CN203117320U - 一种高压电容器测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高压电容器测试装置，其内设有：一能输出0～1000V电压、10μHz～1000MHz频率的变频变压信号发生器；串接于所述变频变压信号发生器和被测高压电容器之间的功率放大器；与所述被测高压电容器连接，并对被测试信号进行采集的电压/电流信号采集单元；一分别与所述变频变压信号发生器和电压/电流信号采集单元连接，对采集到的电压/电流信号进行滤波、计算和测量，以控制用户操作指令并显示测试结果的显示及测量控制单元。本实用新型利用电压和频率分别在0～1000V和10μHz～1000MHz范围内调节的变频变压器信号发生器、电压/电流信号采集及处理系统、以及高压标准电容器，实现对被测高压电容器的内部故障隐患的测试，测试简单、精确，电容器故障检出率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试装置，具体涉及一种高压电容器测试装置。
背景技术
电容器是电力系统可靠稳定运行的重要补偿器件，有用于功率因数补偿的，也有用于谐波滤波的。电容器的好坏优劣，直接关系到电力线路的输送能力和输电质量。判断电力系统中运行的高压电容器是否有内部缺陷或故障，常用的方法是测量绝缘电阻、测量电容量和测量绝缘介质损耗等方法，其中测量高压电容器电容量变化是一个较为直接的判断方法。
中国发明专利CN10247869A公开了一种电容器测量方法与电容器测试电路，用以测量一电容器的电容值。电容器测量方法包括：输入一电源于该电容器；当该电容器的电压值达到一第一预订电压值时，停止输入该电源于该电容器；电性连接该电容器至一放电电阻，并记录一放电起始时间点；当该电容器的电压值下降至一第二预订电压值时，记录一放电截止时间点；以及根据该放电起始时间点、该放电截止时间点及该放电电阻的电阻值，计算该电容器的电容值。用于测量电容器电容值的测试电路包括：一电源供应模块，用以提供一电源；一放电电阻；一开关单元，选择性地电性连接该电容器至该放电电阻或该电源供应模块；以及一检测记录模块，记录该电容器的一电压值。本发明提出的电容器测量方法与电容器测试电路，不仅省却了现有检测方法对充电电源精度要求的限制，同时也达到准确率较高，且便于实施的功效。但是用此方法测量电容器值，程序复杂、费时费力、存在不安全隐患。另外，用此方法测试电容器值还容易出现偏差，电容器的故障检出率低。
为解决上述技术问题，需提供一种测试简单、精确，电容器故障检出率高的高压电容器测试装置。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高压电容器测试装置，用于测试高压电容器的介质阻抗频谱、容性电流频谱、电阻电容关系曲线、奈奎斯特曲线以及时间常数频谱，测试简单、精确，电容器故障检出率高。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种高压电容器测试装置，其内设有：
一能输出0~1000V电压、10μHz~1000MHz频率的变频变压信号发生器；
串接于所述变频变压信号发生器和被测高压电容器之间的功率放大器；
与所述被测高压电容器连接，并对被测试信号进行采集的电压/电流信号采集单元；
一分别与所述变频变压信号发生器和电压/电流信号采集单元连接，对所述变频变压信号发生器的输出信号幅值相位及波形进行控制，并将采集到的电压/电流信号进行滤波、计算和测量，以控制用户操作指令并显示测试结果的显示及测量控制单元。本发明中，所述变频变压信号发生器产生的信号为正弦波、余弦波、方波或脉宽可调节的PWM矩形波，测试结果包括高压电容器的介质阻抗频谱、容性电流频谱、电阻电容关系曲线、奈奎斯特曲线以及时间常数频谱，本装置测试简单、精确，电容器故障检出率高。
其中，所述高压电容器测试装置还包括串接于所述功率放大器和所述电压/电流信号采集单元之间，且与所述被测高压电容器并联的高压标准电容器，建立参考频谱曲线，可实现仪器自身校准。其中，所述高压标准电容器可以采用内置式结构，也可以通过专用接口采用外置式结构。
其中，所述高压电容器测试装置还包括与所述显示及测量控制单元连接的环境温湿度测量补偿单元，可对测量所得各种频谱曲线进行补偿或修正。
优选的，所述显示及测量控制单元包括：
一设于所述高压电容器测试装置内部的微处理单元；
与所述微处理单元连接，设于所述高压电容器测试装置外部的显示屏和键盘；
