CN210514521U - 一种绝缘耐压检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路领域，其实施方式提供了一种绝缘耐压检查装置。所述装置包括：依次相连的交流升压模块、交流滤波模块、高压整流模块和检测回路。所述交流升压模块用于将所述交流电源的电压升压至适用于检测使用的高压电；所述交流滤波模块用于滤除所述高压电中的杂波；所述高压整流模块用于将滤波后的高压电转化为直流电压；所述检测回路用于当接入被测物后检测所述检测电路中的电压、电流和波形的指标参数。本实用新型的实施方式能够提升测试精度，实现快速响应，并提高测试效率。

Description

一种绝缘耐压检查装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，特别涉及一种绝缘耐压检查装置。

背景技术

绝缘耐压测试是检验电器、电气设备、电气装置、电气线路、电工用具等承受过电压的能力的主要方法之一，电气设备经耐压试验能够发现电气设备绝缘的局部缺陷，受潮及老化。其分为交流耐压试验和直流耐压试验，其中直流耐压试验是将受测设备加载上不同试验电压，检测其泄漏电流值以绘制电压电流特性曲线，以查看试验结果；行业内现有生产线的绝缘耐压设备电源的性能要求不能满足PACK包测试的需求。具体表现在：现有的测试精度要求达不到测试要求精度，经常误判漏判；测试电压精度普遍在8％左右，无法探测峰值电流检测，容易造成电路板IC烧坏。在此情况之下，设计一种绝缘耐压检查装置就显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种绝缘耐压检查装置，以至少解决在绝缘耐压检测中的电压电流测试精准性的问题。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面实施例提供一种绝缘耐压检查装置；所述装置包括：依次相连的交流升压模块、交流滤波模块、高压整流模块和检测回路；

所述交流升压模块与交流电源相连，用于将所述交流电源的电压升压至适用于检测使用的高压电，所述交流升压模块包括升压器；

所述交流滤波模块用于滤除所述高压电中的杂波，包括第一滤波电容；所述第一滤波电容的一端与所述升压器的一个输出端相连，另一端经电阻 R1后与所述升压器的另一输出端相连；

所述高压整流模块用于将滤波后的高压电转化为直流电压，包括桥式整流器和直流电抗器，所述桥式整流器的两个输入端分别与所述升压器的输出端相连，所述桥式整流器的第一输出端连接至直流电抗器的第一端，所述直流电抗器的第二端依次经电阻R2和电阻R3连接至所述桥式整流器的第二输出端；所述电阻R3上并联有第一电压计；

所述检测回路用于当接入被测物后测量检测点的电压、电流和波形的指标参数，所述检测回路包括：

并联的示波器、第一电流计和限流电阻，三者并联后的第一端与所述直流电抗器的第二端相连；三者并联后的第二端经测试通电开关后连接调压支路开关和放电开关；

所述调压支路开关的另一端与调压模块相连，所述调压模块的另一端经电阻R4与所述桥式整流器的第二输出端相连，所述电阻R4上并联有第二电压计；

所述放电开关的另一端与放电继电器相连，所述放电继电器的另一端接地；

在测试时，被测物的一端与所述测试通电开关相连，另一端经过第二电流计后与所述桥式整流器的第二输出端相连。

可选的，所述交流升压模块的耐压等级为AC5000V，采用环氧树脂封装。

可选的，所述高压整流模块还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述直流电抗器的第二端相连，另一端与所述桥式整流器的第二输出端相连。

可选的，所述第二滤波电容的耐压等级为AC5000V。

可选的，所述高压整流模块还包括弹簧高压保险丝，所述弹簧高压保险丝位于所述直流电抗器的第二端与所述示波器、第一电流计和限流电阻三者并联的第一端之间。

可选的，所述测试通电开关和所述放电开关为KA开关，所述调压支路开关为IGBT开关。

可选的，所述第一电流计、第二电流计、第一电压计和第二电压计均具有通信接口，用于将测量结果传输至显示终端以集中显示。

可选的，所述测试通电开关、放电开关和调压支路开关的控制端均与集中控制模块相连；所述集中控制模块用于远程控制所述测试通电开关、放电开关和调压支路开关的断开或闭合。

可选的，所述装置还包括电气控制柜，所述电气控制柜至少包含所述显示终端和集中控制模块。

可选的，所述电气控制柜还包括存储模块，所述存储模块用于存储历史测试记录。

通过本实用新型提供的上述技术方案，能够实现以下有益效果：

1)可检测PACK的精准绝缘耐压状态，测试时间精度可达到纳秒级别，确保PACK出货的绝缘耐压检测正常，避免不良品流出；

2)可保护被测产品不被绝缘耐压设备损坏；

3)确保绝缘耐压的高压电压精度达到1％以内，火弧电流报警精度可达到2mA侦测。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式提供的绝缘耐压检查装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式提供的装置中的交流升压模块的具体电路图；

