CN213069062U - 一种基于交流高压的线束耐压测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于交流高压的线束耐压测试设备，包括低压电源模块、高压电源模块、信号输入模块、控制模块、ADC采集模块、监测模块和显示模块，低压电源模块与信号输入模块、控制模块、ADC采集模块的电源端电连接；高压电源模块与线束电连接；控制模块与信号输入模块和高压电源模块电连接；ADC采集模块与控制模块连接；监测模块与控制模块电连接；显示模块与控制模块电连接。本实用新型的线束耐压测试设备，测试过程中交流电压值、漏电电流值实时监测，漏电电流超出规定范围本设备自动报警提示，测试完成后交流高压自动复位，避免对设备、线束及操作人员的危害。

Description

一种基于交流高压的线束耐压测试设备

技术领域

本实用新型涉及线束耐压测试领域，尤其涉及一种基于交流高压的线束耐压测试设备。

背景技术

漏电是由于绝缘损坏或其他原因而引起的电流，会引起短路事故、烧损电气设备、影响生产，严重时造成人身触电。

为了避免这些事故，各种高压仪器组装之前对所使用的线束进行耐压测试就尤为重要。把一个高于正常工作的电压加在被测设备的绝缘体上，并持续一段规定的时间，如果其间的绝缘性足够好，加在上面的电压就只会产生很小的漏电流。如果一个被测设备绝缘体在规定的时间内，其漏电电流保持在规定的范围内，就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于交流高压的线束耐压测试设备，测试过程中交流电压值、漏电电流值实时监测，漏电电流超出规定范围本设备自动报警提示。测试完成后交流高压自动复位，避免对设备、线束及操作人员的危害。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种基于交流高压的线束耐压测试设备，包括：

低压电源模块，与信号输入模块、控制模块、ADC采集模块的电源端电连接，为信号输入模块、控制模块、ADC采集模块供电；

高压电源模块，与线束电连接，为线束的耐压测试提供设定的测试电压；

信号输入模块，供用户设定电压信号、漏电电流合格范围以及测试时间；

控制模块，与信号输入模块和高压电源模块电连接，接收所述电压信号，并根据电压信号控制高压电源模块的输出电压；

ADC采集模块，与控制模块连接，ADC采集模块实时采集高压电源模块的输出电压，并将电压值以数字信号回传给控制模块，所述控制模块调整高压电源模块的输出电压，使所述输出电压与电压信号一致；

监测模块，与控制模块电连接，线束施加高压电源模块的输出电压后，监测模块监测线束的漏电流，并将该漏电流通过控制模块显示在显示模块上；

显示模块，与控制模块电连接，用于显示当前测试电压值和漏电电流值。

作为本实用新型的进一步改进，还包括输出模块，输出模块与控制模块连接，输出模块根据控制模块的指令控制高压电源模块的输出电压大小和输出状态。

作为本实用新型的进一步改进，还包括复位模块，复位模块连接控制模块，复位模块接收控制模块的复位信号，将高压电源模块对地放电。

作为本实用新型的进一步改进，还包括警示模块，警示模块连接控制模块，警示模块接收高压电源模块的状态，并以指示灯及声音警示。

作为本实用新型的进一步改进，用户设定电压信号为交流高压；

所述输出模块包括继电器，所述控制模块控制继电器的通断，以控制高压电源模块的工作状态。

作为本实用新型的进一步改进，所述高压电源模块包括电源和变压器，电源与变压器电连接，所述变压器与控制模块电连接，所述变压器输出交流高压，所述变压器的输出端通过导线与线束电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述监测模块包括传感器和模数转换模块，传感器和模数转换模块电连接，模数转换模块与控制模块电连接；

传感器监测线束的漏电流，漏电流通过模数转换模块转换成电信号后发送给控制模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述信号输入模块为触摸屏，所述显示模块也为触摸屏，所述信号输入模块和显示模块合二为一。

作为本实用新型的进一步改进，所述触摸屏上显示有用户设定电压信号、测试电压和漏电流值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的线束耐压测试设备，测试过程中交流电压值、漏电电流值实时监测，漏电电流超出规定范围本设备自动报警提示。测试完成后交流高压自动复位，避免对设备、线束及操作人员的危害。本技术提供交流高压输出连续可调，并且集控制、输出、监测、警示于一体，从而避免传统耐压测试仪交流电压输出单一、不易控制、不易监测和过载短路、断电后不能及时放电现象的发生。

