一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型包括測試裝置開關(guān)控制單元、穩(wěn)定高壓直流電源單元、極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元、CPU計(jì)算控制單元、結(jié)果顯示單元；測試裝置開關(guān)控制單元（1）與穩(wěn)定高壓直流電源單元（2）連接；試裝置開關(guān)控制單元（1）與CPU計(jì)算控制單元（4）連接；測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備與極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元（3）連接；穩(wěn)定高壓直流電源單元（2）與測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備連接；極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元（3）與CPU計(jì)算控制單元（4）連接；CPU計(jì)算控制單元（4）與結(jié)果顯示單元（5）連接；測試裝置通過極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元與CPU計(jì)算控制單元的信號處理，得到電氣設(shè)備及絕緣材料的回復(fù)電壓，解決了絕緣檢測上的問題。
【專利說明】
一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，屬于電氣設(shè)備及絕緣材料老化檢測范疇。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣設(shè)備及絕緣材料的老化狀態(tài)直接影響到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，工程上通常采用測量由絕緣系統(tǒng)老化而引起的理化和電氣性能參數(shù)的變化來對電氣設(shè)備及絕緣材料的老化狀態(tài)進(jìn)行評估，但是單一的數(shù)據(jù)分析不能明確說明絕緣內(nèi)部老化變化狀態(tài)、有些破壞性試驗(yàn)不利于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場檢測。
[0003]介質(zhì)響應(yīng)測量技術(shù)是研究電介質(zhì)極化特性的一種方法，是變壓器絕緣老化無損檢測手段的一種，具有抗干擾性強(qiáng)，攜帶信息豐富等優(yōu)點(diǎn)。其中包括時(shí)域法的極化去極化電流法和回復(fù)電壓法得到的絕緣老化信息更能有效地判斷電氣設(shè)備及絕緣材料內(nèi)絕緣狀態(tài)的變化趨勢。
[0004]現(xiàn)階段對電氣設(shè)備及絕緣材料的檢測仍依賴于回復(fù)電壓檢測儀(如RVM5462)，且測試速率較慢。相對而言，電氣設(shè)備及絕緣材料極化去極化電流更容易檢測。本實(shí)用新型裝置，根據(jù)試驗(yàn)測試得到的極化去極化電流數(shù)據(jù)，應(yīng)用CPU計(jì)算模塊，快速轉(zhuǎn)換成回復(fù)電壓，減少了現(xiàn)場測試時(shí)間且獲得兩種時(shí)域方法下的絕緣監(jiān)測數(shù)據(jù)。研究由極化去極化數(shù)據(jù)到回復(fù)電壓的轉(zhuǎn)換裝置，不但可以豐富老化特征參量的提取，有利于分析電氣設(shè)備及絕緣材料老化程度，便于建立壽命評估標(biāo)準(zhǔn)，還可以縮短現(xiàn)場測量時(shí)間、減少測試對象長時(shí)間停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
[0005]本實(shí)用新型裝置基于極化去極化電流檢測，獲得一定充放電時(shí)間條件下的極化去極化電流采樣數(shù)據(jù)后通過CPU計(jì)算控制單元，轉(zhuǎn)換成所需要的回復(fù)電壓數(shù)據(jù)，通過CPU計(jì)算控制單元可改變裝置開關(guān)控制單元的繼電器通斷時(shí)間，得到不同充放電下的回復(fù)電壓數(shù)據(jù);同時(shí)可以通過CPU計(jì)算控制單元可改變穩(wěn)定高壓直流電源單元的加載電壓值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型提供了一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，解決快速有效測量電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的技術(shù)問題。
[0007]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置包括測試裝置開關(guān)控制單元1、穩(wěn)定高壓直流電源單元2、極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元3、CPU計(jì)算單元4、結(jié)果顯示單元5;所述測試裝置開關(guān)控制單元I與穩(wěn)定高壓直流電源單元2連接;所述的試裝置開關(guān)控制單元I由多組繼電器組成;所述穩(wěn)定高壓直流電源單元2由轉(zhuǎn)換電路和控制電路組成;所述的試裝置開關(guān)控制單元I與CPU計(jì)算控制單元4連接;所述穩(wěn)定高壓直流電源單元2與CPU計(jì)算控制單元4連接;所述測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備與極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元3連接;所述穩(wěn)定高壓直流電源單元2與測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備連接;所述極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元3與CPU計(jì)算控制單元連接4 ；所述CPU計(jì)算單元4與結(jié)果顯示單元連接5;測試裝置通過極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元3與CPU計(jì)算控制單元4的信號處理，可實(shí)現(xiàn)兩種時(shí)域介電數(shù)據(jù)間的快速轉(zhuǎn)化，得到不同充放電時(shí)間或加載電壓下電氣設(shè)備及絕緣材料的回復(fù)電壓數(shù)據(jù)。
[0008]所述的一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，所述的極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元由微電流檢測單元、濾波單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、電流信號處理單元、USB接口電路構(gòu)成。
[0009]所述的一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，所述的測試裝置開關(guān)控制單元I通過CPU計(jì)算控制單元4處理，可選擇測試?yán)^電器開斷信號及極化去極化電流數(shù)據(jù)采集周期、穩(wěn)定高壓直流電源單元2通過CPU計(jì)算控制單元4處理，可選擇電壓輸出值。
[0010]進(jìn)一步所述的一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，所述的穩(wěn)定高壓直流電源單元2的電壓輸出范圍可以O(shè)?1000VDC，極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元3的采集速率可以達(dá)到1.25Msps。
[0011]回復(fù)電壓數(shù)據(jù)的測試更有利于分析絕緣材料的老化程度，特別是大型變壓器的老化程度、內(nèi)部含水量的分析有著密切的關(guān)系，本實(shí)用新型采用上述方案:可將試驗(yàn)測試所得到的極化去極化電流數(shù)據(jù)經(jīng)CPU計(jì)算控制處理得到回復(fù)電壓數(shù)據(jù)，豐富老化特征參量的提取，有利于分析電氣設(shè)備及絕緣材料老化程度，還可以縮短現(xiàn)場測量時(shí)間、減少測試對象長時(shí)間停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
【附圖說明】
[0012]圖1裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2極化去極化電流米樣電路。
[0014]圖3改變不同充電時(shí)間下的回復(fù)電壓曲線。
[0015]圖4改變不同放電時(shí)間下的回復(fù)電壓曲線。
[0016]圖5改變不同充電電壓下的回復(fù)電壓曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體試驗(yàn)，結(jié)合其附圖，一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置測試包括如下步驟:
[0018]如圖1所示，一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置包括測試裝置開關(guān)控制單元、穩(wěn)定高壓直流電源單元、極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元、CPU計(jì)算控制單元、結(jié)果顯示單元;將測試裝置開關(guān)控制單元I與穩(wěn)定高壓直流電源單元2、CPU計(jì)算控制單元4連接;將穩(wěn)定高壓直流電源單元與CPU計(jì)算控制單元4、測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備連接;所述極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元3與測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備、CPU計(jì)算控制單元連接4連接;所述CPU計(jì)算單元4與結(jié)果顯示單元連接5，其結(jié)果顯示單元應(yīng)用聯(lián)想ThinkPad主機(jī)與(PU計(jì)算控制單元80c51互聯(lián)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與設(shè)置。
[0019]顯示單元通過CPU計(jì)算控制單元對裝置開關(guān)控制單元內(nèi)部繼電器采取時(shí)間控制，同時(shí)對所需穩(wěn)定直流電壓值控制。穩(wěn)定直流可調(diào)電壓的輸出范圍為I?1000VDC，滿足一般電氣設(shè)備及絕緣材料測試需求。
[0020]如圖2所示，極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元，由微電流檢測單元、濾波單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、電流信號處理單元、USB接口電路構(gòu)成。其中濾波單元主要用于克服外部耦合在微電流檢測單元中的工頻干擾信號，A/D轉(zhuǎn)換單元的采集速率為1.25Msps。