其中，所述微处理单元用于对所述变频变压信号发生器的输出信号幅值、相位及波形进行控制，并将采集到的所述电压/电流信号进行滤波、计算和测量；所述键盘用于用户输入操作指令；所述显示屏用于显示所述测试结果。
所述显示及测量控制单元不局限于上述结构，还可以采用下述结构，包括：
一设于所述高压电容器测试装置内部的微处理单元；
设于所述高压电容器测试装置外部的通讯接口；
以及利用所述通讯接口与所述微处理单元连接的移动PC、平板电脑、掌上电脑或手机；
其中，所述微处理单元用于对所述变频变压信号发生器的输出信号幅值、相位及波形进行控制，并将采集到的所述电压/电流信号进行滤波、计算和测量；所述移动PC、平板电脑、掌上电脑或手机用于用户输入操作指令和显示所述测试结果。
优选的，所述微处理单元为工控机或微处理器。
优选的，所述通讯接口为USB接口、RS232串口、RS485总线接口或无线通讯接口。
其中，该高压电容器测试装置上设有两个分别与所述功率放大器连接且相互并联的被测高压电容器插口，所述被测高压电容器插接于所述被测高压电容器插口内。
其中，该高压电容器测试装置上设有电源指示灯和状态指示灯。
本实用新型的工作原理如下所述：输出0~1000V电压、10μHz~1000MHz频率的变频变压器信号发生器产生幅值和频率受微处理单元控制的正弦波、余弦波、方波或脉宽可调节的PWM矩形波，经功率放大器放大后输出到被测高压电容器，然后经电压/电流信号采集单元对输出电压和输出试验回路的电流进行采集，然后利用显示及测量控制单元对采集到的电压/电流信号进行滤波、计算和测量，最后得出被测高压电容器的介质阻抗频谱、容性电流频谱、电阻电容关系曲线、奈奎斯特曲线以及时间常数频谱，实现对被测高压电容器的内部故障隐患的测试。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，利用电压和频率分别在0~1000V和10μHz~1000MHz范围内调节的变频变压器信号发生器、电压/电流信号采集及处理系统、以及高压标准电容器，实现对被测高压电容器的内部故障隐患的测试，测试简单、精确，电容器故障检出率高。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的测试原理示意图；
图2为实施例一的主视图；
图3为实施例一测试出的被测高压电容器和高压标准电容器的电阻电容关系曲线的对比图；
图4为实施例一测试出的被测高压电容器和高压标准电容器的时间常数频谱的对比图；
附图标记说明：
1、被测高压电容器插口；2、环境温湿度测量补偿单元接插口；3、显示屏；4、键盘；5、USB/ RS232通讯接口；6、无线通讯接口；7、电源指示灯；8、状态指示灯；9、高压标准电容器接插口。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型针对现有的高压电容器测量方法程序复杂、费时费力，且测试容易出现偏差、电容器的故障检出率低的技术问题，提供一种高压电容器测试装置。
本实用新型的实施例提供一种高压电容器测试装置，其内设有：
一能输出0~1000V电压、10μHz~1000MHz频率的变频变压信号发生器；
串接于所述变频变压信号发生器和被测高压电容器之间的功率放大器；
与所述被测高压电容器连接，并对被测试信号进行采集的电压/电流信号采集单元；
串接于所述功率放大器和所述电压/电流信号采集单元之间，且与所述被测高压电容器并联的高压标准电容器，建立参考频谱曲线，可实现仪器自身校准；
一分别与所述变频变压信号发生器和电压/电流信号采集单元连接，对所述变频变压信号发生器的输出信号幅值、相位及波形进行控制，并将采集到的电压/电流信号进行滤波、计算和测量，以控制用户操作指令并显示测试结果的显示及测量控制单元；
与所述显示及测量控制单元连接的环境温湿度测量补偿单元，可对测量所得各种频谱曲线进行补偿或修正。
如图2所示，所述高压电容器测试装置的外部设有两个分别与所述功率放大器连接且相互并联的被测高压电容器插口1，所述被测高压电容器插接于所述被测高压电容器插口1内。
所述高压电容器测试装置的外部设有用于环境温湿度测量补偿单元接插口2，用于连接环境温湿度测量补偿单元和显示及测量控制单元，其中，所述环境温湿度测量补偿单元可选用温湿度传感器。
本实施例的显示及测量控制单元包括：
一设于所述高压电容器测试装置内部的微处理器；
与所述微处理器连接，设于所述高压电容器测试装置外部的显示屏3和键盘4；
其中，所述微处理器用于对所述变频变压信号发生器的输出信号幅值、相位及波形进行控制，并将采集到的所述电压/电流信号进行滤波、计算和测量；所述键盘4用于用户输入操作指令；所述显示屏3用于显示所述测试结果。
