CN204925251U - 一种步进式绝缘电阻测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种步进式绝缘电阻测试装置，包括微控制器、供电单元、PWM脉宽调制单元、步进升压单元、高压发生采集单元、保护单元、放电单元、数据接口和测试接口；供电单元、高压发生采集单元、保护单元、放电单元、数据接口和测试接口分别与微控制器相连；步进升压单元通过PWM脉宽调制单元与微控制器相连；高压发生采集单元还分别与步进升压单元和保护单元相连。在步进式绝缘电阻测试装置中，微控制器通过PWM脉宽调制单元驱动步进升压单元实现高压输出，在不同的耐压等级条件下实现电压的步进升压，在耐压基础上能够继续提高测试电压，从而，准确地检测出电气设备绝缘体的损坏情况。

Description

一种步进式绝缘电阻测试装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种步进式绝缘电阻测试装置。

背景技术

绝缘电阻测试是针对电气设备的一项简单易行、非破坏性的绝缘预防性试验方法。在电气设备维护检修时，绝缘电阻测试被广泛地应用于开关、电机、电缆和发电机等常规绝缘试验中，能够及时发现设备绝缘体的损坏情况，例如，受潮、老化和贯穿性缺陷。

目前，通常采用直流高压稳压电源，依电气设备选取固定的耐压条件进行绝缘泄露电流的测试，从而，通过计算出固定耐压条件下的绝缘电阻值，来判断电气设备的绝缘状态。但是，在电气设备维护检修时，如果电气设备的绝缘特性处于临界条件下，现有的绝缘电阻测试仪在固定耐压条件下，无法利用在耐压基础上继续提高测试电压来进一步发现电气设备绝缘体的损坏情况，进而，允许绝缘不合格的电气设备进入耐压试验和生产使用中，存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种步进式绝缘电阻测试装置，解决了现有技术中的绝缘电阻测试仪无法准确的对电气设备绝缘体的损坏情况进行检测的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种步进式绝缘电阻测试装置，包括微控制器、供电单元、PWM脉宽调制单元、步进升压单元、高压发生采集单元、保护单元、放电单元、数据接口和测试接口；

所述供电单元、所述高压发生采集单元、所述保护单元、所述放电单元、所述数据接口和所述测试接口分别与所述微控制器相连；

所述步进升压单元通过所述PWM脉宽调制单元与所述微控制器相连；

所述高压发生采集单元还分别与所述步进升压单元和所述保护单元相连。

优选的，所述高压发生采集单元包括矩阵电阻、自动量程子单元、模数转换子单元、分压子单元和高压直流电源倍压整流子单元；

所述矩阵电阻通过所述自动量程子单元与所述模数转换子单元相连；

所述分压子单元的一端与所述模数转换子单元相连，所述分压子单元的另一端与所述高压直流电源倍压整流子单元相连。

优选的，所述高压直流电源倍压整流子单元包括相互连接的高频变压器和倍压整流模块。

优选的，所述供电单元包括相互连接的高压锂电池和电源充放电管理子单元。

优选的，所述数据接口包括存储器和USB接口；

所述存储器和所述USB接口分别与所述微控制器相连。

优选的，还包括人机交互单元，所述人机交互单元与所述微控制器相连。

优选的，所述人机交互单元包括按键、旋钮和显示屏；

所述按键、所述旋钮和所述显示屏分别与所述微控制器相连。

本实用新型实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在步进式绝缘电阻测试装置中，微控制器通过PWM脉宽调制单元驱动步进升压单元实现高压输出，在不同的耐压等级条件下实现电压的步进升压，在耐压基础上能够继续提高测试电压，从而，准确地检测出电气设备绝缘体的损坏情况，避免绝缘不合格的电气设备进入耐压试验和生产使用中，降低安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种步进式绝缘电阻测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种优选实施方式下的步进式绝缘电阻测试装置的结构示意图。

其中，101为微控制器，102为供电单元，103为PWM脉宽调制单元，104为步进升压单元，105为高压发生采集单元，106为保护单元，107为放电单元，108为数据接口，109为测试接口，1021为高压锂电池，1022为电源充放电管理子单元，1010为按键，1011为旋钮，1012为显示屏，1051为矩阵电阻，1052为自动量程子单元，1053为模数转换子单元，1054为分压子单元，1055为高压直流电源倍压整流子单元，1081为USB接口，1082为存储器。

具体实施方式

为解决现有技术中的绝缘电阻测试仪无法准确的对电气设备绝缘体的损坏情况进行检测的技术问题，本实用新型提供一种步进式绝缘电阻测试装置。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种步进式绝缘电阻测试装置，如图1所示，所述步进式绝缘电阻测试装置包括微控制器101、供电单元102、PWM脉宽调制单元103、步进升压单元104、高压发生采集单元105、保护单元106、放电单元107、数据接口108和测试接口109。其中，供电单元102、高压发生采集单元105、保护单元106、放电单元107、数据接口108和测试接口109分别与微控制器101相连。步进升压单元104通过PWM脉宽调制单元103与微控制器101相连。高压发生采集单元105还分别与步进升压单元104和保护单元106相连。

