專利名稱：交流短路非放電型絕緣子檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一種在帶電狀態(tài)下測量高溫、超高壓輸電線路絕緣子的絕緣電
阻值，并在帶電狀態(tài)下，可以精確的測量高壓輸電線之中絕緣子的絕緣電阻值、識別已經(jīng)漏電但尚未擊穿處于臨界損壞狀態(tài)的絕緣子的檢測裝置，本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域為高壓輸變電設(shè)備提供的一種交流短路非放電型絕緣子的檢測裝置或儀器。
背景技術(shù)：
安裝在輸電線路上的絕緣子，在電網(wǎng)的運(yùn)行過程中絕緣子因長期經(jīng)受機(jī)電負(fù)荷、
日曬雨淋、冷熱變化等作用，可能出現(xiàn)絕緣電阻降低、開裂甚至擊穿等故障，對供電可靠性
帶來潛在威脅，因此為了減少停電造成損失，所以絕緣子帶電檢測意義重大。 線路絕緣子的帶電檢測，因其安裝位置的特殊性及分布區(qū)域的廣泛性，向來都是
帶電絕緣檢測的一個難點(diǎn)。絕緣子一旦出現(xiàn)問題就必須立即更換，否則將會影響高壓輸電
線路的運(yùn)行安全。 若干年來，國內(nèi)外一直在訓(xùn)練更有效更可靠的定量檢測方法及裝置，到目前為止，對高壓輸電線路絕緣子的檢測方法及裝置不夠十分有效。國內(nèi)還大量使用人工高空作業(yè)的傳統(tǒng)檢測方式，這種檢測方式安全性差，檢測效率低。國外雖然采用了機(jī)械作業(yè)代替了傳統(tǒng)的檢測手段，但是采用的幾種檢測方式也都存在大量的缺陷，無法適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)的要求，并且造價特別高。目前機(jī)械化的檢測方式基于不同的檢測原理大致可分為三種。[0005] 電壓分布法是對絕緣子的電壓分布進(jìn)行測量，然后對相應(yīng)的測量值進(jìn)行計算，通過得到的計算結(jié)果來判斷被測絕緣子是否正常，蓋方法的計算非常復(fù)雜、計算數(shù)據(jù)多、計算法不夠準(zhǔn)確，但也只能得到定型的結(jié)果，并且對計算機(jī)的要求高，成本高。
小球放電法通過測量連接到絕緣子的小球產(chǎn)生放電現(xiàn)象時的距離，判斷絕緣子兩端的電壓，間接的獲知被測絕緣子的電壓分布情況，從而檢測出被測絕緣子是否正常。[0007] 遠(yuǎn)紅外探測法通過對被測絕緣子所發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線進(jìn)行探測，然后通過其發(fā)出的紅外線的分布來無判斷相應(yīng)的絕緣子是否正常，該方法的使用需要良好、穩(wěn)定的氣象條件，否則外界對測量所造成的干擾是無法克服的。 在這三種傳統(tǒng)的檢測方法的基礎(chǔ)上，研究人員對這些檢測方法實(shí)施了不同的技術(shù)，完成對輸電線路上絕緣子的檢測。其中，200510063334. 4號中國專利中介紹了 一種絕緣子帶電檢測儀和檢測方法，其中通過對電場檢測探頭的設(shè)置，測量極板所處位置電場的平均值，探頭的極板中間位置的電場數(shù)值，通過檢測儀的運(yùn)動測量一系列的電場數(shù)據(jù)，通過計算機(jī)得到絕緣子表面電場分布曲線，這種檢測方法是典型的電壓分布法，計算數(shù)據(jù)多，計算方式復(fù)雜，成本高，并且計算的結(jié)果也僅僅三測量處的結(jié)果，非放電型絕緣子的準(zhǔn)確、全面檢測。在01134527. 6和01270277. 3號中國專利中記載的都屬于同一種高壓輸電線路絕緣子帶電檢測裝置，其工作原理基本相同，都是在被檢測絕緣子的兩端施加檢測電壓，提取施加電壓的電壓、電流采樣值，根據(jù)采樣數(shù)據(jù)計算被檢測的絕緣子的絕緣電阻，分析其絕緣狀態(tài)，這種檢測實(shí)際上屬于放電法，是通過改變了檢測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理方式和判定方式，借助于多次采樣，和采樣電壓平均值、采樣電流平均值，來估算絕緣子的阻值。