所述显示及测量控制单元不局限于上述结构，还可以根据实际情况采用下述结构，其包括：
一设于所述高压电容器测试装置内部的微处理器；
设于所述高压电容器测试装置外部的USB/ RS232通讯接口5和无线通讯接口6；
以及利用所述USB/ RS232通讯接口5或无线通讯接口6与所述微处理器连接的移动PC、平板电脑、掌上电脑或手机；
其中，所述微处理器用于对所述变频变压信号发生器的输出信号幅值、相位及波形进行控制，并将采集到的所述电压/电流信号进行滤波、计算和测量；所述移动PC、平板电脑、掌上电脑或手机用于用户输入操作指令和显示所述测试结果。
所述高压电容器测试装置的外部还设有高压标准电容器接插口9，所述高压标准电容器可以采用内置式结构，也可以通过专用接口采用外置式结构。
所述高压电容器测试装置的外部还设有电源指示灯7、状态指示灯8和接地端子。
本实施例的测试原理示意图如图1所示，其测试原理如下所述：
输出0~1000V电压、10μHz~1000MHz频率的变频变压器信号发生器产生幅值和频率受微处理器控制的正弦波、余弦波、方波或脉宽可调节的PWM矩形波，经功率放大器放大后输出到被测高压电容器和高压标准电容器，然后经电压/电流信号采集单元对输出电压和输出试验回路的电流进行采集，然后利用显示及测量控制单元对采集到的电压/电流信号进行滤波、计算和测量，最后得出被测高压电容器和高压标准电容器的介质阻抗频谱、容性电流频谱、电阻电容关系曲线、奈奎斯特曲线以及时间常数频谱，如图3和图4所示，对比分析后，实现对被测高压电容器的内部故障隐患的测试。
本实用新型利用电压和频率分别在0~1000V和10μHz~1000MHz范围内调节的变频变压器信号发生器、电压/电流信号采集及处理系统、以及高压标准电容器，实现对被测高压电容器的内部故障隐患的测试，测试简单、精确，电容器故障检出率高。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种高压电容器测试装置，其特征在于，其内设有：
一能输出0~1000V电压、10μHz~1000MHz频率的变频变压信号发生器；
串接于所述变频变压信号发生器和被测高压电容器之间的功率放大器；
与所述被测高压电容器连接，并对被测试信号进行采集的电压/电流信号采集单元；
一分别与所述变频变压信号发生器和电压/电流信号采集单元连接，对所述变频变压信号发生器的输出信号及波形进行控制，并将采集到的电压/电流信号进行滤波、计算和测量，以控制用户操作指令并显示测试结果的显示及测量控制单元。
2.根据权利要求1所述的高压电容器测试装置，其特征在于，还包括串接于所述功率放大器和所述电压/电流信号采集单元之间，且与所述被测高压电容器并联的高压标准电容器。
3.根据权利要求1所述的高压电容器测试装置，其特征在于，还包括与所述显示及测量控制单元连接的环境温湿度测量补偿单元。
4.根据权利要求1所述的高压电容器测试装置，其特征在于，所述显示及测量控制单元包括：
一设于所述高压电容器测试装置内部的微处理单元；
与所述微处理单元连接，设于所述高压电容器测试装置外部的显示屏和键盘；
其中，所述微处理单元用于对采集到的所述电压/电流信号进行滤波、计算和测量；所述键盘用于用户输入操作指令；所述显示屏用于显示所述测试结果。
5.根据权利要求1所述的高压电容器测试装置，其特征在于，所述显示及测量控制单元包括：
一设于所述高压电容器测试装置内部的微处理单元；
设于所述高压电容器测试装置外部的通讯接口；
以及利用所述通讯接口与所述微处理单元连接的移动PC、平板电脑、掌上电脑或手机；
其中，所述微处理单元用于对采集到的所述电压/电流信号进行滤波、计算和测量；所述移动PC、平板电脑、掌上电脑或手机用于用户输入操作指令和显示所述测试结果。
6.根据权利要求4或5所述的高压电容器测试装置，其特征在于，所述微处理单元为工控机或微处理器。
7.根据权利要求5所述的高压电容器测试装置，其特征在于，所述通讯接口为USB接口、RS232串口、RS485总线接口或无线通讯接口。
8.根据权利要求1所述的高压电容器测试装置，其特征在于，该高压电容器测试装置上设有两个分别与所述功率放大器连接且相互并联的被测高压电容器插口，所述被测高压电容器插接于所述被测高压电容器插口内。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的高压电容器测试装置，其特征在于，该高压电容器测试装置上设有电源指示灯和状态指示灯。
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