CN204649911U - 一种用于电气设备的耐压试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电气设备的安全检测系统，具体涉及一种用于电气设备的耐压试验系统，直接利用电网接入的工频交流信号进入升压变压器的一个初级绕组，省去系统内部的工频交流信号发生器及其功率放大器，能有效减小系统体积，降低系统控制的复杂程度，提高系统可靠性；采用多绕组升压变压器直接耦合叠加的模式，叠加速度快，设计制造简单，可通过调整变压器变比灵活实现不同电压输出；既可用于单独的冲击脉冲耐压试验，也可用于单独的工频耐受电压试验，还可用于工频与冲击脉冲共同作用下的耐压试验；具有红外预警保护系统，保证了作业人员的安全，即便接触到了高压设备，也会因为高压设备切断了电压而不会有触电危险，安全性能高且有效。

Description

一种用于电气设备的耐压试验系统

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备的安全检测系统，具体涉及一种用于电气设备的耐压试验系统。

背景技术

耐压试验是在被测设备的带电部件和外壳之间施加数倍于额定电压的高压，以验证被测设备的带电部件有无接地或击穿。在测试期间，被测设备的绝缘部分承受非正常的应力。对一般设备来说，耐压测试通常是测试火线与机壳之间的漏电流。按测量原理分类，耐压测试有冲击耐压测试、直流耐压测试和交流耐压测试三种。

大多数电气产品采用交流电源供电，为了更真实地模拟被测设备在实际使用中的情况，对于电气产品普遍采用交流耐压测试。传统的耐压试验系统采用放电间隙放大输出给高压设备，不具备工频电压输出功能，因此无法工作在需要工频电压与冲击脉冲交替或共同作用下进行测试的环境；同时，由于脉冲波形的限制，脉冲上升沿控制灵活性差，无法满足需要灵活多次调整脉冲上升沿以研究高压设备绝缘状态时的需求，导致系统应用受到限制。如果系统内部设置工频交流信号发生器及其功率放大器，又会使得系统体积增大，系统控制的复杂程度升高，导致系统可靠性降低。

另外，工频耐压试验是在专门的高压室内进行。在高压试验时，工作人员必须遵守高压试验规程和操作步骤，但这解决不了由于工作人员疏忽造的成作业人员伤亡。目前，高压室内设置有硬质围栏将高压设备与人员隔离，以增加作业人员的安全性。然而，当作业人员越过围栏靠近高压设备或接触高压设备时，高压室内无告警，高压设备无跳闸保护，所以当人员靠近高压设备时，仍然有触电危险，安全性依然受到威胁。

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型提供一种用于电气设备的耐压试验系统，能够有效减小系统体积和控制复杂程度，提高系统可靠性，并且能够最大限度的保护作业人员的人身安全。

本实用新型所述的一种用于电气设备的耐压试验系统，包括接入电网工频交流信号的谐波滤波器、与谐波滤波器依次连接的主动红外入侵探测器、第一继电器和第二继电器，所述的第二继电器连接交流接触器，所述的交流接触器连接升压变压器，所述的升压变压器为带两个初级绕组和一个次级绕组，所述的交流接触器与升压变压器的一个初级绕组相连；还包括有控制连接第一继电器和第二继电器的ARM控制器、与ARM控制器相连且受控的脉冲发生器、串联于脉冲发生器与升压变压器另一个初级绕组之间的功率放大器、串联于升压变压器次级绕组与被试高压设备之间的限流电阻、与被试高压设备并联的阻容分压器、串联于阻容分压器与ARM控制器之间的采集装置。

其中，优选方案如下：

还包括与第一继电器连接的第三继电器，以及与第三继电器连接的报警器。当第一继电器得电时，第三继电器得电而控制报警器鸣峰报警。

所述的升压变压器的两个初级绕组和一个次级绕组共用一个铁芯。

还包括有与ARM控制器相连的显示器和键盘。

设置有与ARM控制器相连的通信接口。

所述的通信接口为USB接口、RS232接口或WIFI接口。

本实用新型通过主动红外入侵探测器来控制交流接触器的通断，从而控制升压器电源的通断。主动红外入侵探测器正常工作(主动红外入侵探测器无遮挡时)时呈高阻状态，第一继电器失电而触发第二继电器得电，以使第二继电器控制交流接触器闭合，升压变压器通过交流接触器与外部交流电源导通，外部交流电源电源给升压变压器供电，从而便于升压变压器控制调节高压室内的高压设备的电压，进行工频耐压试验。当有人穿过红外发射装置试图接近高压设备而遮挡主动红外入侵探测器时，第一继电器得电而触发第二继电器失电，使得第二继电器控制交流接触器断开升压变压器与外部交流电源的连接，从而切断了高压设备的电压。即使作业人员进入高压室内，接触到了高压设备，也会因为高压设备切断了电压而不会有触电危险，安全性能高且有效。

