專利名稱：多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)及多路電纜絕緣檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及檢測系統(tǒng)及檢測方法，具體涉及通信領域。
背景技術：
多路電纜(包括信號傳輸電纜，導電滑環(huán)等)各路間的絕緣性能是評價其質量的重要指標，如果絕緣電阻過小，將導致信號失真甚至引發(fā)安全事故。以往的絕緣檢測方法通常逐對檢測各路間的絕緣電阻。當待檢電纜路數(shù)較多時，這種方法將耗費大量的人力和時間，不利于批量檢測的應用。以50路信號電纜絕緣檢測，毎次檢測Is為例，逐對檢測共需 = 1225^ ^ 20min因此找出ー種快速檢測方法勢在必行。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)及方法對于批量檢測電纜的的絕緣電阻需耗費大量的人力和時間，效率低的問題。從而提供了多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)及多路電纜絕緣檢測方法。本發(fā)明所述的多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)，它包括第一繼電器陣列、第二繼電器陣列、第一電纜連接器、第二電纜連接器、可控高壓電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉換模塊和單片機，所述的第一電纜連接器有M個接線端子，第二電纜連接器有M個接線端子，第一繼電器陣列包括有M個繼電器開關，所述M個繼電器開關的一端連接在一起作為第一繼電器陣列的輸入端，所述M個繼電器開關的另一端作為該第一繼電器陣列的M個繼電器開關的輸出端，第一繼電器陣列的M個繼電器開關的輸出端分別與第一電纜連接器的M個接線端子一一對應順次連接，第二繼電器陣列包括有M個繼電器開關，所述M個繼電器開關的一端連接在一起作為第二繼電器陣列的輸入端，所述M個繼電器開關的另一端作為該第二繼電器陣列的M個繼電器開關的輸出端，第二繼電器陣列的M個繼電器開關的輸出端分別與第ニ電纜連接器的M個接線端子一一對應順次連接，可控高壓電源模塊的兩個電壓輸出端分別與第一繼電器陣列的輸入端和第二繼電器陣列的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集模塊用于采集可控高壓電源模塊輸出的電流信號，并將該電流信號發(fā)送給A/D轉換模塊的模擬信號輸入端，A/D轉換模塊將接收的模擬信號轉換為數(shù)字信號后發(fā)送給單片機的數(shù)字信號輸入端，單片機的高壓電源控制信號輸出端與可控高壓電源模塊的輸出電壓調整控制信號輸入端連接以控制可控高壓電源模塊輸出的檢測電壓的幅值，單片機的第一繼電器陣列控制信號輸出端與第一繼電器陣列的控制信號輸入端連接，用于控制所述第一繼電器陣列中的M個繼電器開關的狀態(tài)，單片機的第二繼電器陣列控制信號輸出端與第二繼電器陣列的控制信號輸入端連接，用于控制所述第二繼電器陣列中的M個繼電器開關的狀態(tài)，其中M為整數(shù)，M彡3。本發(fā)明所述的基于多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法，它包括下述兩個步驟步驟A:逐一檢測每根待測的電纜與其他所有電纜之間的絕緣性能，判斷所有待檢測的電纜間的絕緣電阻性能是否都合格，判斷為是，則測試完畢；判斷為否，則執(zhí)行步驟B ；
步驟B :檢測不合格電纜兩兩之間的絕緣性能，測試完畢。本發(fā)明通過將待測電纜接入電纜連接器由單片機控制繼電器陣列自動完成電纜絕緣性能檢測，測量周期低于ls，達到了節(jié)省時間和人力的目的。由于現(xiàn)有大部分電纜為合格或盡少數(shù)路不合格，使用多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法進行絕緣檢測的平均耗時不到一分鐘，提高了工作效率。


圖I為多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的電路結構示意圖；圖2為多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法的方法步驟A的流程圖；圖3為多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法的方法步驟B的流程圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖I具體說明本實施方式，本實施方式所述的多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