CN116609585A - 一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置 - Google Patents

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李洪学
马海波
李文武
赵武成
李伟超
陈伟
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Abstract

本发明公开了一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，包括：绝缘电阻测试组件；换向组件；控制组件，控制组件至少包括：热电偶、用以通过断开或吸合的方式改变电热元件通电状态的固态继电器，以及温度控制器，其中：热电偶、温度控制器及固态继电器依次相连；其中：电热元件通电达到工作温度，温度控制器通过固态继电器控制电热元件断电，换向组件将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，绝缘电阻测试组件对电热元件热态绝缘电阻进行测试。实施本发明的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，能够消除因测量人员操作熟练度或断电时间不同导致的测量电加热器元件热态绝缘电阻数值差异的问题；结构合理，减少换向时间，提高测试的准确性。

Description

一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置
技术领域
本发明涉及核电站测试设备技术领域，尤其涉及一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置。
背景技术
现有技术中，在核电厂电加热器使用过程中，多次出现电加热器设备加热时绝缘电阻失效，拆卸后进行电气性能检查，绝缘电阻又合格的问题。出现上述情况的原因通常是电加热器元件热态绝缘电阻异常导致。
热态绝缘电阻是电加热器尤为重要的指标，依据相关的国家及行业标准，电加热器热态绝缘指标通常为人工测量，其测量方法描述为接通电源使元件达到工作温度并保持10min后断电，在断电后10秒内完成测量。热态绝缘电阻与电加热器温度呈线性关系，温度下降，热态绝缘电阻会升高，因此，电加热器热态绝缘电阻数值是动态的，断电后1秒与10秒的热态绝缘可能相差1000MΩ以上。
在实际人工操作测量绝缘电阻的过程中，电加热器元件断电后温度会快速下降，目前，经验较为丰富，操作熟练的测试人员从断电到测量仍然需要花费3秒以上。
综上，有必要设计一种可自动测试核电站电加热器热态绝缘电阻的装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，能够消除因测量人员操作熟练度或断电时间不同导致的测量电加热器元件热态绝缘电阻数值差异的问题；结构合理，减少换向时间，提高测试的准确性。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，包括：测试箱，测试箱的内部设有的绝缘隔板将测试箱的内部分隔成上下两个独立的装配空间；装设在测试箱的上部装配空间内的用以对热态绝缘电阻进行测试的绝缘电阻测试组件；装设在测试箱的上部装配空间内的用以将通电状态下的电热元件的接线切换连接至绝缘电阻测试组件的换向组件；用以控制电热元件通电或断电状态的控制组件，其中：控制组件至少包括：装设在电热元件的表面用以采集电热元件表面实时温度的热电偶、用以通过断开或吸合的方式改变电热元件通电状态的固态继电器，以及用以根据电热元件的温度限值对固态继电器进行控制的温度控制器，其中：热电偶、温度控制器及固态继电器依次相连；其中：电热元件通电达到工作温度，温度控制器通过固态继电器控制电热元件断电，换向组件将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，绝缘电阻测试组件对电热元件热态绝缘电阻进行测试。
其中，还包括：装设在测试箱的底部装配空间内的用以调节测试电压的调压器，调压器的调压范围在1V-250V。
其中，测试箱顶面和背面的多处设有用以导出测试箱内设备工作时所产生热量的散热网孔。
其中，换向组件包括：外壳，外壳的一侧分别设有多个接入工作电路的第一接头组件和多个用以接入绝缘电阻测试回路的第二接头组件；装设在外壳中空容置腔内的动触头座，动触头座的一侧设有用以连接电热元件的多个第一接线柱，相对的另一侧设有多个滑动接线柱，其中：多个滑动接线柱与第一接头组件适配对应连接时，电热元件接入工作电路，多个滑动接线柱与第二接头组件适配对应连接时，电热元件接入绝缘电阻测试回路。
其中，换向组件还包括：装设在动触头座一端的励磁线圈；装设在外壳的容置腔的内壁上的励磁线圈座；以及分别连接在励磁线圈和励磁线圈座上的弹簧；其中：调整励磁线圈和励磁线圈座的通电状态，使多个滑动接线柱在第一接头组件和第二接头组件之间进行切换。
其中，励磁线圈和励磁线圈座通电吸合。
其中，外壳使用铁氟龙材料制成。
其中，外壳的外部包覆用以屏蔽测试时的高压电弧，防止测试电流外泄的屏蔽层。
其中，控制组件还包括：用以对电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路的时长进行计时的计时器，计时器与换向组件相连。
其中，换向组件的多个滑动接线柱在第一接头组件和第二接头组件之间进行切换的时长小于0.2秒。
本发明所提供的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置、具有如下有益效果：电热元件通电达到工作温度，温度控制器通过固态继电器控制电热元件断电，换向组件将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，绝缘电阻测试组件对电热元件热态绝缘电阻进行测试，能够消除因测量人员操作熟练度或断电时间不同导致的电加热器元件热态绝缘电阻的测量差异的问题；结构合理，减少换向时间，提高测试的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置的内部结构示意图。
图2是本实施例核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置的外部结构示意图。
图3是本实施例核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置的换向组件的俯视结构示意图。
图4是本实施例核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置的换向组件的立体结构示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1-图4所示，为本发明核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置的实施例一。
