CN201576052U - 一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，包括用于对电器线路绝缘电阻进行测试的绝缘电阻测试单元、用于对现场环境相对湿度进行测试的相对湿度测试单元、根据所述相对湿度测试单元测得相对湿度数据计算绝缘电阻合格门限值并通过查找绝缘标准数据判断所述绝缘电阻测试单元测得的绝缘电阻值是否合格的分析控制单元以及输出测试结果的输出单元，其中所述绝缘电阻测试单元、相对湿度测试单元及输出单元分别与分析控制单元连接。本实用新型分别通过绝缘电阻测试单元和相对湿度测试单元对电器线路绝缘电阻及现场环境相对湿度进行测试，通过分析控制单元根据测得的相对湿度数据计算绝缘电阻合格门限值并判断测得的绝缘电阻值是否合格。
Description
技术领域
本实用新型涉及绝缘检测装置，更具体地说，涉及一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置。
背景技术
近年来，由于国民经济的快速发展，铁道部组织实施了多次列车提速工程，为国民经济的发展做出了突出贡献。然而，随着列车运行速度的提高，列车零部件和电器线路磨损程度显著加快，特别是旅客列车，由于运行速度高，问题尤为突出，连续发生多次着火事件，严重危及铁路运输的安全。为此铁道部专门下发文件，进一步明确了客车车辆电器线路绝缘电阻标准，要求各铁路局按照标准严格执行。
在铁道部的客车车辆电器线路绝缘电阻标准中，新造单车、厂修单车、段修单车、运用单车、运用列车电力干线绝缘电阻值标准是不同的，不同相对湿度下绝缘电阻值标准是不同的，不同电压等级下绝缘电阻值标准是不同的，特别是，相对湿度在60％-85％范围内，绝缘电阻合格门限值标准还要进行复杂的插值计算。
由于不同电压等级下要求绝缘电阻测试电压不同，因此在进行客车车辆绝缘检测时，车辆检修人员需要配备500V、1000V兆欧表各一台、湿度计一台，并需配备计算器、记录表格等。一辆客车车辆要测12个数据，在人员少，车辆多的情况下，车辆检修人员的工作量是极为巨大的，况且，列检人员还有很多其他工作要做。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述列车检测设备繁杂、检测工作量巨大的问题，提供一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，包括用于对电器线路绝缘电阻进行测试的绝缘电阻测试单元、用于对现场环境相对湿度进行测试的相对湿度测试单元、根据所述相对湿度测试单元测得相对湿度数据计算绝缘电阻合格门限值并通过查找绝缘标准数据判断所述绝缘电阻测试单元测得的绝缘电阻值是否合格的分析控制单元以及输出测试结果的输出单元，其中所述绝缘电阻测试单元、相对湿度测试单元及输出单元分别与分析控制单元连接。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，所述绝缘电阻测试单元包括有两个用于连接待检测线路两端的测试端子，所述测试端子经由二阶巴特沃思低通滤波器、仪表放大器及模数转换器连接到分析控制单元。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，所述绝缘电阻测试单元包括有根据分析控制单元的控制指令改变测量放大倍数及分压比的多路开关，所述多路开关分别连接到分析控制单元和仪表放大器。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，还包括用于向所述绝缘电阻测试单元提供直流电压的高压单元，所述高压单元分别连接到所述分析控制单元及绝缘电阻测试单元。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，还包括用于输入待检测线路电压等级的输入单元，所述高压单元包括控制芯片、运算放大器、多路开关、MOS管以及升压变压器，所述分析控制单元从所述输入单元接收待检测线路电压等级信号并向高压单元的控制芯片及多路开关输出改变绝缘测试电压的控制信号。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，所述相对湿度测试单元包括有相对湿度传感器，所述相对湿度传感器经由运算放大器和模数转换器连接到分析控制单元。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，还包括连接到分析控制单元的存贮单元。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，还包括连接到所述分析控制单元的通信单元。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，还包括连接到所述分析控制单元的复位单元。