)，它包括第一繼電器陣列I、第二繼電器陣列2、第一電纜連接器3、第二電纜連接器4、可控高壓電源模塊5、數(shù)據(jù)采集模塊6、A/D轉換模塊7和單片機8，所述的第一電纜連接器3有M個接線端子，第二電纜連接器4有M個接線端子，第ー繼電器陣列I包括有M個繼電器開關,所述M個繼電器開關的一端連接在一起作為第一繼電器陣列I的輸入端，所述M個繼電器開關的另一端作為該第一繼電器陣列I的M個繼電器開關的輸出端，第一繼電器陣列I的M個繼電器開關的輸出端分別與第一電纜連接器3的M個接線端子一一對應順次連接，第二繼電器陣列2包括有M個繼電器開關，所述M個繼電器開關的一端連接在一起作為第二繼電器陣列2的輸入端，所述M個繼電器開關的另一端作為該第二繼電器陣列2的M個繼電器開關的輸出端，第二繼電器陣列2的M個繼電器開關的輸出端分別與第二電纜連接器4的M個接線端子一一對應順次連接，可控高壓電源模塊5的兩個電壓輸出端分別與第一繼電器陣列I的輸入端和第二繼電器陣列2的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集模塊6用于采集可控高壓電源模塊5輸出的電流信號，并將該電流信號發(fā)送給A/D轉換模塊7的模擬信號輸入端，A/D轉換模塊7將接收的模擬信號轉換為數(shù)字信號后發(fā)送給單片機8的數(shù)字信號輸入端，單片機8的高壓電源控制信號輸出端與可控高壓電源模塊5的輸出電壓調整控制信號輸入端連接以控制可控高壓電源模塊5輸出的檢測電壓的幅值，單片機8的第一繼電器陣列控制信號輸出端與第一繼電器陣列I的控制信號輸入端連接，用于控制所述第一繼電器陣列I中的M個繼電器開關的狀態(tài)，單片機8的第二繼電器陣列控制信號輸出端與第二繼電器陣列2的控制信號輸入端連接，用于控制所述第ニ繼電器陣列2中的M個繼電器開關的狀態(tài)，其中M為整數(shù)，M > 3。
具體實施方式
ニ、本實施方式與實施方式一的不同之處在于，它還包括上位機9，單片機8通過串行通信端ロ與上位機9實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
本系統(tǒng)將待測電纜各路連在電纜連接器上，與2個繼電器陣列、可控高壓電源、數(shù)據(jù)采集模塊構成測試回路。利用高壓電源模塊產生高壓，通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取回路中電流的模擬量，再經過A/D轉換模塊和單片機對數(shù)據(jù)進行處理，最后將測試結果上傳到上位機顯示和儲存。同時，本系統(tǒng)可在兩電纜連接器間加裝電機驅動エ裝，測量導電滑環(huán)的動態(tài)絕緣性能。
具體實施方式
三、本實施方式是應用具體實施方式
ニ所述的基于多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法，它包括下述兩個步驟步驟A :逐一檢測每根待測的電纜與其他所有電纜之間的絕緣性能，判斷所有待檢測的電纜間的絕緣電阻性能是否都合格，判斷為是，則測試完畢；判斷為否，則執(zhí)行步驟B ；步驟B :檢測不合格電纜兩兩之間的絕緣性能，測試 完畢。
具體實施方式
四、結合圖2具體說明本實施方式，本實施方式與實施方式三所述的基于多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法的不同之處在干，步驟A包括下述步驟步驟一、將待測的M根電纜的一端分別與第一電纜連接器3的M個接線端子一一對應順次連接，同時將所述M根電纜的另一端分別與第二電纜連接器4的M個接線端子一一對應順次連接，使得第i根電纜的兩端分別連接在第一電纜連接器3的第i端和第二電纜連接器4的第i端之間，上位機9根據(jù)待測電纜的個數(shù)M設定電壓U和測試電纜的個數(shù)M，然后將測試電纜的個數(shù)M和電壓U發(fā)送至單片機8，然后令i = 1，執(zhí)行步驟ニ；步驟ニ、單片機8控制第一繼電器陣列I中的第i個繼電器開關閉合，其余的M-I個繼電器開關斷開，同時，控制第二繼電器陣列2中的第i個繼電器開關斷開，其余的M-I個繼電器開關閉合，然后單片機8控制可控高壓電源模塊5提供電壓U，執(zhí)行步驟三；步驟三、單片機8通過數(shù)據(jù)采集模塊6采集可控高壓電源模塊5輸出的電流信號，井根據(jù)該電流信號和可控高壓電源模塊5輸出的電壓U計算獲得電阻值R，執(zhí)行步驟四；步驟四、判斷步驟三獲得的電阻R是否大于標準絕緣電阻值R0,判斷為是，執(zhí)行步驟五；判斷為否，執(zhí)行步驟六；其中，looMQ -Rq-Ioooml-RqSiooomq時可視為無窮大；步驟五、第i根電纜絕緣性能合格，執(zhí)行步驟七；步驟六、第i根電纜絕緣性能不合格，記錄該根電纜的序號，執(zhí)行步驟七；步驟七、判斷i是否等于M，判斷為是，執(zhí)行步驟八；判斷為否，則令i = i+1執(zhí)行