本实施例中的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，包括：测试箱1，测试箱1的内部设有的绝缘隔板11将测试箱的内部分隔成上下两个独立的装配空间A，B；装设在测试箱的上部装配空间A内的用以对热态绝缘电阻进行测试的绝缘电阻测试组件2；装设在测试箱的上部装配空间A内的用以将通电状态下的电热元件的接线切换连接至绝缘电阻测试组件的换向组件3；以及用以控制电热元件通电或断电状态的控制组件4。
其中：控制组件4至少包括：装设在电热元件的表面用以采集电热元件表面实时温度的热电偶、用以通过断开或吸合的方式改变电热元件通电状态的固态继电器41，以及用以根据电热元件的温度限值对固态继电器进行控制的温度控制器42，其中：热电偶、温度控制器42及固态继电器41依次相连；其中：电热元件通电达到工作温度，温度控制器42通过固态继电器41控制电热元件断电，换向组件3将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，绝缘电阻测试组件2对电热元件热态绝缘电阻进行测试。
具体实施时，测试箱1为中空的立方状，其内部设有的绝缘隔板11将测试箱的内部分隔成上下两个独立的装配空间A，B。测试箱1顶面和背面的多处设有用以导出测试箱内设备工作时所产生热量的散热网孔12。具体实施时，还可以在散热网孔的内侧装配电风扇，如此以提升散热效率。
测试箱的下部装配空间B内装设调压器6(1V至250V调节)，用于调节设备的输出电压，额定电压在250V以下的电热元件均可以使用该设备测量热态绝缘。
进一步的，换向组件3的作用是：将通电状态的电热元件快速切换到测试回路上。本实施例中，其包括：外壳31，外壳31的一侧分别设有多个接入工作电路的第一接头组件312和多个用以接入绝缘电阻测试回路的第二接头组件314；装设在外壳31中空容置腔内的动触头座39，动触头座39的一侧设有用以连接电热元件的多个第一接线柱391，相对的另一侧设有多个滑动接线柱392，其中：多个滑动接线柱392与第一接头组件312适配对应连接时，电热元件接入工作电路，多个滑动接线柱392与第二接头组件314适配对应连接时，电热元件接入绝缘电阻测试回路。
进一步的，换向组件3还包括：装设在动触头座39一端的励磁线圈32；装设在外壳31的容置腔的内壁上的励磁线圈座33；以及分别连接在励磁线圈32和励磁线圈座33上的弹簧34；其中：调整励磁线圈32和励磁线圈座33的通电状态，使多个滑动接线柱392在第一接头组件312和第二接头组件314之间进行切换。
实施时，本实施例中多个第一接线柱391分别为连接电热元件的外壳、电热元件的零线及电热元件的火线等三个接线柱。多个滑动接线柱392同样设为三个接头。第一接头组件312为三个接线柱结构，分别为电热元件工作电路的接地线、火线及零线。第二接头组件3142为三个接线柱结构，分别为绝缘电阻测试回路接地线、火线及零线。
换向组件3的工作原理是通过励磁线圈32和励磁线圈座33的通电吸合进行换向动作，当励磁线圈32和励磁线圈座33没有通电时，在弹簧34的弹力作用，动触头座39上的三个滑动接线柱392与第一接头组件312的三个接线柱，也就是电热元件工作电路的接地线、火线及零线对应接通。当励磁线圈32和励磁线圈座33通电吸合时，动触头座39上的三个滑动接线柱392的三个接线柱与绝缘电阻测试回路的接地线、火线及零线接通。如此，实现换向组件3的换相功能。
通过设置换向组件3，使得多个滑动接线柱392在第一接头组件312和第二接头组件314之间进行切换的时长小于0.2秒。
申请人经测试实验，从电热元件断电，到读取结果需要0.1秒左右(换向组件3从接受指令到动作的时间)，其准确性远超人工测量(人工测量作业需要先将电热元件断电，然后读取结果，最快需要约5秒以上)。
上述作业时长可以通过设置计时器加以实施，如图所示计时器按操控按钮5。计时器的作用是：对电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路的时长进行计时，计时器与换向组件3相连。实施时，通过将计时器与换向组件3通电结构进行连结，当电加热器通电时间达到计时器的预设值时，计时装置可以控制换向组件3动作。
可以理解的是：换向组件3为高耐压等级，高绝缘电阻类型的测量部件，可以用于绝缘电阻的测量。而常规的换向开关无法承受测试时的高电压及高电流，且常规材料绝缘电阻通常较低，无法满足该装置的使用要求。本实施例中的换向组件3能够实现高耐压等级通过以下结构实现：
换向组件3的外壳31使用铁氟龙材料制成。该材料的绝缘性能较好，且具有自润滑性能，有利于装置动触头动作。同时，外壳31的外部包覆用以屏蔽测试时的高压电弧，防止测试电流外泄的屏蔽层。
本实施例中的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置在具体实施时，先预设电热元件的工作温度，热电偶安装到电热元件表面实时进行温度数据反馈。温度控制器42配合固态继电器41，当电热元件温度超过限值时，温度控制器42输出电流使固态继电器41断开或吸合，如此实现电热元件的通电及断电。
电热元件达到工作温度后，计时器开始计时，达到预设时间后，计时器控制换向组件3将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，绝缘电阻测试组件2对电热元件热态绝缘电阻进行测试。通过设置换向组件3，能够极大的缩短电热元件断电后到测量时的时间差，该测量的时间差越小，测量结果越接近实际值。进而消除因测量人员操作熟练度或断电时间不同导致的电加热器元件热态绝缘电阻的测量差异的问题。
实施本发明中的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，具有如下有益效果：核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，包括：绝缘电阻测试组件；换向组件；控制组件，其中：控制组件至少包括：装设在电热元件的表面用以采集电热元件表面实时温度的热电偶、用以通过断开或吸合的方式改变电热元件通电状态的固态继电器，以及用以根据电热元件的温度限值对固态继电器进行控制的温度控制器，其中：热电偶、温度控制器及固态继电器依次相连；其中：电热元件通电达到工作温度，温度控制器通过固态继电器控制电热元件断电，换向组件将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，绝缘电阻测试组件对电热元件热态绝缘电阻进行测试。能够消除因测量人员操作熟练度或断电时间不同导致的测量电加热器元件热态绝缘电阻数值差异的问题；结构合理，减少换向时间，提高测试的准确性。