本实用新型直接利用电网工频交流信号接入升压变压器的其中一个初级绕组，同时系统内部脉冲发生器及其功率放大器产生的高频冲击信号接入升压变压器的另外一个初级绕组，然后经升压变压器叠加后升压输出的冲击叠加耐压试验信号通过升压变压器次级绕组耦合输出。试验时，首先ARM控制器控制接通电网工频交流信号的输入，此时升压变压器的初次级均已带电，次级绕组已经有升压信号，这时阻容分压器将提取的低电压信号直接提供给采集装置；ARM控制器通过控制采集装置获取此时阻容分压器的低电压值，并通过阻容分压器的分压比换算成升压变压器的输出电压；ARM控制器分析采集装置采集的工频电压波形，获取工频电压的时间特性，即峰值电压、零点电压发生的时间，并据此算出当前时刻工频交流电压的相位特征；ARM控制器根据人工输入的叠加相位特征，找到当前工频电压对应的相位后，立即触发脉冲发生器的工作；脉冲发生器产生冲击脉冲信号后经功率放大器输出到升压变压器初级绕组，与电网工频交流信号叠加后在升压变压器次级绕组形成满足相位叠加要求的冲击叠加耐压试验信号，所述脉冲发生器的输出相位、输出频率、输出脉冲宽度均受ARM控制器控制；ARM控制器通过控制采集装置实时采集阻容分压器的低电压信号获取冲击叠加的相位信息，并与输入的相位参数进行比较，如果存在差异，则轻微调整脉冲发生器的延时或相位特征，起到修正作用。

所述采集装置可以通过穿心互感器或半开口夹钳耦合的方式获得输出负载电流，然后将采集的电流信息发送到ARM控制器，由ARM控制器综合处理输出电压和输出负载电流的幅值和相位信息。所述限流电阻起到过流保护的作用，当输出端阻抗减少或受试验电压作用发生击穿短路时，能起到保护升压变压器的作用。同时，ARM控制器控制采集装置实时获取输出负载电流值，一旦超过设定电流值，并持续一段时间后，ARM控制器控制第二继电器断开，确保升压变压器输入端的交流信号切断，并发出命令停止脉冲发生器工作，使得升压变压器另一端初级绕组无输入信号，从而起到了系统短路保护的目的。同样，当输出端出现过电压现象后，ARM控制器同样发生命令，断开交流工频输入和脉冲发生器的工作。

本实用新型所具有的有益效果是：(1)直接利用电网接入的工频交流信号进入升压变压器的一个初级绕组，可以省去系统内部的工频交流信号发生器及其功率放大器，能有效减小系统体积，降低系统控制的复杂程度，提高系统可靠性；(2)采用多绕组升压变压器直接耦合叠加的模式，叠加速度快，设计制造简单，可通过调整变压器变比灵活实现不同电压输出；(3)既可用于单独的冲击脉冲耐压试验，也可用于单独的工频耐受电压试验，还可用于工频与冲击脉冲共同作用下的耐压试验；(4)具有红外预警保护系统，保证了作业人员的安全，即便接触到了高压设备，也会因为高压设备切断了电压而不会有触电危险，安全性能高且有效。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。

实施例1：

如图1所示，一种用于电气设备的耐压试验系统，包括接入电网工频交流信号的谐波滤波器、与谐波滤波器依次连接的主动红外入侵探测器、第一继电器和第二继电器，所述的第二继电器连接交流接触器，所述的交流接触器连接升压变压器，所述的升压变压器为带两个初级绕组和一个次级绕组，所述的交流接触器与升压变压器的一个初级绕组相连；还包括有控制连接第一继电器和第二继电器的ARM控制器、与ARM控制器相连且受控的脉冲发生器、串联于脉冲发生器与升压变压器另一个初级绕组之间的功率放大器、串联于升压变压器次级绕组与被试高压设备之间的限流电阻、与被试高压设备并联的阻容分压器、串联于阻容分压器与ARM控制器之间的采集装置。