附图说明

图1为线束耐压测试设备的原理图；

图2为线束耐压测试设备中各模块的原理框图；

图3为耐压测试的原理图一；

图4为耐压测试的原理图二；

图5为复位模块的电路图；

图6为高压电源模块的电路图一；

图7为高压电源模块的电路图二；

图8为高压电源模块的电路图三。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

实施方式一：

本实施例提供了一种基于交流高压的线束耐压测试设备，如图1所示，包括：

低压电源模块，与信号输入模块、控制模块、ADC采集模块的电源端电连接，为信号输入模块、控制模块、ADC采集模块供电；

高压电源模块，与线束电连接，为线束的耐压测试提供设定的测试电压；

信号输入模块，供用户设定电压信号、漏电电流合格范围以及测试时间；

控制模块，与信号输入模块和高压电源模块电连接，接收电压信号，并根据电压信号控制高压电源模块的输出电压；

ADC采集模块，与控制模块连接，ADC采集模块实时采集高压电源模块的输出电压，并将电压值以数字信号回传给控制模块，控制模块调整高压电源模块的输出电压，使输出电压与电压信号一致；

监测模块，与控制模块电连接，线束施加高压电源模块的输出电压后，监测模块监测线束的漏电流，并将该漏电流通过控制模块显示在显示模块上；

显示模块，与控制模块电连接，用于显示当前测试电压值和漏电电流值；

输出模块，输出模块与控制模块连接，输出模块根据控制模块的指令控制高压电源模块的输出电压大小和输出状态；

复位模块，复位模块连接控制模块，复位模块接收控制模块的复位信号，将高压电源模块对地放电；

警示模块，警示模块连接控制模块，警示模块接收高压电源模块的状态，并以指示灯及声音警示。

在本实施例中，用户设定电压信号为交流高压；所述输出模块包括继电器，所述控制模块控制继电器的通断，以控制高压电源模块的工作状态。

本实施例的高压电源模块包括电源和变压器，电源与变压器电连接，变压器与控制模块电连接，变压器输出交流高压，变压器的输出端通过导线与线束电连接。

监测模块包括传感器和模数转换模块，传感器和模数转换模块电连接，模数转换模块与控制模块电连接；传感器监测线束的漏电流，漏电流通过模数转换模块转换成电信号后发送给控制模块。欧璇信号输入模块为触摸屏，显示模块也为触摸屏，信号输入模块和显示模块合二为一。触摸屏上显示有用户设定电压信号、测试电压和漏电流值。

本实施例的线束耐压测试设备，测试过程中交流电压值、漏电电流值实时监测，漏电电流超出规定范围本设备自动报警提示。测试完成后交流高压自动复位，避免对设备、线束及操作人员的危害。本技术提供交流高压输出连续可调，并且集控制、输出、监测、警示于一体，从而避免传统耐压测试仪交流电压输出单一、不易控制、不易监测和过载短路、断电后不能及时放电现象的发生。

实施方式二：

在上述公开方案的基础上，如图2所示，本实施方式的线束耐压测试设备包括：电源模块，分别为低压电源和高压电源，低压电源为系统供电，高压电源为耐压测试提供测试电压；显示模块，接收用户输入的第一信号；串口通信模块，连接显示模块，接收并发送显示模块接收的第一信号；控制模块，连接串口通信模块，接收串口通信模块发送的第一信号，并根据第一信号设置电压参数、通道切换参数；ADC采集模块，与控制模块和输出模块连接，实时采集输出电压，并将电压值以数字信号回传给控制模块；输出模块，连接控制模块和总线模块，根据控制模块的协议命令打开控制相应的继电器，控制电压输出电压大小和输出状态；总线模块，连接控制模块，接收控制模块发送的通道切换参数，并将其转化成具体的测试点参数；通道选择模块，连接总线模块，具体的测试点参数，切换测试通道；复位模块，连接控制模块和输出模块，接收控制模块的复位指令，将高压电源对地放电。警示模块，连接控制模块，接收高压电源状态标识以指示灯及声音警示。

具体地，线束耐压测试设备包括：

电源模块，分别为低压电源和高压电源，低压电源为系统供电，高压电源为耐压测试提供测试电压；

显示模块，接收用户输入的第一信号；显示模块为可触摸电容屏，操作者可设置输出电压类型、大小；高压输出时实时显示输出电压，方便操作者查看。

串口通信模块，连接显示模块，接收并发送显示模块接收的第一信号。在实际使用中，2路串口通信模块：USB、RS232，设备内部和外部均可控制；内部：USB连接显示模块。外部：RS232，可用串口工具或相应上位机外部控制。USB选用的是CP2102芯片，RS-232选用的是MAX3221芯片，体积小巧，通信速率可达1Mbps，对于没有串口而又需要串口调试的比较方便。

