CN213041895U - 直流高压发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流高压发生装置，包括直高发信压筒，上述直高发信压筒一侧设有控制器，上述控制器中设有依次连接的整流滤波模块、调压功率滤波模块、桥式逆变模块和中频高压变压模块，上述直高发信压筒中设有依次连接的倍压整流模块、高压取样电路和高压输出模块，上述中频高压变压模块连接倍压整流模块，上述调压功率滤波模块与桥式逆变模块之间设有低压取样电路，上述控制器中还设有总控模块和PID调压模块，上述PID调压模块接入整流滤波模块，以期望优先现有的直流高压发生装置采用中频倍压电路，在试验过程中内对参数进行校对和调整，由于试验环境影响因素较多，可能出现过压不稳的问题。

Description

直流高压发生装置

技术领域

本实用新型涉及试验设备，具体涉及一种直流高压发生装置。

背景技术

直流高压发生设备适用于电力部门、厂矿企业动力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂等对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备的直流高压试验。具体的说，现有的直流高压发生设备一般采用中频倍压电路，在试验过程中内对参数进行校对和调整，由于试验环境影响因素较多，现在现有的直流高压发生器，经常出现高压过压不稳定的现象，从而导致试验数据具有一定的偏差，需要进行多次试验，以减少偏差值，其过程费时费力。因此如何改善直流高压发生设备，提高设备精准性是值得研究的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直流高压发生装置，以期望优先现有的直流高压发生装置采用中频倍压电路，在试验过程中内对参数进行校对和调整，由于试验环境影响因素较多，可能出现过压不稳的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种直流高压发生装置，包括直高发信压筒，上述直高发信压筒一侧设有控制器，上述控制器中设有依次连接的整流滤波模块、调压功率滤波模块、桥式逆变模块和中频高压变压模块，上述直高发信压筒中设有依次连接的倍压整流模块、高压取样电路和高压输出模块，上述中频高压变压模块连接倍压整流模块，上述调压功率滤波模块与桥式逆变模块之间设有低压取样电路， 上述控制器中还设有总控模块和PID调压模块，上述PID调压模块接入整流滤波模块，用于由低压取样电路和高压取样电路将信号传递到总控模块，用于由总控模块控制PID调压模块，用于由PID调压模块控制整流滤波模块输出的电流和电压。

作为优选，上述控制器通过通过中频输出线接入直高发信压筒的中频输入端，上述直高发信压筒一侧设有限流电阻，上述限流电阻与直高发信压筒的高压输出相连通，用于由直高发信压筒通过限流电阻连接待测负载。

进一步的技术方案是，上述控制器接地端设置地线，用于由地线配合限流电阻分别接入待测负载的两端，上述直高发信压筒接地端接入地线，上述地线末端设有放电棒，上述控制器上设有打印检测参数的打印机，上述总控模块与打印机信号连接。

更进一步的技术方案是，上述限流电阻与待测负载之间设有高压微安表，用于由高压微安表测量待测负载高压侧的泄漏电流。

作为优选，上述直高发信压筒下端设有固定架，上述固定架包括固定槽，所固定槽内壁设有绝缘橡胶，上述绝缘橡胶侧壁设有抵触块，上述用于由抵触块夹持直高发信压筒的外壁。

进一步的技术方案是，上述固定架下端设有支脚，上述支脚与固定架之间设有加劲肋，上述支脚下端设有防滑层，用于由防滑层接触地面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少是如下之一：

本实用新型采用中频倍压电路，利用调压功率滤波模块进行闭环调整，通过低压取样电路和高压取样电路采集电压数据，以实现电压大反馈，利用总控模块进行比较，再通过PID调压模块进行调整，使电压稳定度大幅度提高。

本实用新型通过固定架提高直高发信压筒放置的稳定性，通过固定槽降低直高发信压筒放置在斜坡出现倾倒的风险，通过绝缘橡胶实现绝缘保护，通过抵触块避免直高发信压筒在固定槽中晃动。

附图说明

图1为本实用新型原理示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为直高发信压筒安装示意图。

附图标记说明：

1-直高发信压筒、2-控制器、3-中频输出线、4-限流电阻、5-待测负载、6-地线、7-放电棒、8-高压微安表、10-整流滤波模块、20-调压功率滤波模块、30-桥式逆变模块、40-中频高压变压模块、50-倍压整流模块、60-高压取样电路、70-高压输出模块、80-低压取样电路、90-PID调压模块、100-总控模块、101-固定架、102-固定槽、103-绝缘橡胶、104-抵触块、105-支脚、106-防滑层、107-加劲肋、110-打印机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1和图2所示，一种直流高压发生装置，包括直高发信压筒1，上述直高发信压筒1一侧设有控制器2，其中直高发信压筒1为现有的倍压筒，上述控制器2中设有依次连接的整流滤波模块10、调压功率滤波模块20、桥式逆变模块30和中频高压变压模块40，其中整流滤波模块10、调压功率滤波模块20、桥式逆变模块30和中频高压变压模块40均为现有直流高压发生器的控制器2中设定的标准化模块。