[0021]絕緣材料及電氣設(shè)備充放電過程如下:
[0022]充電階段，測試裝置開關(guān)控制單元中S1、S3閉合，S2斷開，充電時(shí)間tl，極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元采集極化電流數(shù)據(jù)。
[0023]放電階段，測試裝置開關(guān)控制單元中S2、S3閉合，SI斷開，放電時(shí)間t2_tl，極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元采集去極化電流數(shù)據(jù)。
[0024]充分放電階段，測試裝置開關(guān)控制單元中S1、S3斷開，S2閉合，短路待測式樣，使其完全放電，進(jìn)入下一回復(fù)電壓測試過程。
[0025]應(yīng)用實(shí)例
[0026]測試選用厚度為Imm厚的交聯(lián)聚乙烯(XLPE)薄片絕緣材料作為測試試樣，分別進(jìn)行了不同充放電時(shí)間及不同外加電壓的測試，得到不同條件下的回復(fù)電壓轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
[0027]回復(fù)電壓方程中的充電電壓值分別為250v、500v、750v時(shí)計(jì)算得到回復(fù)電壓曲線如圖3所示。
[0028]回復(fù)電壓方程中的充電時(shí)間分別為500s、1000s、1500s時(shí)計(jì)算得到回復(fù)電壓曲線如圖4所示。
[0029]回復(fù)電壓方程的放同放電時(shí)間分別為20s、120s、220s時(shí)計(jì)算得到回復(fù)電壓曲線如圖5所示。
[0030]本實(shí)用新型未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，此電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的數(shù)值轉(zhuǎn)換裝置可將試驗(yàn)測試所得到的極化去極化電流數(shù)據(jù)通過(PU計(jì)算控制處理得到回復(fù)電壓數(shù)據(jù)，由此可以豐富老化特征參量的提取，有利于分析電氣設(shè)備及絕緣材料老化程度，還可以縮短現(xiàn)場測量時(shí)間、減少測試對象長時(shí)間停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，其特征在于:測試裝置開關(guān)控制單元(I)、穩(wěn)定高壓直流電源單元(2 )、極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元(3 )、CPU計(jì)算單元(4 )、結(jié)果顯示單元(5);所述測試裝置開關(guān)控制單元(I)與穩(wěn)定高壓直流電源單元(2)連接;所述的試裝置開關(guān)控制單元(I)由多組繼電器組成;所述穩(wěn)定高壓直流電源單元(2)由轉(zhuǎn)換電路和控制電路組成;所述的試裝置開關(guān)控制單元(I)與CPU計(jì)算控制單元(4)連接;所述穩(wěn)定高壓直流電源單元與CPU計(jì)算控制單元(4)連接;所述測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備與極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元(3 )連接;所述穩(wěn)定高壓直流電源單元(2 )與測試所需絕緣材料及電氣設(shè)備連接;所述極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元(3 )與CPU計(jì)算控制單元(4 )連接;所述CPU計(jì)算單元(4)與結(jié)果顯示單元(5)連接;測試裝置通過極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元(3)與CPU計(jì)算控制單元(4)的信號處理，可實(shí)現(xiàn)兩種時(shí)域介電法間的快速轉(zhuǎn)化，得到不同充放電時(shí)間或加載電壓下電氣設(shè)備及絕緣材料的回復(fù)電壓數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，其特征在于極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元由微電流檢測單元、濾波單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、電流信號處理單元、USB接口電路構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，其特征在于穩(wěn)定高壓直流電源單元(2)的電壓輸出范圍可以O(shè)?100VDC，極化去極化電流數(shù)據(jù)采集單元(3)的采集速率可以達(dá)到1.25Msps。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電氣設(shè)備及絕緣材料回復(fù)電壓的測試裝置，其特征在于測試裝置開關(guān)控制單元(I)通過CPU計(jì)算控制單元(4)處理，可選擇測試?yán)^電器開斷信號及極化去極化電流數(shù)據(jù)采集周期、穩(wěn)定高壓直流電源單元(2)通過CPU計(jì)算控制單元(4)處理，可選擇電壓輸出值。
【文檔編號】G01R19/25GK205427124SQ201620213399
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】劉驥, 張明澤, 趙明云, 陳昕, 黃玲
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)