图3是本实用新型一种实施方式提供的装置中的交流滤波模块的具体电路图；

图4是本实用新型一种实施方式提供的装置中的高压整流模块的具体电路图；

图5是本实用新型一种实施方式提供的装置中的检测回路的具体电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型一种实施方式提供的一种绝缘耐压检查装置示意图。如图1所示，一种绝缘耐压检查装置，所述装置包括：依次相连的交流升压模块、交流滤波模块、高压整流模块和检测回路；

所述交流升压模块与交流电源相连，用于将所述交流电源的电压升压至适用于检测使用的高压电，所述交流升压模块包括升压器；

所述交流滤波模块用于滤除所述高压电中的杂波，包括第一滤波电容；所述第一滤波电容的一端与所述升压器的一个输出端相连，另一端经电阻 R1后与所述升压器的另一输出端相连；

所述高压整流模块用于将滤波后的高压电转化为直流电压，包括桥式整流器和直流电抗器，所述桥式整流器的两个输入端分别与所述升压器的输出端相连，所述桥式整流器的第一输出端连接至直流电抗器的第一端，所述直流电抗器的第二端依次经电阻R2和电阻R3连接至所述桥式整流器的第二输出端；所述电阻R3上并联有第一电压计；

所述检测回路用于当接入被测物后测量检测点的电压、电流和波形的指标参数，所述检测回路包括：

并联的示波器、第一电流计和限流电阻，三者并联后的第一端与所述直流电抗器的第二端相连；三者并联后的第二端经测试通电开关后连接调压支路开关和放电开关；

所述调压支路开关的另一端与调压模块相连，所述调压模块的另一端经电阻R4与所述桥式整流器的第二输出端相连，所述电阻R4上并联有第二电压计；

所述放电开关的另一端与放电继电器相连，所述放电继电器的另一端接地；

在测试时，被测物的一端与所述测试通电开关相连，另一端经过第二电流计后与所述桥式整流器的第二输出端相连。

如此，本实施例的装置测试时间精度可达到纳秒级别，可检测PACK的精准绝缘耐压状态，确保绝缘耐压的高压电压精度达到1％以内，火弧电流报警精度可达到2mA侦测，同时还可保护被测产品不被绝缘耐压设备损坏。

具体的，本实用新型实施方式所提供的装置能够将市电交流220V升压至交流1910V左右，在通过整流将其变化至直流2700V，以向被测物提供测试电压。再通过多个电流计和电压计测量当前电路的状态，以判断被测物是否达到了指标要求。

其中的交流升压模块与交流电源相连，用于将所述交流电源的电压升压至适用于检测使用的高压电(1910V左右)，所述交流升压模块包括升压器。升压器采用电磁感应原理，在初级绕组和次级绕组上采用不同的绕组匝数进行升压的。此处的采用的升压装置的具体结构如图2所示，图2是本实用新型一种实施方式提供的装置中的交流升压模块的具体电路图。其包括了两次升压，最终输出约1910V左右的高压电。

所述交流滤波模块包括第一滤波电容，所述电容优选为0.02uF，用于滤除所述高压电中的杂波。具体的，是滤除高压电路中的高次谐波及毛刺，使得交流电压更为纯净。其具体结构如图3所示，图3是本实用新型一种实施方式提供的装置中的交流滤波模块的具体电路图。图中的电阻R1优选为 300KΩ。

所述高压整流模块包括桥式整流器和直流电抗器，连接关系如前述。具体结构如图4所示，图4是本实用新型一种实施方式提供的装置中的高压整流模块的具体电路图。所述桥式整流器采用由4个二极管组成，用于将输入的交流电变化为直流电。其两个输入端分别与所述升压器的输出端相连，所述桥式整流器的第一输出端连接至直流电抗器的第一端，所述直流电抗器的第二端依次经电阻R2(阻值优选为1000MΩ)和电阻R3(阻值优选为100K Ω)连接至所述桥式整流器的第二输出端；此处的直流电抗器又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，在通用变频器上有较多的应用。电抗器中有流过的具有交流分量的直流电流。主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减小电流脉动值，改善输入功率因数，并可以抑制变流装置产生的谐波。

所述电阻R3上并联有第一电压计。此处的电阻R2和电阻R3的作用为分压电阻。第一电压计用于测量电阻R3的电压，实际上监测的是桥式整流器的输出电压，通过对输出电压的监测，能够实时了解测试电压的输出状态。