例如调压功率滤波模块20可以是现有的大功率IGBT管。其桥式逆变模块30为现有的mosfet管集成元件，其中频高压变压模块40为现有的中频变压器元件。

上述直高发信压筒1中设有依次连接的倍压整流模块50、高压取样电路60和高压输出模块70。

其中倍压整流模块50为现有的功能模块，主要由整流二极管和电容器构成，通过倍压整流模块50将较低的电压稳定整合为较高的直流电压。

上述中频高压变压模块40连接倍压整流模块50，设备在长期使用过程中，随着工作频率 f 的增加，为了避免产生直流磁化和变压器饱和现象，采用桥式逆变模块30作为逆变电路。在利用中频高压变压模块40和倍压整流模块50使高频和倍压整流技术的结合，既可以提高输出直流电压又可以降低电压纹波系数。

上述调压功率滤波模块20与桥式逆变模块30之间设有低压取样电路80， 其低压取样电路80和高压取样电路60分别采集不同区域内的电压、电流信号，需要注意的是，上述整流滤波模块10上可以设置一个现有的电压取样信号模块，以获得前缀电压信号，确保输入整流滤波模块10的电压属于试验范围。

上述控制器2中还设有总控模块100和PID调压模块90，上述PID调压模块90接入整流滤波模块10，用于由低压取样电路80和高压取样电路60将信号传递到总控模块100，用于由总控模块100控制PID调压模块90，用于由PID调压模块90控制整流滤波模块20输出的电流和电压。

用于控制器2通过与直高发信压筒1的倍压整流模块50的功率及信号联接。同时中频输出线3专配的五芯电缆将中的桥式逆变模块30产生的频逆变电压输出至中频高压变压模块40，并将高压电压、电流取样信号通过保护电路反馈到总控模块100。

需要注意的是，总控模块100为现有的集成控制板，其至少包括一个中央处理单元，且处理单元可以是C8051F系列的单片机。具有与8051兼容的微控制器内核，能够与惯用的MCS－51指令完全兼容。

由此可以在一个芯片内集成了两个多通道ADC子系统，从而每个子系统包括一个可编程增益放大器和一个模拟多路选择器，同时还可以集成两个电压输出DAC、两个电压比较器、电压基准、多类型接口、5个通用的16位定时器、一个具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列PCA、内部振荡器、8个8位通用数字I/O端口和64KFLASH程序存储器以及与8051兼容的高速微控制器内核。

具体的说，中央处理单元选用C8051F-0220系列MCU，使用C8051F单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD来优化直流高压发生器控制，可以配置键盘实现人机交互，也可进行半桥输出电压检测部分，半桥输出电压经采样后送往主控单片机，以进行反馈控制。

同时CPLD传送的信号，包括半桥全桥的过流信号以及PWM驱动模块中A316J的工作状态,其调压功率滤波模块20采用PWM驱动模块中A316J进行控制。

需要注意的是，中央处理单元选用C8051F-0220系列MCU是主控单片机，还可以配置两个F330从属单片机，通过从属单片机对高压输出电压和输出电流检测进行检测，从属单片机和主控单片机间可以采用RS232通信。

基于上述实施例，本实用新型的另一个实施例是，在电缆上进行试验时，上述控制器2通过通过中频输出线3接入直高发信压筒1的中频输入端，上述直高发信压筒1一侧设有限流电阻4，上述限流电阻4与直高发信压筒1的高压输出相连通，用于由直高发信压筒1通过限流电阻4连接待测负载5。

进一步的，上述控制器2接地端设置地线6，用于由地线6配合限流电阻4分别接入待测负载5的两端，上述直高发信压筒1接地端接入地线6，上述地线6末端设有放电棒7，上述控制器2上设有打印检测参数的打印机110，上述总控模块100与打印机110信号连接。通过打印机110将中央处理单元输出的信号进行打印，从而便于工作人员存档或实时记录。

需要注意的是，在使用前，前应检查部件的完好性,联接电缆线不应有断路和短路，设备无破裂等损坏，将控制器2和直高发信压筒1放置到合适的安全的位置，其中放电棒7的接地线与控制器2的地线6以及直高发信压筒1的接地线均应接到待测负载5的接地线上。同时检查电源开关是否在关断的位置 。

