两大重点就是传感器与电动机。无论何时关门，只要动作不过于 猛烈，传感器都能检测到。譬如，当门合到一半(距离门锁约6毫米左右) 时，传感器就会检测到这一情况。传感器可以检测到关门的意图，一旦门 锁锁定把手，电动机就会开启，电动机的主要任务是将门牢牢地拉合，几 乎不产生任何噪音。设备进行试验前，自动检测门限位开关是否正常，若 正常，则可以进行试验，试验开始控制电子磁吸处于吸合状态，此时门无 法打开，试验完成或电压下降到低于36V时，磁吸动作切换释放状态。
本发明还设有铝合金加热器，通过设备自带的温湿度传感器，对环境 进行检测，当使用环境温度低于10℃或湿度大于90％时，自动启动该铝 合金加热器，加热器配置吹风口，保证热风均匀发散，使耐压机内部整体 的温度均匀升高。
本发明还设计接地检测回路，该回路安全可靠，能够有效避免接地不 可靠情况下导致的耐压安全隐患。设计将交流火线、零线，分别通过1000V 的二极管顺接至10R01电阻上端，通过10B02脉动直流传感器与10R01 下端连接，检测该10R01下端对接地端的电压，并通过10B01越限传感 器检测脉动直流传感器反馈的值是否满足AC220V*0.9。若接地不可靠， 则10R01下端对地的电压无法达到AC220V*0.9，则判定接地故障。同时 火线与零线之间采用两组二极管，并配置3A的断路器，安全保护检测端 的火线与零线出现短路情况，通过工控机控制输出高压，当高压试验完成 后切换电动调压器前端的接触器，待检测到输出端电压下降，电动调压器 前端接触器反馈动作正常，控制输出端高压继电器10K04动作，切换放 电回路，高压通过电阻10R03对地进行放电，实时监测10B08的输出端 的电压值，待电压下降小于10V后判定放电完成。
综上所述，本申请集成接地保护检测功能，确保设备接地可靠后方可 进行耐压试验，保证操作者的安全，配备除湿功能，能够满足北方高湿度 环境下的使用。集成了门磁吸功能，进行试验时，门无法打开，且软件实 时监控门限位及磁吸状态。确保门处于打开状态时无法进行试验。集成无 线网卡及路由器，可与信息化工厂进行连接，可通过远程联网后下载任务， 执行任务后实时上传测试结果。配备声光报警系统，具备旋转报警指示灯 及语音报警功能，若设备出现故障报警，可通过语音提醒及报警灯进行警 告，提高设备使用安全及测试效率。人机界面能够实时显示耐压状态下的 曲线，通过显示各个时间段下的耐压状态，使操作人员能够判定对设备或 机车的耐压情况，方便核查原因。配置自动放电电阻，试验完成后自动切 换放电回路，并通过前端及后端电压传感器检测放电完成情况。减少操作 人员使用放电棒进行放电操作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发 明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上 述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是 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 任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.集成式新型耐压设备，其特征在于，包括升压器，升压器与可调变压器通信连接、可调变压器与接触器通信连接，接触器与高压输出断路器和伺服驱动装置通信连接，高压输出断路器和测控回路断路器通信连接，测控回路断路器分别与工控机、仪表仪器及工业计算机通信连接，工控机分别与显示设备、音频设备及通讯设备通信连接，工业计算机分别与通讯设备、警示设备及传感设备通信连接；
其中，高压输出断路器和测控回路断路器做过载及短路保护，可调变压器将AC220V电压转换成AC0-250V的可调电压，通过伺服驱动电机位置控制电压，通过升压变压器将0-220V电压升压至0-15KV的高压完成测试。
2.根据权利要求1所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，测试包括手动试验和自动试验，其中，
手动试验通过操作耐压设备的控制面板进行试验；
自动试验通过工业电脑中的自动测试模型进行自动耐压试验。
3.根据权利要求2所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，自动测试模型包括：
型号选择模块，型号选择模块用于获取被试产品型号；
参数选择模块，参数选择模块基于被试产品型号选取预设的测试参数；
执行模块，执行模块基于测试参数控制可调变压器和伺服驱动电机进行电压调节和稳压输出。
4.根据权利要求1所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，测试中途若出现故障或电压超量程，则通过音频设备进行语音报警和警示设备进行灯光报警器闪动。
5.根据权利要求1所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，工业计算机对测试结果进行状态判定，记录测试产品的耐压试验过程中处于不同时间段的状态，并生成报表。
6.根据权利要求5所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，状态包括耐压状态及泄露电流状态。
7.根据权利要求1所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，传感设备包括铝合金加热器和温湿度传感器，其中，温湿度传感器对环境进行检测，当使用环境温度低于10℃或湿度大于90％时，铝合金加热器对耐压机内部整体进行升加热。
8.根据权利要求1所述的集成式新型耐压设备，其特征在于，还包括磁吸门，测试之前，磁吸门检测限位开关是否正常，若正常，则可以进行试验，反之，进行报警；
测试时，磁吸门处于吸合状态，测试完成或电压低于36V时，磁吸门切换释放状态。
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- 2021-09-07 CN CN202111043234.0A patent/CN113791321A/zh active Pending
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