所述检测回路包括：并联的示波器、第一电流计和限流电阻(阻值优选为100KΩ)，三者并联后的第一端与所述直流电抗器的第二端相连；三者并联后的第二端经测试通电开关后连接调压支路开关和放电开关；其具体结构如图5所示，图5是本实用新型一种实施方式提供的装置中的检测回路的具体电路图。

示波器选用Tektronix的TBS2102数字示波器，其性能特点：1GS/s采样率，采样周期可达2ns，输入电压灵敏度2mV，集成USB、WIFI及以太网口通讯功能；该仪器采用并行结构，微处理器与集成的捕获系统一起并行工作，完成从显示管理、自动测量和设备调节控制的一系列工作，且不影响波形的捕获。

所述调压支路开关的另一端与调压模块相连，所述调压模块的另一端经电阻R4(阻值优选为20KΩ)与所述桥式整流器的第二输出端相连，所述电阻R4上并联有第二电压计；调压模块用于电源和负载中间，配上相应的触发控制电路板，就可以调整加到负载上的电压、电流和功率。

所述放电开关的另一端与放电继电器相连，所述放电继电器的另一端接地；此处的放电继电器的主要作为为放电调节的作用。

在测试时，被测物的一端与所述测试通电开关相连，另一端经过第二电流计后与所述桥式整流器的第二输出端相连。此处的第二电流计用于测量泄漏电流。

进一步的，所述交流升压模块的耐压等级为AC5000V，采用环氧树脂封装。为了装置的安全性考虑，此处选用耐压等级为AC5000V的交流升压模块，并采用环氧树脂封装。环氧树脂封装为电子电路中常用的封装形式，此处主要用于耐高压方面的考虑。

在本实用新型的一个可选实施例中，所述高压整流模块还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述直流电抗器的第二端相连，另一端与所述桥式整流器的第二输出端相连。此处增加第二滤波电容，是为了滤除高压电路中的高次谐波及毛刺，使得交流电压更为纯净。

进一步的，所述第二滤波电容的耐压等级为AC5000V。同前所述，此处选用的二滤波电容的耐压等级也为AC5000V。

为了进一步增加电路的安全系数，可以在电路中增加保险装置。所述高压整流模块还包括弹簧高压保险丝，所述弹簧高压保险丝位于所述直流电抗器的第二端与所述示波器、第一电流计和限流电阻三者并联的第一端之间。此处的弹簧高压保险丝不仅具有耐高压的特点，还能够在熔断时迅速拉断高压电弧。

所述测试通电开关和所述放电开关为KA开关，所述调压支路开关为 IGBT开关。

KA是中间继电器，是一种特殊的接触器(即开关)。它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以它只能用于控制电路中。

调压支路开关的通过电流较小，而对精度的要求较高，此处采用IGBT 开关，其优点就是用电压控制，饱和压降小，耐压高，可以用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。而且IGBT不用机械按钮，它是由计算机控制的。该IGBT开关与调压模块的配合使用，能够精准地调节加在设备两端地电压，其通过第二电压计进行电压测量，能够精准获取到当前地测量电压。

进一步的，所述第一电流计、第二电流计、第一电压计和第二电压计均具有通信接口，用于将测量结果传输至显示终端以集中显示。为了在测试终端集中快速地读取到各处的测量值，本实用新型中使用的电流计和电压计均具有通信接口。此处的通信接口可以为网口或RS232等接口，其通过网线或总线进行集中相连。

所述测试通电开关、放电开关和调压支路开关的控制端均与集中控制模块相连；所述集中控制模块用于远程控制所述测试通电开关、放电开关和调压支路开关的断开或闭合。

为了实现测试方法流程的自动化控制，所述装置还包括电气控制柜，所述电气控制柜至少包含所述显示终端和集中控制模块。操作人员能够通过电气控制柜远程控制开关的通断，以及查看电压和电流的读数，不但提升了生产测试的安全性，还提高了自动化测试程度，提升了测试效率。

进一步的，所述电气控制柜还包括存储模块，所述存储模块用于存储历史测试记录。在实际的测试中，需要对每一次测试有完善的测试记录，以备生产管理的需要以及日后的溯源，因此设置存储模块以存储每一个电池包的测试记录。此处的存储模块可以是本地的存储设备，也可以是网络存储位置。设置网络存储位置有利于数据的共享。

以下简要介绍下本实用新型实施例所提供的装置在测试工艺流程中的使用方法，以供进一步理解。

测试要求：对于任一被测电池包的绝缘阻抗规定在0-10G欧姆之间；泄漏电压在0-2700V之间；

用户按照以下流程对被测电池包进行绝缘测试：

1)测试开始，将被测电池包放置于被测位置；此处可以采用对被测电池包扫码的方式，以标识本次测试记录；

2)测试绝缘电阻，检测绝缘电阻是否大于1000MΩ；若否，则测试失败，测试结束；若是，则转步骤3)；

3)判断电压是否达到1000V，若否，则继续升压后重复步骤2)，若是，则转步骤4)

