一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是：至少包括：電壓轉(zhuǎn)換單元、高壓柜絕緣測試件、電壓采樣單元、電流采樣單元、直流電壓變換單元、直流電流變換單元、2路模擬開關(guān)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理器單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、濾波單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)通訊單元、485接口。該裝置通過對高壓柜絕緣隔離電阻的高精度檢測，即對一個(gè)高壓柜中的絕緣隔離電阻進(jìn)行檢測，并將檢測到的電阻阻值數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行大數(shù)據(jù)優(yōu)化處理。解決高壓柜絕緣隔離電阻數(shù)據(jù)測量的數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化。
【專利說明】
一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子信號檢測領(lǐng)域，特別涉及一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于受到安裝條件限制，高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)日趨小型化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、帶電體的相間及對地距離縮小，因此對環(huán)境因素等要求就相對較高。由干制造、運(yùn)行環(huán)境等原因，特別是在5—6月和10 —11月期間，天氣溫差較大，開關(guān)柜極易形成凝露。在高濕度環(huán)境中，空氣介質(zhì)的絕緣性能大大下降，同時(shí)高壓電極在髙濕度環(huán)境中非常容易發(fā)生局部放電；固體絕緣材料在高濕度環(huán)境下，其絕緣性能發(fā)生了很大變化，且在局部放電影響下，固體絕緣材料的老化容易加速，而固體絕緣材料的電老化和環(huán)境老化通常是不可逆的。因此，開關(guān)柜長期在高濕度、高污染環(huán)境中運(yùn)行存在很大的絕緣故障隱患。
[0003]另外開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)也存在防潮、除潮缺陷:首先柜內(nèi)帶電體相間及對地空氣距離過小，由于空氣絕緣距離明顯縮小，帶電體與地或帶電體之間電場強(qiáng)度明顯增大，絕緣件或帶電體尖端、毛刺等部位容易造成局放超標(biāo);在空氣濕度較大、灰塵較多情況下，放電更為嚴(yán)重，長時(shí)間放電累積作用將損壞絕緣;而35 kV、10 kV系統(tǒng)多發(fā)生內(nèi)部過電壓，容易造成絕緣擊穿短路、開關(guān)柜損壞等嚴(yán)重故障。其次柜體防護(hù)等級低、密封性差。柜體設(shè)計(jì)制作工藝性差，電氣安裝和電纜出線時(shí)，開關(guān)柜電纜進(jìn)祀處封堵不嚴(yán)密，地下潮氣易通過孔洞侵入柜體內(nèi)。潮氣不能及時(shí)有效排出，造成柜體整體絕緣降低。
[0004]為了實(shí)時(shí)了解高壓柜的絕緣性能以及有效掌握高壓柜的安全使用情況，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控高壓柜絕緣電阻的大小，從而能從整體上掌握高壓柜的安全性能狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，以便解決高壓柜絕緣電阻數(shù)據(jù)測量的數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，為網(wǎng)絡(luò)云端大數(shù)據(jù)處理提供底層的數(shù)據(jù)采集。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:至少包括:電壓轉(zhuǎn)換單元、高壓柜絕緣測試件、電壓采樣單元、電流采樣單元、直流電壓變換單元、直流電流變換單元、2路模擬開關(guān)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理器單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、濾波單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)通訊單元、485接口；電壓轉(zhuǎn)換單元的兩個(gè)輸出端分別與高壓柜隔離電阻的兩個(gè)輸入端電連接;電壓轉(zhuǎn)換單元的兩個(gè)輸入端分別與電壓采樣單元的兩個(gè)輸入端電連接；電壓采樣單元的輸出端與直流電壓變換單元相連接；電流采樣單元的輸出端與直流電流變換單元的輸入端電連接;直流電壓變換單元和直流電流變換單元的輸出端與2路模擬開關(guān)的輸入端電連接;2路模擬開關(guān)的輸出端與模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的輸入端電連接;模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理器單元的I/O口電連接；中央處理器單元的控制口與2路模擬開關(guān)、模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的控制端電連接；中央處理器單元分別通過I/O口與數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)通訊單元電連接;數(shù)據(jù)通訊單元與485接口電連接。