在本实用新型所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置中，所述绝缘电阻测试单元、相对湿度测试单元、分析控制单元以及输出单元位于同一壳体内或壳体上。
本实用新型的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置具有以下有益效果：分别通过绝缘电阻测试单元和相对湿度测试单元对电器线路绝缘电阻及现场环境相对湿度进行测试，并通过分析控制单元根据测得的相对湿度数据计算绝缘电阻合格门限值并判断测得的绝缘电阻值是否合格。此外，本实用新型的装置还设有存贮器，可以自动记录下测量的全部数据。本实用新型的装置还设有通信接口，如USB接口，可以方便地利用U盘将数据导入计算机，计算机上有数据库管理软件，可以对车辆段所有列检人员的绝缘检测数据进行集中管理，并根据不同需要生成的所需的不同种类的报表。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置实施例的结构示意图；
图2是图1中相对湿度测试单元的结构示意图；
图3是图1中绝缘电阻测试单元的结构示意图；
图4是图1中高压单元的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置可以自动测量现场的相对湿度及待测线路的绝缘电阻值，并根据相对湿度测量值计算该相对湿度下绝缘电阻的合格门限值，然后通过查找绝缘标准数据(铁道部标准)判断测得的绝缘电阻值是否合格。本实用新型还可记录并自动显示出测得的相对湿度测量值、绝缘电阻测量值等。
图1是本实用新型的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置实施例的结构示意图。在本实施例中，该装置包括绝缘电阻测试单元11、相对湿度测试单元12、分析控制单元10以及输入输出单元18，其中绝缘电阻测试单元11、相对湿度测试单元12以及输入输出单元18分别连接到分析控制单元10。
绝缘电阻测试单元11用于对电器线路绝缘电阻进行测试；相对湿度测试单元12用于对现场环境相对湿度进行测试；分析控制单元10根据相对湿度测试单元12测得相对湿度数据计算绝缘电阻合格门限值并通过查找绝缘标准数据(内置的铁道部客车车辆绝缘检测标准)判断绝缘电阻测试单元11测得的绝缘电阻值是否合格，输入输出单元18用于输入绝缘测试参数及输出检测结果(可同时输出相对湿度测量值、绝缘电阻的测量值、绝缘电阻合格门限值和/或绝缘是否合格等)。
上述各单元位于同一壳体内或壳体上，从而便于携带，操作方便。
在上述设备中，分析控制单元10是设备的核心，可采用是NXP半导体公司(NXP Semiconductors，由飞利浦创建的独立半导体公司)的ARM7TDMI-S为内核的微控制器LPC2478，完成设备的控制功能。LPC2478微控制器具有512kB片内高速Flash存储器，该Flash存储器具有特殊的128位宽度的存储器接口和加速器架构，可使分析控制单元10以高达72MHz的系统时钟速度来按顺序执行Flash存储器的指令。
如图2所示，相对湿度测试单元12由相对湿度传感器、运算放大器、模数转换器(A/D2)组成，其中相对湿度传感器采用法国Humirel公司的HS1101LF高精度、宽量程电容式相对湿度传感器。相对湿度测试单元12将相对湿度传感器产生的相对湿度信号转换为电压信号，由运算放大器将信号放大处理后送入模数转换器(AD2)转为数字信号，再送入分析控制单元10进行数字处理以滤除干扰信号并以查表法(电压与相对湿度对照表)计算得出被测现场环境下的相对湿度值。
如图3所示，绝缘电阻测试单元11包括有两个用于连接待检测线路两端的测试端子a、b，该两个测试端子分别经由二阶巴特沃思低通滤波器、仪表放大器及模数转换器AD0、AD1连接到分析控制单元10。a点和b点的电压信号分别经二阶巴特沃思低通滤波器滤除高阶干扰信号后，由高精度、高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益的仪表放大器处理后送入模数转换器AD0、AD1转为数字信号，再送入分析控制单元10进行数字处理以进一步滤除干扰信号，根据分压公式可以计算出绝缘电阻：RX＝(V1/V2-1)/R2。绝缘电阻值计算结果通过输入输出单元18显示，同时送入存贮单元进行存贮。
在上述绝缘电阻测试单元11中，可通过分析控制单元10向多路开关(MUX1、MUX2)发出命令，以改变测量放大倍数及分压比，从而适应50kΩ～100MΩ宽范围的绝缘电阻的测量。
输入输出单元18为触摸屏、按键等，实现测试数据的显示及测试参数的设置和修改。