這種方式，受到采樣次數(shù)、采樣方式以及室外環(huán)境下絕緣子個體阻值差異等多方面因素的影響，并且關(guān)鍵是這種檢測方式不能很好的檢測微小電流變化，無法實(shí)現(xiàn)對對絕緣子的精確檢測。在01201765. 5和01102273. 6號中國專利中記載了高壓輸電線路絕緣子帶電只能檢測儀，其中使用的檢測方式與上述兩個專利中的檢測原理相同，采用了采用中央控制器電路、傳感器電路、采樣電路、驅(qū)動電路等，其中實(shí)施電路復(fù)雜，成本高，并且無法實(shí)現(xiàn)對微小電流采集，并且在處理電流采樣樣本中所使用的中央控制器不能很好的滿足需求。雖然，國內(nèi)外的專利技術(shù)中公開了一部分檢測絕緣子的方法，但是這些方法及檢測裝置都存在缺陷，并且在檢測中都存在較大誤差，不能準(zhǔn)確的檢測絕緣子的阻值。導(dǎo)致的結(jié)果是無法準(zhǔn)確的測量出每片絕緣子的電阻值，因此無法識別已經(jīng)漏電但尚未擊穿處于臨界損壞狀態(tài)的絕緣子。目前，美國、德國在絕緣子檢測中采用的檢測技術(shù)也無法克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種高壓輸電線路絕緣子帶電檢測的裝置，該裝置能使高壓輸電線路處于帶電狀態(tài)下，精確地測量出其上每一片絕緣子上的絕緣電阻值，識別已經(jīng)漏電但尚未擊穿處于臨界損壞狀態(tài)的絕緣子。 本實(shí)用新型中采用了交流短路電容、微小電流采集接口電路、電壓采集電路以及電壓檢測信號整理接口電路，能夠精確的檢測到絕緣子周圍的電壓和微小電流，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型中采用的電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并且實(shí)現(xiàn)了對微小電流采集。[0011] 本實(shí)用新型采用了MCU計算機(jī)處理芯片，該芯片功能強(qiáng)大，可以快速、及時、準(zhǔn)確的處理采集到的電流和電壓信號，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，提高了檢測的靈敏度。 本實(shí)用新型在兩個檢測端子之間串聯(lián)連接交流短路電容，通過設(shè)置分壓電阻檢測到端子之間的被檢測電壓。其中兩個檢測端子之間串聯(lián)連接交流短路電容以及與交流短路電容并聯(lián)的兩個串聯(lián)的分壓阻。 本實(shí)用新型的交流短路非放電型絕緣子檢測裝置，其中包括檢測單元，該檢測單元包括保護(hù)殼體、檢測電路、微小電流采集電路、檢測信號整理接口電路和檢測端子；控制單元，該控制單元包括采樣及轉(zhuǎn)換電路、通訊接口電路，該采樣及轉(zhuǎn)換電路包括MCU計算處理芯片、時鐘電路接口 、數(shù)據(jù)處理和存儲電路和顯示設(shè)置人機(jī)接口的電路；人機(jī)接口單元，人機(jī)接口單元包括用戶鍵盤及其數(shù)據(jù)顯示接口電路；其中，該檢測電路為與該檢測端子串聯(lián)的交流短路電容和分壓電路組成的閉合檢測回路，該檢測電路連接微小電流采集電路、檢測信號整理接口電路；該MCU計算處理芯片與該檢測信號整理接口電路、該微小電流采集電路、時鐘電路接口 、數(shù)據(jù)處理和存儲電路、輸出接口連接，該檢測信號整理接口電路檢測到的電壓信號傳送到該MCU計算處理芯片；該采樣及轉(zhuǎn)換電路、該通訊接口電路都安裝在保護(hù)殼體內(nèi)部，并且該檢測單元的輸出端連接到采樣及其轉(zhuǎn)換電路的輸入端，該采樣及轉(zhuǎn)換電路通過該MCU計算處理芯片與該通訊接口電路及該顯示接口電路相連接，外部設(shè)備通過該通訊接口電路與該控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 本實(shí)用新型的交流短路非放電型絕緣子檢測裝置，檢測裝置與絕緣桿的連接是采用萬向節(jié)方式滿足各種工位的檢測調(diào)整。[0015] 本實(shí)用新型的交流短路非放電型絕緣子檢測裝置，保護(hù)殼體使用金屬材質(zhì)構(gòu)成。