[0007]所述電壓轉(zhuǎn)換單元由升壓結(jié)構(gòu)電路組成，起作用是將電源220V輸入電壓按一定比例升尚到1KV的尚電壓。
[0008]所述高壓柜隔離電阻，即高壓柜上的絕緣隔離電阻。
[0009]所述電壓采樣單元由交流電壓信號采集器組成，交流電壓信號采集器的作用就是采集低電源電壓信號的值并輸送到后續(xù)單元進(jìn)行處理。
[0010]所述電流采樣單元是由O?100A的電流互感器組成，在電流互感器兩個(gè)引腳之間接入一個(gè)電阻R，將電阻R的一端接地，另一端接電壓信號檢測系統(tǒng)，通過電壓信號檢測系統(tǒng)測量出電阻R的端電壓V，然后用測量出的端電壓V除以電阻R的阻值就可以得出電流互感器測量出的電流信號大小。
[0011]所述直流電壓變換單元由真有效值轉(zhuǎn)換器組成，其作用是將前述電壓檢測單元檢測到的交流電壓信號轉(zhuǎn)換成后續(xù)電壓處理系統(tǒng)所需要的直流電壓信號。
[0012]所述直流電流變換單元由真有效值轉(zhuǎn)換器和高精度電阻組成，其作用是將前述電流檢測單元檢測到的交流電流信號轉(zhuǎn)換成后續(xù)電壓處理系統(tǒng)所需要的直流電流信號。
[0013]所述2路模擬開關(guān)采用雙電源供電，其中正向電源電壓為+9V，負(fù)向電源電壓為_5V。
[0014]所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元采用AD公司的24位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADSl110。
[0015]所述中央處理器單元是單片機(jī)及其最小系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)采用STC公司生產(chǎn)的STC15W408AS;所述數(shù)據(jù)顯示單元由4個(gè)8位數(shù)碼管以及驅(qū)動(dòng)芯片組成，驅(qū)動(dòng)芯片型號為MAX7219;所述數(shù)據(jù)通訊單元采用RS485通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:通過對高壓柜絕緣隔離電阻的高精度檢測，即對一個(gè)高壓柜中的絕緣隔離電阻進(jìn)行檢測，并將檢測到的電阻阻值數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行大數(shù)據(jù)優(yōu)化處理。解決高壓柜絕緣隔離電阻數(shù)據(jù)測量的數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理圖；
[0019]圖中，1、電壓轉(zhuǎn)換單元;2、高壓柜絕緣測試件;3、電壓采樣單元;4、電流采樣單元；
5、直流電壓變換單元;6、直流電流變換單元;7、2路模擬開關(guān);8、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元;9、中央處理器單元；10、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元；11、濾波單元；12、數(shù)據(jù)顯示單元；13、數(shù)據(jù)通訊單元；14、485接
□ O
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:至少包括:電壓轉(zhuǎn)換單元1、高壓柜絕緣測試件2、電壓采樣單元3、電流采樣單元4、直流電壓變換單元5、直流電流變換單元6、2路模擬開關(guān)7、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元8、中央處理器單元9、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元10、濾波單元11、數(shù)據(jù)顯示單元12、數(shù)據(jù)通訊單元13、485接口 14;電壓轉(zhuǎn)換單元I的兩個(gè)輸出端分別與高壓柜隔離電阻2的兩個(gè)輸入端電連接；電壓轉(zhuǎn)換單元I的兩個(gè)輸入端分別與電壓采樣單元3的兩個(gè)輸入端電連接;電壓采樣單元3的輸出端與直流電壓變換單元5相連接;電流采樣單元4的輸出端與直流電流變換單元6的輸入端電連接;直流電壓變換單元5和直流電流變換單元6的輸出端與2路模擬開關(guān)7的輸入端電連接;2路模擬開關(guān)7的輸出端與模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元8的輸入端電連接;模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元8的輸出端與中央處理器單元9的I/O口電連接；中央處理器單元9的控制口與2路模擬開關(guān)7、模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元8的控制端電連接；中央處理器單元9分別通過I/O 口與數(shù)據(jù)顯示單元12、數(shù)據(jù)通訊單元13電連接;數(shù)據(jù)通訊單元13與485接口 14電連接。485接口 14為485通信接口。
[0021]所述電壓轉(zhuǎn)換單元1，由升壓結(jié)構(gòu)電路組成，起作用是將電源220V輸入電壓按一定比例升高到1KV的高電壓。由于高壓柜絕緣隔離電阻的阻值通常較大，一般可達(dá)數(shù)十兆歐，加載在電阻兩端的電壓過小，其負(fù)載電流也相應(yīng)的將非常小，不便于檢測，將輸入電壓通過電壓轉(zhuǎn)換單元上升到高電壓加載在絕緣隔離電阻上，可得到一個(gè)能夠檢測的電流信號。
[0022]所述高壓柜絕緣測試件2，即高壓柜上的待測絕緣隔離電阻
[0023]絕緣隔離電阻的阻值非常大，一般不小于10兆歐，對10千伏高壓柜，其最低絕緣電阻，一次回路應(yīng)小于10 ΜΩ，二次回路不小于2 ΜΩ。