控制模块，连接串口通信模块，接收串口通信模块发送的第一信号，并根据第一信号设置基准电压参数值；控制模块直接控制除显示模块外的其他模块，主要芯片为FPGA。FPGA芯片属于专用集成电路中的一种半定制电路，能够有效的解决原有的器件门电路数较少的问题。FPGA芯片的基本结构包括输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元。FPGA芯片由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，可实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电路。

ADC模块，与控制模块和输出模块连接，实时采集输出电压，并将电压值以数字信号回传给控制模块；ADC模块实时监测电压值，并回传给控制信号。ADC模块指模/数转换器或者模拟/数字转换器。是指将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。本实施方式的ADC模块优选STM32F10x系列芯片。在实际应用中，可根据实际芯片的型号查设计手册，便可知该芯片的转换原理。

输出模块，连接控制模块和升压模块，根据控制模块控制高压电源的工作情况；

总线模块，连接控制模块，接收控制模块发送的通道切换参数，并将其转化成具体的测试点参数；

通道选择模块，连接总线模块，具体的测试点参数，切换测试通道；

复位模块，连接控制模块和升压模块，接收控制模块的复位指令，将高压电源对地放电。复位模块为了操作者及设备的使用安全高压电源使用完成后需要放电，将高压置零。高压电源过程复位由关断输出和高压放电构成。当用户测试完成后需将高压电源复位，控制模块发送复位命令控制输出模块断开高压输出，并将基准电压清零，高压通过内部负载对地放电，以保障操作者和设备的安全。

警示模块，连接控制模块，接收高压电源状态标识以指示灯及声音警示。

线束测试按照行业相关标准对线束进行耐压测试，并显示出每一次测试的漏电流值。交流耐压测试是基于交流高压电源检测出任意不相连回路之间的漏电流值以及任意回路与壳体之间的漏电流值。把一个高于正常工作的电压加在被测设备上，并持续一段规定的时间，就会产生很小的漏电流。如果一个被测设备在规定的时间内，其漏电电流保持在规定的范围内，就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。

线束测试按照行业相关标准对线束进行耐压测试，并显示出每一次测试的漏电流值。交流耐压测试是基于交流高压电源检测出任意不相连回路之间的漏电流值以及任意回路与壳体之间的漏电流值。把一个高于正常工作的电压加在被测设备上，并持续一段规定的时间，就会产生很小的漏电流。如果一个被测设备在规定的时间内，其漏电电流保持在规定的范围内，就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。

被测线束的漏电流通I/V转换电路将采样电流转换成电压，ADC采集的电压值返回给控制模块进行相应的计算(如图3所示，电压采集为HV＝Ux(R1+R2)/R2，如图4所示，漏电电流采集为I＝Ux/Rt)，最终得到被测设备在设定电压条件下的泄漏电流值，通过和安全标准规定的泄漏电流值相比较，就可以检验设备耐压测试是否合格。实际测试时，在设计了复位模块电路(如图5所示)，当有过流情况出现时，例如被测设备被击穿或者被测设备绝缘缺陷，测试电压迅速被切断(具体地，电源连接处有保险管，保护设备不被因电源故障所损坏；电路中过流时，切断测试电压输出，总线模块和通道选择模块处无电压。高压复位，将测试电压对地放电，保护测试人员、测试线束及设备的安全)，测试被终止以保护测试系统不被损坏。

本实施方式采用了高速的A/D转换将交流电压值直接采集进控制模块，控制模块实时监控漏电流情况。设备对线束的回路间进行耐压测试时，采用逐点扫描法；对线束的回路与壳体间进行耐压测试时，采用所有回路对壳体的一次性测试。测试过程中，电压采用缓升缓降的方式，对被测线束进行保护，因为太多的电缆等具有电容性而会导致充电电流产生，为了使充电变位电流稳定，需要缓升缓降时间来缓冲，才不会因充电电流导致漏电流过高，防止被击穿，进而判断为不良品。其测试方式和绝缘测试方式相同。

使用时,首先将外接电源插头接入220V/50HZ交流电源插座,同时安装好保险管(250V/3A),以保障电路中电流过大时设备自动断电。打开电源开关处理器上电，打开Power显示屏开关按钮点亮液晶显示屏和工作指示灯，打开仪器选择耐压测试(单点)，配置检测参数设置起始点和终止点，可自定义修改测试批次，点击开始测试。