[0016] 本實(shí)用新型中檢測端子的兩端工作狀態(tài)下交流短路，通過分壓電阻的電壓信號通過檢測信號整理接口電路后，傳送到MCU計算機(jī)芯片進(jìn)行計算處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。[0017] 本實(shí)用新型提供一種高壓輸電線路的絕緣子帶電檢測的裝置，該裝置能在高壓輸電線路運(yùn)行時，通過與絕緣子直接連接采集該絕緣子上的電壓及其電流泄漏數(shù)據(jù)。[0018] 交流短路非放電型絕緣子檢測是一種高壓輸電線路絕緣子帶電檢測的方法，在被測絕緣子的兩端進(jìn)行交流短路(非放電)，然后測量該檢測電壓的電壓與電流值，通過該電壓值和電流值可以用歐姆定律計算出被測絕緣子的絕緣電阻值。 在測量被測絕緣子時，由MCU計算處理芯片(6)分別對該較閉合回路中分壓電阻的電壓值以及電路中漏電流的測量，從而得到計算絕緣子電阻值所需的電壓值和電流量。

圖1是本實(shí)用新型中檢測單元的電路原理圖。 圖2是本實(shí)用新型MCU計算處理芯片的電路原理圖。 圖3是本實(shí)用新型帶通訊接口和顯示接口的數(shù)據(jù)處理和存儲電路原理圖。 圖4是本實(shí)用新型與MCU計算處理芯片連接的時鐘電路接口電路圖。 圖5是本實(shí)用新型的顯示設(shè)置人機(jī)接口電路圖。 圖6是本實(shí)用新型的設(shè)備原理圖。 圖7是本實(shí)用新型的電路原理框圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的設(shè)備原理圖以及電路原理框圖可知，本實(shí)用新型通過對被測量的絕緣子施加信號，通過兩個端子連接的檢測電路，獲得到施加到端子上的周圍電場的信號，通過微小電流采集電路獲得電流值，通過檢測電路的中的分壓電路組成的特定電壓檢測電路，設(shè)定良好的檢測點(diǎn)，采用U3MAX407-(8)組成的電壓的檢測信號整理接口電路獲取準(zhǔn)確的電壓信號，將檢測到的微小電流信號和電壓信號一起傳送到MCU計算處理芯片，在時鐘信號電路的作用下，MCU計算處理芯片可以將多次測量電壓信號值進(jìn)行疊加并綜合各次數(shù)值獲得其平均電壓值，減小測量誤差，通過多次測量獲得的微小電流進(jìn)行疊加獲得并并綜合各次數(shù)值獲得其平均電壓值，減小測量誤差和電路處理帶來的信號誤差，獲得的電流和電壓信號通過數(shù)據(jù)處理和存儲電路進(jìn)行處理，再通過MCU計算處理芯片將上述兩個信號進(jìn)行數(shù)字處理，獲得被檢測絕緣子的電阻值。其中，獲得的電阻值被傳輸出來并通過顯示設(shè)置人機(jī)接口電路顯示出來，通過與設(shè)定的正常絕緣子的數(shù)值進(jìn)行比較，可以直接判斷被檢測的絕緣子是否正常，直接顯示出是否需要更換該絕緣子。 圖1是檢測單元的電路原理圖，其中檢測單元包括檢測電路、微小電流采集電路、檢測信號整理接口電路。其中，檢測電路包括C10(5000P)的交流短路電容和分壓電路組成的電路等。其中被檢測絕緣子的兩端分別連接檢測端子(1)和檢測端子(2)，在C10(5000P)的交流短路電容的作用下，通過分壓電阻R15及R16，其中分壓電阻R16與設(shè)定電容并聯(lián)，可以得到被測的電壓，該被測的電壓信號通過檢測信號整理接口電路(4)處理后，經(jīng)由MCU計算處理芯片(6)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將被測的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。微小電流采集電路由微小電流采集接口 (3)的可控短路器構(gòu)成，其中通過微小電流采集接口 (3)的電路，可以得到被測的微小電流信號，該電流信號通過檢測信號整理接口 (4)處理后，經(jīng)由MCU計算處理芯片(6)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將被測的模擬量為數(shù)字量。 圖2是本實(shí)用新型MCU計算處理芯片的電路原理圖。