[0024]所述電壓采樣單元3，由交流電壓信號采集器組成，千伏級以上的電壓信號是由低電源電壓按照一定比例升高的，如果要測定千伏級以上的電壓信號只需要測量低電源電壓的值，然后乘以一定比例就可以得到千伏級電壓信號的值，交流電壓信號采集器的作用就是采集低電源電壓信號的值并輸送到后續(xù)單元進(jìn)行處理。
[0025]所述電流采樣單元4是由O?100A的電流互感器組成，在電流互感器兩個(gè)引腳之間接入一個(gè)電阻R，將電阻R的一端接地，另一端接電壓信號檢測系統(tǒng)，通過電壓信號檢測系統(tǒng)測量出電阻R的端電壓V，然后用測量出的端電壓V除以電阻R的阻值就可以得出電流互感器測量出的電流信號大小。
[0026]所述直流電壓變換單元5由真有效值轉(zhuǎn)換器組成，其作用是將前述電壓檢測單元檢測到的交流電壓信號轉(zhuǎn)換成后續(xù)電壓處理系統(tǒng)所需要的直流電壓信號。
[0027]所述直流電流變換單元6由真有效值轉(zhuǎn)換器和高精度電阻組成，其作用是將前述電流檢測單元檢測到的交流電流信號轉(zhuǎn)換成后續(xù)電壓處理系統(tǒng)所需要的直流電流信號。
[0028]所述2路模擬開關(guān)7，采用雙電源供電，其中正向電源電壓為+9V，負(fù)向電源電壓為-5V，模擬開關(guān)2引腳分別與直流電壓變換單元5和直流電流變換單元6的輸出腳相連接，模擬開關(guān)的控制引腳與中央處理器單元5的一個(gè)I/O接口相連接，2路模擬開關(guān)工作時(shí)，由中央處理器單元5的一個(gè)I/O接口發(fā)出開關(guān)量，通過模擬開關(guān)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)電路決定模擬開關(guān)輸出端口的通/斷。
[0029]所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元8采用AD公司的24位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADSl110，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，可達(dá)24位，工作能耗低，電路設(shè)計(jì)簡單。模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元4的輸入腳與真有效值轉(zhuǎn)換單元3的輸出腳相連，待測電壓信號經(jīng)真有效值轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后進(jìn)入模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元4，并經(jīng)入模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元4將待測電壓由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供中央處理器單元5處理。模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的控制信號由央處理器單元5發(fā)出。
[0030]所述中央處理器單元9、是單片機(jī)及其最小系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)采用STC公司生產(chǎn)的STC15W408AS，該單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)是寬工作電壓，工作電壓寬度可達(dá)2.6V-5.5V，，可靠性高，加密性能強(qiáng)。單片機(jī)系統(tǒng)與8路模擬開關(guān)單元，模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元，數(shù)據(jù)顯示單元，數(shù)據(jù)通訊單元相連接，分別控制各個(gè)單元模塊的工作狀態(tài)。
[0031]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元10是將單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)型號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)型號，由于單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)信號為TTL電平，而數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)信號為232電平，故在此需要增設(shè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將TTL電平的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為232電平類型的數(shù)據(jù)信號。
[0032]所述濾波單元11，其作用是為單片機(jī)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的供電系統(tǒng)進(jìn)行濾波處理，由于單片機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)，其工作頻率高，對供電系統(tǒng)的要求也就比較高，一旦電源系統(tǒng)雜波增多，容易造成對這兩個(gè)系統(tǒng)的干擾，影響其正常工作。因此本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有專門的濾波系統(tǒng)，以此解決供電系統(tǒng)雜波干擾大的問題。
[0033]所述數(shù)據(jù)顯示單元I 2由4個(gè)8位數(shù)碼管以及驅(qū)動(dòng)芯片組成，驅(qū)動(dòng)芯片型號為MAX7219。