在本申请中，微控制器101通过PWM脉宽调制单元103驱动步进升压单元104实现高压输出。采用单端反激式的变压器拓扑结构，通过微控制器101对高压发生采集单元105、保护单元106和放电单元107的控制，在不同基准电压之间进行切换，分别输出500V、1000V、2000V、5000V、10000V五个耐压等级，对输出的电流和电压信号进行采样，形成电压反馈控制，实现过压、欠压和过流保护，同时，通过对输出电压和电流信号的采样，控制电路反馈调节开关器件的导通时间，以升压步长进行升压。

在本申请中，为了快速的处理大量传感器信息，选用高主频、快速的核心控制模块作为微控制器101，具体的，选用基于Cortex-M3核心的控制器作为微控制器101，其主频为72MHz，能快速对测量数据进行采集、数据分析与处理，具有良好的实时性能，能实时监控各器件协调工作，并实时处理测试数据，动态生成测试电阻波形曲线。

具体来讲，如图2所示，供电单元102包括高压锂电池1021和电源充放电管理子单元1022，其中，高压锂电池1021通过电源充放电管理子单元1022与微控制器101相连。供电单元102用于装置所需的提供电能。

在一种优选的实施方式中，高压发生采集单元105包括矩阵电阻1051、自动量程子单元1052、模数转换子单元1053、分压子单元1054和高压直流电源倍压整流子单元1055。矩阵电阻1051通过自动量程子单元1052与模数转换子单元1053相连。分压子单元1054的一端与模数转换子单元1053相连，分压子单元1054的另一端与高压直流电源倍压整流子单元1055相连。其中，高压直流电源倍压整流子单元1055包括相互连接的高频变压器和倍压整流模块。进一步，自动量程子单元1052、模数转换子单元1053和分压子单元1054还分别与微控制器101相连，高压直流电源倍压整流子单元1055还分别与步进升压单元104和保护单元106相连。

在本申请中，在自动量程子单元1052的控制下，通过矩阵电阻1051切换，将采集到的分压信号作为输入信号，对其进行判断，由于分压信号只有在参考电压之间才能被模数转换子单元1053有效识别，因此，自动量程子单元1052的作用在于判断分压信号是否饱和溢出，通过对模拟开关芯片的接通和断开状态的控制，改变放大器的反馈电阻，使分压信号在参考电压之间不饱和，实现自动档位切换自适应放大信号，在测量不同大小阻值的绝缘电阻时，能够自动量程切换不同的电阻档位。另外，高频变压器的次级绕组经倍压整流模块，能够分别输出500V、1000V、2000V、5000V、10000V五个耐压等级。

在本申请中，数据接口108包括存储器1082和USB接口1081。存储器1082和USB接口1081分别与微控制器101相连。

进一步，本申请的步进式绝缘电阻测试装置还包括人机交互单元，人机交互单元与微控制器101相连。具体的，人机交互单元包括按键1010、旋钮1011和显示屏1012，按键1010、旋钮1011和显示屏1012分别与微控制器101相连。人机交互单元为操作者提供功能接口，便于用户与装置进行信息交换，人机交互单元包括功能设定操作、实时数据与参数显示等，设计图形化界面友好、操作方便的人机接口，便于用户调试使用。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

在步进式绝缘电阻测试装置中，微控制器通过PWM脉宽调制单元驱动步进升压单元实现高压输出，在不同的耐压等级条件下实现电压的步进升压，在耐压基础上能够继续提高测试电压，从而，准确地检测出电气设备绝缘体的损坏情况，避免绝缘不合格的电气设备进入耐压试验和生产使用中，降低安全隐患。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，包括微控制器、供电单元、PWM脉宽调制单元、步进升压单元、高压发生采集单元、保护单元、放电单元、数据接口和测试接口；

所述供电单元、所述高压发生采集单元、所述保护单元、所述放电单元、所述数据接口和所述测试接口分别与所述微控制器相连；

所述步进升压单元通过所述PWM脉宽调制单元与所述微控制器相连；

所述高压发生采集单元还分别与所述步进升压单元和所述保护单元相连。

2.如权利要求1所述的步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述高压发生采集单元包括矩阵电阻、自动量程子单元、模数转换子单元、分压子单元和高压直流电源倍压整流子单元；

所述矩阵电阻通过所述自动量程子单元与所述模数转换子单元相连；

所述分压子单元的一端与所述模数转换子单元相连，所述分压子单元的另一端与所述高压直流电源倍压整流子单元相连。

3.如权利要求2所述的步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述高压直流电源倍压整流子单元包括相互连接的高频变压器和倍压整流模块。

4.如权利要求1所述的步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述供电单元包括相互连接的高压锂电池和电源充放电管理子单元。

5.如权利要求1所述的步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述数据接口包括存储器和USB接口；

所述存储器和所述USB接口分别与所述微控制器相连。

6.如权利要求1所述的步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，还包括人机交互单元，所述人机交互单元与所述微控制器相连。

7.如权利要求6所述的步进式绝缘电阻测试装置，其特征在于，所述人机交互单元包括按键、旋钮和显示屏；

所述按键、所述旋钮和所述显示屏分别与所述微控制器相连。