MCU計算處理芯片(6)A/D轉(zhuǎn)換后得到的電壓及電流值，可能計算被測絕緣子的電阻值計算電壓值及漏電流值；根據(jù)電壓值及電流值，通過歐姆定律計算被測絕緣子的絕緣電阻值。 圖3是本實(shí)用新型帶通訊接口和顯示接口的數(shù)據(jù)處理和存儲電路原理圖。數(shù)據(jù)處理和存儲電路與通訊接口和現(xiàn)實(shí)接口連接，其輸出檢測結(jié)構(gòu)信號輸出到該接口。工作過程可通過電路圖獲知。 圖4是是本實(shí)用新型與MCU計算處理芯片連接的時鐘電路接口電路圖。圖5是本實(shí)用新型的顯示設(shè)置人機(jī)接口電路圖。 圖6是本實(shí)用新型的設(shè)備原理圖。裝置的構(gòu)成如檢測裝置結(jié)構(gòu)圖(B)所示本裝置由檢測端子(1)和檢測端子(2)，檢測同步開關(guān)(3)，顯示面板及檢測任務(wù)設(shè)置按鍵(4)，絕緣桿(5)和檢測裝置萬向節(jié)與絕緣桿的連接形式(6)等部分構(gòu)成。檢測端子(1)和檢測端子(2)同現(xiàn)場被測絕緣子的兩端連接，由檢測端子(1)、檢測端子(2)，交流短路電容及分壓電阻構(gòu)成閉合檢測回路，通過檢測電路同智能控制芯片連接，從而實(shí)現(xiàn)絕緣子電阻值的測量。檢測同步開關(guān)(3)控制測量開始。被測絕緣子的電阻值可以通過顯示面板實(shí)時顯示出來，用戶還可以通過顯示面板上的按鍵(4)來手工設(shè)置檢測任務(wù)，并顯示任務(wù)號與相序。本實(shí)用新型的檢測裝置與絕緣桿的連接是采用萬向節(jié)方式。目的是滿足各種工位的檢測調(diào)整。方便工人操作。 本實(shí)用新型的裝置可以采用以下步驟來對絕緣子進(jìn)行檢測 A、檢測裝置前端分別連接兩條檢測鋼絲接觸帶電的絕緣子的兩端并卡緊，在該絕緣子兩側(cè)對稱放置檢測端子(1)、 (2)，通過連接該檢測端子(1)、 (2)的交流電路電容的作用下，通過兩個分壓電阻，檢測電壓信號，將檢測電壓信號通過檢測信號整理接口 (4)的電路處理后，經(jīng)過MCU計算處理芯片(6)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將被檢測的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； B、通過與該檢測端子(1)、 (2)及交流電路電容連接的微小電流采集電路獲得通過該檢測端子(1)、 (2)中的電流信號，該電流信號通過微小電流采集電路接口 (3)傳送到檢測信號整理接口 (4)的電路處理后，經(jīng)過MCU計算處理芯片(6)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將被檢測的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； C、可以通過變換該檢測端子(1)、 (2)的位置對絕緣子進(jìn)行多次測量，通過數(shù)據(jù)處理和存儲電路對上述電壓數(shù)字信號疊加，獲得測量的電壓平均值； D、可以通過變換該檢測端子(1)、 (2)的位置對絕緣子進(jìn)行多次測量，通過數(shù)據(jù)處理和存儲電路對上述電流數(shù)字信號疊加，獲得測量的電流平均值； E、 MCU計算處理芯片根據(jù)上述電壓平均值和電流平均值的比值，得到上述帶電的絕緣子的電阻值； F、通過與上述數(shù)據(jù)處理和存儲電路和上述MCU計算處理芯片(6)連接的顯示設(shè)置人機(jī)接口電路輸出E步驟計算的電阻值到該顯示接口；[0040] G、通過檢測同步開關(guān)控制測量的開始。[0041] 根據(jù)本實(shí)用新型的交流短路非放電型絕緣子檢測方法設(shè)置了交流短路非放電型絕緣子檢測儀。該檢測儀可以對高壓輸電線路絕緣子帶電檢測，其中包括連接到被檢測的絕緣子將檢測信號輸出的檢測單元；對檢測信號進(jìn)行處理并輸出的控制單元，接受用戶輸入信息及顯示數(shù)據(jù)信息的人機(jī)接口單元。 檢測單元包括保護(hù)殼體、檢測電路，用于連接檢測儀器的絕緣桿和前端的檢測裝置檢測裝置前端分別連接兩條檢測鋼絲接觸絕緣子兩端并卡緊，且取得良好的可靠接觸。