Claims (10)

1.一种核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，包括：
测试箱，所述测试箱的内部设有的绝缘隔板将所述测试箱的内部分隔成上下两个独立的装配空间；
装设在所述测试箱的上部装配空间内的用以对热态绝缘电阻进行测试的绝缘电阻测试组件；
装设在所述测试箱的上部装配空间内的用以将通电状态下的电热元件的接线切换连接至绝缘电阻测试组件的换向组件；
用以控制所述电热元件通电或断电状态的控制组件，其中：
所述控制组件至少包括：装设在电热元件的表面用以采集电热元件表面实时温度的热电偶、用以通过断开或吸合的方式改变所述电热元件通电状态的固态继电器，以及用以根据电热元件的温度限值对所述固态继电器进行控制的温度控制器，其中：所述热电偶、所述温度控制器及所述固态继电器依次相连；其中：
电热元件通电达到工作温度，所述温度控制器通过所述固态继电器控制所述电热元件断电，所述换向组件将电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路，所述绝缘电阻测试组件对电热元件热态绝缘电阻进行测试。
2.如权利要求1所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，还包括：装设在所述测试箱的底部装配空间内的用以调节测试电压的调压器，所述调压器的调压范围在1V-250V。
3.如权利要求2所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述测试箱顶面和背面的多处设有用以导出测试箱内设备工作时所产生热量的散热网孔。
4.如权利要求1所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述换向组件包括：
外壳，所述外壳的一侧分别设有多个接入工作电路的第一接头组件和多个用以接入绝缘电阻测试回路的第二接头组件；
装设在所述外壳中空容置腔内的动触头座，所述动触头座的一侧设有用以连接电热元件的多个第一接线柱，相对的另一侧设有多个滑动接线柱，其中：
所述多个滑动接线柱与所述第一接头组件适配对应连接时，电热元件接入工作电路，所述多个滑动接线柱与所述第二接头组件适配对应连接时，电热元件接入绝缘电阻测试回路。
5.如权利要求4所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述换向组件还包括：
装设在所述动触头座一端的励磁线圈；
装设在所述外壳的容置腔的内壁上的励磁线圈座；以及
分别连接在所述励磁线圈和所述励磁线圈座上的弹簧；其中：调整所述励磁线圈和所述励磁线圈座的通电状态，使所述多个滑动接线柱在所述第一接头组件和所述第二接头组件之间进行切换。
6.如权利要求5所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述励磁线圈和所述励磁线圈座通电吸合。
7.如权利要求4所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述外壳使用铁氟龙材料制成。
8.如权利要求4所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述外壳的外部包覆用以屏蔽测试时的高压电弧，防止测试电流外泄的屏蔽层。
9.如权利要求1所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述控制组件还包括：用以对电热元件由工作电路转换接入绝缘电阻测试回路的时长进行计时的计时器，所述计时器与所述换向组件相连。
10.如权利要求4所述的核电站电加热器热态绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述换向组件的所述多个滑动接线柱在所述第一接头组件和所述第二接头组件之间进行切换的时长小于0.2秒。
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