[0034]所述數(shù)據(jù)通訊單元13采用RS485通訊協(xié)議進(jìn)行通訊，單片機(jī)發(fā)出通訊數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行電平后經(jīng)485驅(qū)動(dòng)芯片傳送至數(shù)據(jù)通訊鏈路。
[0035]該裝置的工作過程是:將升高的高壓信號(高壓源)加在被測高壓柜的測試件上，由電壓電流取樣器分別檢出微弱電流及電壓。在單片機(jī)控制下，由2路模擬開關(guān)分時(shí)輸入電流電壓信號，由24位高精度AD轉(zhuǎn)換器變換后送入單片機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)單片機(jī)計(jì)算得到高壓柜被測件的絕緣電阻(其測量范圍為100千歐-100兆歐，精度可達(dá)千分之一)，并可通過485接口傳送到云端進(jìn)行大數(shù)據(jù)匯總與處理。
[0036]本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:至少包括:電壓轉(zhuǎn)換單元、高壓柜絕緣測試件、電壓采樣單元、電流采樣單元、直流電壓變換單元、直流電流變換單元、2路模擬開關(guān)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理器單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、濾波單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)通訊單元、485接口；電壓轉(zhuǎn)換單元的兩個(gè)輸出端分別與高壓柜隔離電阻的兩個(gè)輸入端電連接;電壓轉(zhuǎn)換單元的兩個(gè)輸入端分別與電壓采樣單元的兩個(gè)輸入端電連接;電壓采樣單元的輸出端與直流電壓變換單元相連接；電流采樣單元的輸出端與直流電流變換單元的輸入端電連接；直流電壓變換單元和直流電流變換單元的輸出端與2路模擬開關(guān)的輸入端電連接;2路模擬開關(guān)的輸出端與模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的輸入端電連接;模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理器單元的I/O口電連接；中央處理器單元的控制口與2路模擬開關(guān)、模/數(shù)信號轉(zhuǎn)換單元的控制端電連接；中央處理器單元分別通過I/O口與數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)通訊單元電連接；數(shù)據(jù)通訊單元與485接口電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述電壓轉(zhuǎn)換單元由升壓結(jié)構(gòu)電路組成，起作用是將電源220V輸入電壓按一定比例升高到1KV的高電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述高壓柜隔離電阻，即高壓柜上的絕緣隔離電阻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述電壓采樣單元由交流電壓信號采集器組成，交流電壓信號采集器的作用就是采集低電源電壓信號的值并輸送到后續(xù)單元進(jìn)行處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述電流采樣單元是由O?100A的電流互感器組成，在電流互感器兩個(gè)引腳之間接入一個(gè)電阻R，將電阻R的一端接地，另一端接電壓信號檢測系統(tǒng)，通過電壓信號檢測系統(tǒng)測量出電阻R的端電壓V，然后用測量出的端電壓V除以電阻R的阻值就可以得出電流互感器測量出的電流信號大小。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述直流電壓變換單元由真有效值轉(zhuǎn)換器組成，其作用是將前述電壓檢測單元檢測到的交流電壓信號轉(zhuǎn)換成后續(xù)電壓處理系統(tǒng)所需要的直流電壓信號。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述直流電流變換單元由真有效值轉(zhuǎn)換器和高精度電阻組成，其作用是將前述電流檢測單元檢測到的交流電流信號轉(zhuǎn)換成后續(xù)電壓處理系統(tǒng)所需要的直流電流信號。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述2路模擬開關(guān)采用雙電源供電，其中正向電源電壓為+9V，負(fù)向電源電壓為-5V。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元采用AD公司的24位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADSl 110。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓柜絕緣電阻檢測裝置，其特征是:所述中央處理器單元是單片機(jī)及其最小系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)采用STC公司生產(chǎn)的STC15W408AS;所述數(shù)據(jù)顯示單元由4個(gè)8位數(shù)碼管以及驅(qū)動(dòng)芯片組成，驅(qū)動(dòng)芯片型號為MAX7219;所述數(shù)據(jù)通訊單元采用RS485通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。
【文檔編號】G01R27/08GK205484566SQ201620245394
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】淮琳, 楊振江
【申請人】西安同創(chuàng)電力設(shè)備自動(dòng)控制工程有限公司