步驟ニ ；步驟八、統(tǒng)計所有不合格的電纜的數(shù)量X，執(zhí)行步驟九；步驟九、判斷不合格的電纜的數(shù)量X，若X為零，判斷為是，則執(zhí)行步驟十；判斷為否，則執(zhí)行步驟B ;步驟十、待測的M根電纜的絕緣性能均合格，測試完畢。本實施方式通常當電纜各路間絕緣電阻在Rtl約為100MQ以上吋，即可達到絕緣性能的要求。而當電纜各路不存在質量問題或因老化而損壞時，路間絕緣電阻遠遠大于R。，無需且不易獲取其精確值。利用單片機中的程序，按預定算法控制繼電器陣列，調整接入的電纜線路，實現(xiàn)多路電纜絕緣的自動、快速測量，節(jié)省大量的人力與時間。在上位機程序內調整高壓電源輸出電壓和進行測量的路數(shù)，以適應不同產品的需求。
具體實施方式
五、結合圖3具體說明本實施方式，本實施方式與實施方式四所述的基于多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法的不同之處在于，步驟B包括下述步驟
步驟十二、將步驟A獲得的所有X根不合格電纜重新編號，定義為第I根至第X根電纜，設m為不合格電纜中的一根，令m = I，執(zhí)行步驟十三；步驟十三、控制第一繼電器矩陣將第m根電纜的一端與可控高壓電源的一端連通，同時控制第二繼電器陣列依次分別將第n根電纜的另一端與可控高壓電源的另一端連通，其中n = m+l,m+2,…，X ;測量第m根電纜與第n根電纜之間的絕緣電阻R(m,n)，執(zhí)行步驟十四；步驟十四、判斷m是否等于X，判斷為是，執(zhí)行步驟十六；判斷為否，執(zhí)行步驟十五;步驟十五、令m = m+1,執(zhí)行步驟十三；步驟十六、獲得所有不合格電纜兩兩之間的絕緣電阻，測試完畢。以50路信號電纜為例，對合格產品只需50個測量周期；若其有5路存在相互間絕
緣性能不達標，也只需50+￥ = 60個測量周期即可完成測量，且本系統(tǒng)待測電纜的接入
選路由程序控制自動完成，測量周期低于Is。由于現(xiàn)有電纜大部分為合格或盡少數(shù)路不合格，使用本方法和系統(tǒng)進行絕緣檢測的平均耗時不到一分鐘，可以大量節(jié)省測試時間和人力。
權利要求
1.多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，它包括第一繼電器陣列(I)、第二繼電器陣列(2)、第一電纜連接器(3)、第二電纜連接器(4)、可控高壓電源模塊(5)、數(shù)據(jù)采集模塊(6)、A/D轉換模塊(7)和單片機(8)， 所述的第一電纜連接器(3)有M個接線端子，第二電纜連接器(4)有M個接線端子，第ー繼電器陣列(I)包括有M個繼電器開關，所述M個繼電器開關的一端連接在一起作為第ー繼電器陣列⑴的輸入端，所述M個繼電器開關的另一端作為該第一繼電器陣列⑴的M個繼電器開關的輸出端，第一繼電器陣列⑴的M個繼電器開關的輸出端分別與第一電纜連接器(3)的M個接線端子一一對應順次連接，第二繼電器陣列(2)包括有M個繼電器開關，所述M個繼電器開關的一端連接在一起作為第二繼電器陣列(2)的輸入端，所述M個繼電器開關的另一端作為該第二繼電器陣列(2)的M個繼電器開關的輸出端，第二繼電器陣列(2)的M個繼電器開關的輸出端分別與第二電纜連接器(4)的M個接線端子一一對應順次連接，可控高壓電源模塊(5)的兩個電壓輸出端分別與第一繼電器陣列(I)的輸入端和第二繼電器陣列(2)的輸入端連接， 數(shù)據(jù)采集模塊(6)用于采集可控高壓電源模塊(5)輸出的電流信號，并將該電流信號發(fā)送給A/D轉換模塊(7)的模擬信號輸入端，A/D轉換模塊(7)將接收的模擬信號轉換為數(shù)字信號后發(fā)送給單片機(8)的數(shù)字信號輸入端，單片機(8)的高壓電源控制信號輸出端與可控高壓電源模塊(5)的輸出電壓調整控制信號輸入端連接以控制可控高壓電源模塊(5)輸出的檢測電壓的幅值，單片機(8)的第一繼電器陣列控制信號輸出端與第一繼電器陣列(I)的控制信號輸入端連接，用于控制所述第一繼電器陣列(I)中的M個繼電器開關的狀態(tài)，單片機⑶的第二繼電器陣列控制信號輸出端與第二繼電器陣列⑵的控制信號輸入端連接，用于控制所述第二繼電器陣列(2)中的M個繼電器開關的狀態(tài)，其中M為整數(shù)，M彡3。
2.根據(jù)權利要求I所述的多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)，其特征在于，它還包括上位機(9)，單片機(8)通過串行通信端ロ與上位機(9)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