4)当测试电压达到1000V，且同时检测绝缘电阻大于1000MΩ时，产品测试合格，测试结束。

用户按照以下流程对被测电池包进行耐压测试：

1)测试开始，将被测电池包放置于被测位置；此处可以采用对被测电池包扫码的方式，以标识本次测试记录；

2)将被测物耐压电压升至标准值；

3)开启耐压检测；

4)测试露电流和泄漏电压是否达标，若达标，转步骤5)；若未达标，则判断测试次数，若测试次数为1，转步骤2)；若测试次数不为1，则判定为不合格，转步骤5)；

5)测试结束。

测试要点：

1、PACK绝缘判定关键控制要求：绝缘测试电压：DC500V±20V；绝缘合格电阻范围：>100MΩ，<9999MΩ；

2、PACK判定关键控制要求：耐压测试电压：DC2500V±20V；耐压漏电流小于等于1毫安，无闪络，10秒后电压大于等于2250V；

3、闪络的标准为示波器在10us采样平均电流不能大于3毫安，由于被测电池包存在10^-7F左右的电容，允许泄漏电压小于10％。利用示波器观察漏电流转换的电信号幅度随时间变化的波形曲线，示波器选用Tektronix的TBS2102数字示波器，其性能特点：1GS/s采样率，采样周期可达2ns，输入电压灵敏度2mV，集成USB、WIFI及以太网口通讯功能；该仪器采用并行结构，微处理器与集成的捕获系统一起并行工作，完成从显示管理、自动测量和设备调节控制的一系列工作，且不影响波形的捕获。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述装置包括：依次相连的交流升压模块、交流滤波模块、高压整流模块和检测回路；

所述交流升压模块与交流电源相连，用于将所述交流电源的电压升压至适用于检测使用的高压电，所述交流升压模块包括升压器；

所述交流滤波模块用于滤除所述高压电中的杂波，包括第一滤波电容；所述第一滤波电容的一端与所述升压器的一个输出端相连，另一端经电阻R1后与所述升压器的另一输出端相连；

所述高压整流模块用于将滤波后的高压电转化为直流电压，包括桥式整流器和直流电抗器，所述桥式整流器的两个输入端分别与所述升压器的输出端相连，所述桥式整流器的第一输出端连接至直流电抗器的第一端，所述直流电抗器的第二端依次经电阻R2和电阻R3连接至所述桥式整流器的第二输出端；所述电阻R3上并联有第一电压计；

所述检测回路用于当接入被测物后测量检测点的电压、电流和波形的指标参数，所述检测回路包括：

并联的示波器、第一电流计和限流电阻，三者并联后的第一端与所述直流电抗器的第二端相连；三者并联后的第二端经测试通电开关后连接调压支路开关和放电开关；

所述调压支路开关的另一端与调压模块相连，所述调压模块的另一端经电阻R4与所述桥式整流器的第二输出端相连，所述电阻R4上并联有第二电压计；

所述放电开关的另一端与放电继电器相连，所述放电继电器的另一端接地；

在测试时，被测物的一端与所述测试通电开关相连，另一端经过第二电流计后与所述桥式整流器的第二输出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述交流升压模块的耐压等级为AC5000V，采用环氧树脂封装。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述高压整流模块还包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述直流电抗器的第二端相连，另一端与所述桥式整流器的第二输出端相连。

4.根据权利要求3所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述第二滤波电容的耐压等级为AC5000V。

5.根据权利要求4所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述高压整流模块还包括弹簧高压保险丝，所述弹簧高压保险丝位于所述直流电抗器的第二端与所述示波器、第一电流计和限流电阻三者并联的第一端之间。

6.根据权利要求1所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述测试通电开关和所述放电开关为KA开关，所述调压支路开关为IGBT开关。

7.根据权利要求1所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述第一电流计、第二电流计、第一电压计和第二电压计均具有通信接口，用于将测量结果传输至显示终端以集中显示。

8.根据权利要求7所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述测试通电开关、放电开关和调压支路开关的控制端均与集中控制模块相连；所述集中控制模块用于远程控制所述测试通电开关、放电开关和调压支路开关的断开或闭合。

9.根据权利要求8所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述装置还包括电气控制柜，所述电气控制柜至少包含所述显示终端和集中控制模块。

10.根据权利要求9所述的一种绝缘耐压检查装置，其特征在于，所述电气控制柜还包括存储模块，所述存储模块用于存储历史测试记录。

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