还包括与第一继电器连接的第三继电器，以及与第三继电器连接的报警器。当第一继电器得电时，第三继电器得电而控制报警器鸣峰报警。

所述的升压变压器的两个初级绕组和一个次级绕组共用一个铁芯。

还包括有与ARM控制器相连的显示器和键盘。

设置有与ARM控制器相连的通信接口。

通过主动红外入侵探测器来控制交流接触器的通断，从而控制升压器电源的通断。主动红外入侵探测器正常工作(主动红外入侵探测器无遮挡时)时呈高阻状态，第一继电器失电而触发第二继电器得电，以使第二继电器控制交流接触器闭合，升压变压器通过交流接触器与外部交流电源导通，外部交流电源电源给升压变压器供电，从而便于升压变压器控制调节高压室内的高压设备的电压，进行工频耐压试验。当有人穿过红外发射装置试图接近高压设备而遮挡主动红外入侵探测器时，第一继电器得电而触发第二继电器失电，使得第二继电器控制交流接触器断开升压变压器与外部交流电源的连接，从而切断了高压设备的电压。即使作业人员进入高压室内，接触到了高压设备，也会因为高压设备切断了电压而不会有触电危险，安全性能高且有效。

本实用新型直接利用电网工频交流信号接入升压变压器的其中一个初级绕组，同时系统内部脉冲发生器及其功率放大器产生的高频冲击信号接入升压变压器的另外一个初级绕组，然后经升压变压器叠加后升压输出的冲击叠加耐压试验信号通过升压变压器次级绕组耦合输出。试验时，首先ARM控制器控制接通电网工频交流信号的输入，此时升压变压器的初次级均已带电，次级绕组已经有升压信号，这时阻容分压器将提取的低电压信号直接提供给采集装置；ARM控制器通过控制采集装置获取此时阻容分压器的低电压值，并通过阻容分压器的分压比换算成升压变压器的输出电压；ARM控制器分析采集装置采集的工频电压波形，获取工频电压的时间特性，即峰值电压、零点电压发生的时间，并据此算出当前时刻工频交流电压的相位特征；ARM控制器根据人工输入的叠加相位特征，找到当前工频电压对应的相位后，立即触发脉冲发生器的工作；脉冲发生器产生冲击脉冲信号后经功率放大器输出到升压变压器初级绕组，与电网工频交流信号叠加后在升压变压器次级绕组形成满足相位叠加要求的冲击叠加耐压试验信号，所述脉冲发生器的输出相位、输出频率、输出脉冲宽度均受ARM控制器控制；ARM控制器通过控制采集装置实时采集阻容分压器的低电压信号获取冲击叠加的相位信息，并与输入的相位参数进行比较，如果存在差异，则轻微调整脉冲发生器的延时或相位特征，起到修正作用。

所述采集装置可以通过穿心互感器或半开口夹钳耦合的方式获得输出负载电流，然后将采集的电流信息发送到ARM控制器，由ARM控制器综合处理输出电压和输出负载电流的幅值和相位信息。所述限流电阻起到过流保护的作用，当输出端阻抗减少或受试验电压作用发生击穿短路时，能起到保护升压变压器的作用。同时，ARM控制器控制采集装置实时获取输出负载电流值，一旦超过设定电流值，并持续一段时间后，ARM控制器控制第二继电器断开，确保升压变压器输入端的交流信号切断，并发出命令停止脉冲发生器工作，使得升压变压器另一端初级绕组无输入信号，从而起到了系统短路保护的目的。同样，当输出端出现过电压现象后，ARM控制器同样发生命令，断开交流工频输入和脉冲发生器的工作。

Claims (6)

1.一种用于电气设备的耐压试验系统，其特征在于：包括接入电网工频交流信号的谐波滤波器、与谐波滤波器依次连接的主动红外入侵探测器、第一继电器和第二继电器，所述的第二继电器连接交流接触器，所述的交流接触器连接升压变压器，所述的升压变压器为带两个初级绕组和一个次级绕组，所述的交流接触器与升压变压器的一个初级绕组相连；还包括有控制连接第一继电器和第二继电器的ARM控制器、与ARM控制器相连且受控的脉冲发生器、串联于脉冲发生器与升压变压器另一个初级绕组之间的功率放大器、串联于升压变压器次级绕组与被试高压设备之间的限流电阻、与被试高压设备并联的阻容分压器、串联于阻容分压器与ARM控制器之间的采集装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于电气设备的耐压试验系统，其特征在于：还包括与第一继电器连接的第三继电器，以及与第三继电器连接的报警器。

3.根据权利要求1所述的一种用于电气设备的耐压试验系统，其特征在于：所述的升压变压器的两个初级绕组和一个次级绕组共用一个铁芯。

4.根据权利要求1所述的一种用于电气设备的耐压试验系统，其特征在于：还包括有与ARM控制器相连的显示器和键盘。

5.根据权利要求1所述的一种用于电气设备的耐压试验系统，其特征在于：设置有与ARM控制器相连的通信接口。

6.根据权利要求5所述的一种用于电气设备的耐压试验系统，其特征在于：所述的通信接口为USB接口、RS232接口或WIFI接口。