更进一步的，上述限流电阻4与待测负载5之间设有高压微安表8，高压微安表8为现有的高压屏蔽微安表，用于由高压微安表8测量待测负载5高压侧的泄漏电流。

在做负载试验前，将高压屏蔽微安表安装到直高发信压筒1上的高压输出端上，并将配套的专用高压线分别接到微安表上和待测负载5上。同时，高压屏蔽线的屏蔽夹只有在做变压器试验时，才可以连接在变压器中心点上使用。在做其它待测负载5试验时均不能使用，其屏蔽夹子需要夹到线皮上的屏蔽夹的标签位置或悬空状态。

基于上述实施例，参考图3所示，本实用新型的另一个实施例是，上述直高发信压筒1下端设有固定架101，上述固定架101包括固定槽102，所固定槽102内壁设有绝缘橡胶103，上述绝缘橡胶103侧壁设有抵触块104，上述用于由抵触块104夹持直高发信压筒1的外壁。

其中固定架101为现有金属框架，其中，固定槽102可以是陶瓷材质或合金材质，其固定槽102内部轮廓与直高发信压筒1的外部轮廓适配，以便于直高发信压筒1放入固定槽102中。

通过绝缘橡胶103避免固定架101与直高发信压筒1直接接触，从而提高放置安全性，其抵触块104为可以形变的固体橡胶，通过抵触块104在直高发信压筒1放入固定槽102时，抵触块104抵触直高发信压筒1外壁，从而避免直高发信压筒1在固定槽102中晃动。

进一步的，上述固定架101下端设有支脚105，其中支脚105为多个，以增加固定架101的稳定性，上述支脚105与固定架101之间设有加劲肋107，通过加劲肋107提高支脚105与固定架101的连接强度，上述支脚105下端设有防滑层106，用于由防滑层106接触地面。通过防滑层106避免固定架101随意滑动，从而提高直高发信压筒1放置的稳定性，降低倾倒风险。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、 “实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种直流高压发生装置，包括直高发信压筒（1），所述直高发信压筒（1）一侧设有控制器（2），所述控制器（2）中设有依次连接的整流滤波模块（10）、调压功率滤波模块（20）、桥式逆变模块（30）和中频高压变压模块（40），其特征在于：所述直高发信压筒（1）中设有依次连接的倍压整流模块（50）、高压取样电路（60）和高压输出模块（70）；

所述中频高压变压模块（40）连接倍压整流模块（50），所述调压功率滤波模块（20）与桥式逆变模块（30）之间设有低压取样电路（80），所述控制器（2）中还设有总控模块（100）和PID调压模块（90），所述PID调压模块（90）接入整流滤波模块（10），用于由低压取样电路（80）和高压取样电路（60）将信号传递到总控模块（100），用于由总控模块（100）控制PID调压模块（90），用于由PID调压模块（90）控制调压功率滤波模块（20）输出的电流和电压。

2.根据权利要求1所述的直流高压发生装置，其特征在于：所述控制器（2）通过通过中频输出线（3）接入直高发信压筒（1）的中频输入端，所述直高发信压筒（1）一侧设有限流电阻（4），所述限流电阻（4）与直高发信压筒（1）的高压输出相连通，用于由直高发信压筒（1）通过限流电阻（4）连接待测负载（5）。

3.根据权利要求2所述的直流高压发生装置，其特征在于：所述控制器（2）接地端设置地线（6），用于由地线（6）配合限流电阻（4）分别接入待测负载（5）的两端，所述直高发信压筒（1）接地端接入地线（6），所述地线（6）末端设有放电棒（7），所述控制器（2）上设有打印检测参数的打印机（110），所述总控模块（100）与打印机（110）信号连接。

4.根据权利要求3所述的直流高压发生装置，其特征在于：所述限流电阻（4）与待测负载（5）之间设有高压微安表（8），用于由高压微安表（8）测量待测负载（5）高压侧的泄漏电流。

5.根据权利要求1所述的直流高压发生装置，其特征在于：所述直高发信压筒（1）下端设有固定架（101），所述固定架（101）包括固定槽（102），所固定槽（102）内壁设有绝缘橡胶（103），所述绝缘橡胶（103）侧壁设有抵触块（104），所述用于由抵触块（104）夹持直高发信压筒（1）的外壁。

6.根据权利要求5所述的直流高压发生装置，其特征在于：所述固定架（101）下端设有支脚（105），所述支脚（105）与固定架（101）之间设有加劲肋（107），所述支脚（105）下端设有防滑层（106），用于由防滑层（106）接触地面。

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