[0043] 控制單元包括采樣及轉(zhuǎn)換電路，通訊接口電路。[0044] 人機(jī)接口單元包括用戶鍵盤及其數(shù)據(jù)顯示接口電路。 其中檢測電路，采樣及轉(zhuǎn)換電路、通訊接口電路都安裝在保護(hù)殼體內(nèi)部，并且該檢測單元的輸出端連接到采樣及其轉(zhuǎn)換電路的輸入端，采樣及轉(zhuǎn)換電路通過MCU計算處理芯片(6)與通訊接口電路及顯示接口電路相連接，外部設(shè)備通過該通訊接口電路與該控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 保護(hù)殼體使用金屬材質(zhì)構(gòu)成。 檢測電路包括微小電流采集電路接口 (3)、檢測信號整理接口 (4)及兩個檢測端子(1)和檢測端子(2): 電壓檢測電路的兩端分別連接到檢測端子(1)和檢測端子(2);其不檢測輸出段連接到輸入/輸出信號接口的電壓檢測信號輸出端； 采樣及轉(zhuǎn)換電路包括MCU計算處理芯片(6)、時鐘電路接口 (7)、數(shù)據(jù)處理和存儲電路和顯示設(shè)置人機(jī)接口的電路； 數(shù)據(jù)處理和存儲電路與通訊接口和現(xiàn)實(shí)接口連接，其輸出檢測結(jié)構(gòu)信號輸出到該接口。
權(quán)利要求一種交流短路非放電型絕緣子檢測裝置，其中包括檢測單元，該檢測單元包括保護(hù)殼體、檢測電路、微小電流采集電路、檢測信號整理接口電路和檢測端子；控制單元，該控制單元包括采樣及轉(zhuǎn)換電路、通訊接口電路，該采樣及轉(zhuǎn)換電路包括MCU計算處理芯片、時鐘電路接口、數(shù)據(jù)處理和存儲電路和顯示設(shè)置人機(jī)接口的電路；人機(jī)接口單元，人機(jī)接口單元包括用戶鍵盤及其數(shù)據(jù)顯示接口電路；其中，該檢測電路為與該檢測端子串聯(lián)的交流短路電容和分壓電路組成的閉合檢測回路，該檢測電路連接微小電流采集電路、檢測信號整理接口電路；該MCU計算處理芯片與該檢測信號整理接口電路、該微小電流采集電路、時鐘電路接口、數(shù)據(jù)處理和存儲電路、輸出接口連接，該檢測信號整理接口電路檢測到的電壓信號傳送到該MCU計算處理芯片；該采樣及轉(zhuǎn)換電路、該通訊接口電路都安裝在保護(hù)殼體內(nèi)部，并且該檢測單元的輸出端連接到采樣及其轉(zhuǎn)換電路的輸入端，該采樣及轉(zhuǎn)換電路通過該MCU計算處理芯片與該通訊接口電路及該顯示接口電路相連接，外部設(shè)備通過該通訊接口電路與該控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流短路非放電型絕緣子檢測裝置，其中該檢測裝置與絕緣桿的連接是采用萬向節(jié)方式滿足各種工位的檢測調(diào)整。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流短路非放電型絕緣子檢測裝置，其中該保護(hù)殼體使用金屬材質(zhì)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種高壓輸電線路絕緣子帶電檢測的裝置，該裝置采用了交流短路電容、微小電流采集接口電路、電壓采集電路以及電壓檢測信號整理接口電路，能夠精確的檢測到絕緣子周圍的電壓和漏電流，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，能使高壓輸電線路處于帶電狀態(tài)下，精確地測量出其上每一片絕緣子上的絕緣電阻值，識別已經(jīng)漏電但尚未擊穿處于臨界損壞狀態(tài)的絕緣子。本實(shí)用新型中本實(shí)用新型中采用了MCU計算機(jī)處理芯片，可以快速、及時、準(zhǔn)確的處理采集到的電流和電壓信號，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，提高了檢測的靈敏度。
文檔編號G01R31/02GK201503470SQ20092016682
公開日2010年6月9日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者王殿閣 申請人:王殿閣