在上述装置中，还可包括高压单元13。如图3所示，高压单元13由控制芯片(SG3525)、运算放大器、多路开关(MUX3)、MOS管、升压变压器等组成。分析控制单元10通过向SG3525及多路开关(MUX3)发出命令，使高压单元13可产生100V、250V、500V、1000V的直流电压，供给绝缘电阻测试单元11使用。
上述装置具有绝缘测试电压自动选择功能。即通过上述的输入输出单元18输入待检测客车的车号、车型(电压等级)、检修等级(新造车、运用列车、运用单车)等信息，分析控制单元10经计算后向高压单元13及绝缘电阻测试单元11中的多路开关发出改变绝缘测试电压的命令，控制高压单元13自动选择500V或1000V直流高压加到绝缘测试回路中。
在上述装置中还可包括供电单元14、复位单元15、存贮单元16及通信单元17。供电单元14包括电池及电池管理系统，确保宽范围电压输入情况下为其他各单元提供稳定可靠的供电。复位单元15以控制芯片(MAX706)为核心，包括看门狗、上电复位、掉电复位、手动复位，使设备适应复杂的现场电磁干扰环境。存贮单元16为SRAM、FLASH、EEPROM，可以存贮程序、设置参数及测试数据。通信单元17为RS232/485、LAN及USB，可以和计算机、U盘等设备进行通信，实现数据交换及进行设备程序更新。
上述具有湿度补偿功能的绝缘测试装置具有可以选择的多种输出绝缘测试电压，并内存有铁道部客车车辆绝缘标准，列检人员只需输入车号、人员编号，选择车型(电压等级)、检修等级(新造车、运用列车、运用单车)，仪表可以自动测量现场的相对湿度，并计算出当前相对湿度下绝缘电阻合格门限值，最后判断线路绝缘是否合格。仪表还设有大容量的存贮器，可以自动记录下测量的全部数据。仪表还设有通信接口，如USB接口，可以方便地利用U盘将数据导入计算机，计算机上有数据库管理软件，可以对车辆段所有列检人员的绝缘检测数据进行集中管理，根据不同需要生成不同种类的报表。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，包括用于对电器线路绝缘电阻进行测试的绝缘电阻测试单元、用于对现场环境相对湿度进行测试的相对湿度测试单元、根据所述相对湿度测试单元测得相对湿度数据计算绝缘电阻合格门限值并通过查找绝缘标准数据判断所述绝缘电阻测试单元测得的绝缘电阻值是否合格的分析控制单元以及输出测试结果的输出单元，其中所述绝缘电阻测试单元、相对湿度测试单元及输出单元分别与分析控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，所述绝缘电阻测试单元包括有两个用于连接待检测线路两端的测试端子，所述测试端子经由二阶巴特沃思低通滤波器、仪表放大器及模数转换器连接到分析控制单元。
3.根据权利要求2所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，所述绝缘电阻测试单元包括有根据分析控制单元的控制指令改变测量放大倍数及分压比的多路开关，所述多路开关分别连接到分析控制单元和仪表放大器。
4.根据权利要求2所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，还包括用于向所述绝缘电阻测试单元提供直流电压的高压单元，所述高压单元分别连接到所述分析控制单元及绝缘电阻测试单元。
5.根据权利要求4所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，还包括用于输入待检测线路电压等级的输入单元，所述高压单元包括控制芯片、运算放大器、多路开关、MOS管以及升压变压器，所述分析控制单元从所述输入单元接收待检测线路电压等级信号并向高压单元的控制芯片及多路开关输出改变绝缘测试电压的控制信号。
6.根据权利要求1所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，所述相对湿度测试单元包括有相对湿度传感器，所述相对湿度传感器经由运算放大器和模数转换器连接到分析控制单元。
7.根据权利要求1所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，还包括连接到分析控制单元的存贮单元。
8.根据权利要求1所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，还包括连接到所述分析控制单元的通信单元。
9.根据权利要求1所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，还包括连接到所述分析控制单元的复位单元。
10.根据权利要求1所述的具有湿度补偿功能的绝缘测试装置，其特征在于，所述绝缘电阻测试单元、相对湿度测试单元、分析控制单元以及输出单元位于同一壳体内或壳体上。
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