耐压测试检测电压允许范围AC：50V～500V；漏电电流范围I：0.5mA～5mA；电压较高时测试时间加长可提高测试结果准确度T：1.00S～99.00S(当检测电压大于400V时测试时间应大于20S)。

耐压测试过程中端口处有较高电压，HV红色警示灯亮，应注意安全，请勿触摸。测试结果合格：漏电电流小于所设定标准电流值，测试通过会有PASS提示；测试结果不合格：漏电电流大于所设定标准电流值，测试通过会有FAIL提示；测试点短路：被测端口若短接，测试结果会进行短路显示，保证测试端口正常；测试回路电流过载保护：漏电电流超过测量范围，仪器过流保护。

本实施方式的设备采用可触摸电容屏，操作者可设置输出电压类型、大小；高压输出时实时显示输出电压，方便操作者查看；通过ADC采集，实时监测输出电压大小，控制模块通过比较，对测试电压实时调节。

本实施方式公开的一种基于交流高压的线束耐压测试设备，测试过程中交流电压值、漏电电流值实时监测，漏电电流超出规定范围本设备自动报警提示。测试完成后交流高压自动复位，避免对设备、线束及操作人员的危害。本实施方式的交流高压输出连续可调，并且集控制、输出、监测、警示于一体，从而避免传统耐压测试仪交流电压输出单一(如图6-图8所示)、不易控制(本设备采用可触摸电容屏，操作者可设置输出电压类型、大小；高压输出时实时显示输出电压，方便操作者查看；通过ADC采集，实时监测输出电压大小，控制模块通过比较计算，对测试电压实时调节)、不易监测和过载短路、断电后不能及时放电现象的发生(耐压测试过程中，电流大于最大电流限制值时，控制模块发送警示及复位信号，警示电路接收信号，蜂鸣器提示，复位电路设接收控制模块的复位指令，将高压电源快速放电，保证作者及设备的使用安全)。并且稳定性好,可靠性强,安全系数高，耐压测试漏电电流精确。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于交流高压的线束耐压测试设备，其特征在于，包括：

低压电源模块，与信号输入模块、控制模块、ADC采集模块的电源端电连接，为信号输入模块、控制模块、ADC采集模块供电；

高压电源模块，与线束电连接，为线束的耐压测试提供设定的测试电压；

信号输入模块，供用户设定电压信号、漏电电流合格范围以及测试时间；

控制模块，与信号输入模块和高压电源模块电连接，接收所述电压信号，并根据电压信号控制高压电源模块的输出电压；

ADC采集模块，与控制模块连接，ADC采集模块实时采集高压电源模块的输出电压，并将电压值以数字信号回传给控制模块，所述控制模块调整高压电源模块的输出电压，使所述输出电压与电压信号一致；

监测模块，与控制模块电连接，线束施加高压电源模块的输出电压后，监测模块监测线束的漏电流，并将该漏电流通过控制模块显示在显示模块上；

显示模块，与控制模块电连接，用于显示当前测试电压值和漏电电流值。

2.根据权利要求1所述的线束耐压测试设备，其特征在于，还包括输出模块，输出模块与控制模块连接，输出模块根据控制模块的指令控制高压电源模块的输出电压大小和输出状态。

3.根据权利要求1所述的线束耐压测试设备，其特征在于，还包括复位模块，复位模块连接控制模块，复位模块接收控制模块的复位信号，将高压电源模块对地放电。

4.根据权利要求1所述的线束耐压测试设备，其特征在于，还包括警示模块，警示模块连接控制模块，警示模块接收高压电源模块的状态，并以指示灯及声音警示。

5.根据权利要求2所述的线束耐压测试设备，其特征在于，用户设定电压信号为交流高压；

所述输出模块包括继电器，所述控制模块控制继电器的通断，以控制高压电源模块的工作状态。

6.根据权利要求5所述的线束耐压测试设备，其特征在于，所述高压电源模块包括电源和变压器，电源与变压器电连接，所述变压器与控制模块电连接，所述变压器输出交流高压，所述变压器的输出端通过导线与线束电连接。

7.根据权利要求1所述的线束耐压测试设备，其特征在于，所述监测模块包括传感器和模数转换模块，传感器和模数转换模块电连接，模数转换模块与控制模块电连接；

传感器监测线束的漏电流，漏电流通过模数转换模块转换成电信号后发送给控制模块。

8.根据权利要求1所述的线束耐压测试设备，其特征在于，所述信号输入模块为触摸屏，所述显示模块也为触摸屏，所述信号输入模块和显示模块合二为一。

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