3.基于權利要求2所述的多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法，其特征在于，它包括下述兩個步驟 步驟A :逐一檢測每根待測的電纜與其他所有電纜之間的絕緣性能，判斷所有待檢測的電纜間的絕緣電阻性能是否都合格，判斷為是，則測試完畢；判斷為否，則執(zhí)行步驟B ; 步驟B :檢測不合格電纜兩兩之間的絕緣性能，測試完畢。
4.根據(jù)權利要求3所述的多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法，其特征在于，步驟A包括下述步驟 步驟一、將待測的M根電纜的一端分別與第一電纜連接器(3)的M個接線端子一一對應順次連接，同時將所述M根電纜的另一端分別與第二電纜連接器(4)的M個接線端子一一對應順次連接，使得第i根電纜的兩端分別連接在第一電纜連接器(3)的第i端和第ニ電纜連接器⑷的第i端之間，上位機(9)根據(jù)待測電纜的個數(shù)M設定電壓U和測試電纜的個數(shù)M，然后將測試電纜的個數(shù)M和電壓U發(fā)送至單片機(8)，然后令i = 1，執(zhí)行步驟-* ， 步驟ニ、單片機(8)控制第一繼電器陣列(I)中的第i個繼電器開關閉合，其余的M-I個繼電器開關斷開，同時，控制第二繼電器陣列(2)中的第i個繼電器開關斷開，其余的M-I個繼電器開關閉合，然后單片機(8)控制可控高壓電源模塊(5)提供電壓U，執(zhí)行步驟三；步驟三、單片機(8)通過數(shù)據(jù)采集模塊(6)采集可控高壓電源模塊(5)輸出的電流信號，井根據(jù)該電流信號和可控高壓電源模塊(5)輸出的電壓U計算獲得電阻值R，執(zhí)行步驟四； 步驟四、判斷步驟三獲得的電阻R是否大于標準絕緣電阻值Rtl，判斷為是，執(zhí)行步驟五；判斷為否，執(zhí)行步驟六；其中，IOOMQ ^ R0 ^ 1000MQ ； 步驟五、第i根電纜絕緣性能合格，執(zhí)行步驟七； 步驟六、第i根電纜絕緣性能不合格，記錄該根電纜的序號，執(zhí)行步驟七； 步驟七、判斷i是否等于M，判斷為是，執(zhí)行步驟八；判斷為否，則令i = i+1執(zhí)行步驟-* ， 步驟八、統(tǒng)計所有不合格的電纜的數(shù)量X，執(zhí)行步驟九； 步驟九、判斷不合格的電纜的數(shù)量X，若X為零，判斷為是，則執(zhí)行步驟十；判斷為否，則執(zhí)行步驟B ； 步驟十、待測的M根電纜的絕緣性能均合格，測試完畢。
5.根據(jù)權利要求4所述的多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)的多路電纜絕緣檢測方法，其特征在于，步驟B包括下述步驟 步驟十二、將步驟A獲得的所有X根不合格電纜重新編號，定義為第I根至第X根電纜，設m為不合格電纜中的一根，令m = 1，執(zhí)行步驟十三；步驟十三、控制第一繼電器矩陣將第m根電纜的一端與可控高壓電源的一端連通，同時控制第二繼電器陣列依次分別將第n根電纜的另一端與可控高壓電源的另一端連通，其中n = m+l，m+2，…，X;測量第m根電纜與第n根電纜之間的絕緣電阻R(m,n)，執(zhí)行步驟十四；步驟十四、判斷m是否等于X，判斷為是，執(zhí)行步驟十六；判斷為否，執(zhí)行步驟十五；步驟十五、令m = m+1,執(zhí)行步驟十三； 步驟十六、獲得所有不合格電纜兩兩之間的絕緣電阻，測試完畢。
全文摘要
多路電纜快速絕緣檢測系統(tǒng)及多路電纜絕緣檢測方法，涉及電纜測試領域。為了解決現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)及方法對于批量檢測電纜的絕緣電阻需耗費大量的人力和時間，效率低的問題。本系統(tǒng)將待測電纜各路連在電纜連接器上，繼電器陣列、可控高壓電源、數(shù)據(jù)采集模塊構成測試回路。利用高壓電源模塊產生高壓，通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取回路中電流的模擬量，再經過A/D轉換模塊和單片機對數(shù)據(jù)進行處理，最后將測試結果上傳到上位機顯示和儲存。本方法為逐一檢測每根待測的電纜與其他所有電纜之間的絕緣性能，判斷所有待檢測的電纜間的絕緣電阻性能是否都合格，判斷為是則測試完畢；判斷為否則檢測不合格電纜兩兩之間的絕緣性能。本系統(tǒng)及方法用于電纜測試領域。
文檔編號G01R31/12GK102621462SQ20121011087
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權日2012年4月16日
發(fā)明者關宇東, 周葳, 徐迪, 提純利, 滕藝丹, 陳家鑫, 韓媞, 黃博聞 申請人:哈爾濱工業(yè)大學