专利名称：具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气工程的试验装置，尤其涉及一种具有试验电 压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置。
背景技术：
由于现有绝缘设计理论的局限、绝缘材料的分散性、不利自然环境的侵 蚀、工作电压的长期作用、内外过电压的短时冲击等原因，高压电气设备的绝缘在现场能否 满足设计要求，安全可靠地运行必须经过绝缘试验进行验证。然而，即使高压电气设备的绝 缘通过了各种绝缘试验，其绝缘也是设备各个组成部分的薄弱环节。在电力系统的事故中， 很大一部分都是由于设备绝缘遭到破坏所造成的。可以说，绝缘事故时有发生，而且，由于 设备绝缘工作不可靠而引起事故所带来的损失往往远远超过电气设备本身的价值。对于 在现场运行的高压电气设备，进行工频绝缘试验时，一般要将其先拆卸后运输到试验站进 行试验，试验完成后再运输到其运行现场安装后投入运行。由于该方法不方便，操作麻烦且 时效性差，限制了试验的进行，使设备绝缘缺陷不能及时发现，运行过程中可能发生绝缘击 穿，造成停电事故。为了确保电力输送和应用的安全可靠，急需研究和开发便携式工频绝缘 试验装置，使运行中的高压电气设备的工频绝缘试验可以在设备运行现场不需要拆卸和运 输进行绝缘试验。
发明内容发明目的本实用新型涉及一种具有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工频 绝缘试验装置，其目的是解决以往的工频绝缘试验时由于操作方法不能及时发现设备绝缘 缺陷所导致的运行过程中可能发生绝缘击穿，造成停电事故的问题。技术方案本实用新型是通过以下技术方案实现的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置，其特征在于所述装 置主要包括单片机、便携式电源、调压电路、波形分析环节、滤波电路、暂态恢复过电压保护 电路和保护电路；保护电路连接至单片机；所述便携式电源接至调压电路，调压电路输出 经滤波电路、暂态恢复过电压保护电路连接至试验变压器，试验变压器使用的时候输出试 验电压施加在试品上。便携式电源为蓄电池或工频电源，蓄电池通过逆变电路、升压电路连接至调压电 路；工频电源连接调压电路。所述便携式电源通过转换电路与调压电路连接；便携式电源选择蓄电池和工频电 源，蓄电池通过逆变电路、升压电路和转换电路连接至调压电路；工频电源通过转换电路连 接调压电路；转换电路在使用的时候使得便携式电源在蓄电池或工频电源之间转换。所述逆变电路包括升压逆变电路、高频升压变压器、桥式整流电路和SPWM逆变电 路；所述升压逆变电路连接高频升压变压器，高频升压变压器连接桥式整流电路，桥式整流 电路连接SPWM逆变电路；所述升压逆变电路连接蓄电池，所述SPWM逆变电路连接至升压电 路。所述单片机上还连接有设定试验参数和程序的设定电路；所述单片机通过控制电 路连接至逆变电路。[0010]所述单片机上还连接有设定试验参数和程序的设定电路；所述单片机通过控制电 路连接至逆变电路。所述试验变压器的输出端还经电压测量电路和电流测量电路连接回单片机；所述 滤波电路也连接至单片机。所述试验变压器的输出端还经电压测量电路和电流测量电路连接回单片机；所述 滤波电路也连接至单片机。优点及效果本实用新型提供一种具有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工 频绝缘试验装置，其特征在于所述装置主要包括单片机、便携式电源、升压电路、调压电 路、波形分析环节、滤波电路、暂态恢复过电压保护电路和保护电路；所述便携式电源接至 调压电路，调压电路输出经滤波电路、暂态恢复过电压保护电路连接至试验变压器，试验变 压器输出电压施加在试品上，考核试品绝缘。试验装置以单片机为中心实施整个试验过程 的控制、测量、波形分析、滤波及保护。该实用新型针对现阶段工频绝缘试验装置均在试验站运行以及被试设备需要拆 卸后运输到试验站进行试验的现状，开发了可以在设备运行现场应用蓄电池或工频电源供 电的具有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置。这样，高压电气设备 的绝缘试验可以按试验规程方便进行，及时发现设备绝缘缺陷，确保设备和系统安全。该装置以单片机为控制、测量和保护中心，包括蓄电池与工频电源两种供电电源。 也就是说在具有工频电源的场合，应用工频电源供电进行试验；在不具备工频电源的试验 现场，应用配套的24V蓄电池或运输车辆配备的蓄电池供电，两种供电电源可以通过转换 电路由用户切换；蓄电池24V直流通过电逆变电路转变成220V/50HZ交流电输出，通过控制 电路、保护电路、调压电路和试验变压器输出等环节进行工作。其中保护电路包括蓄电池过 放电保护和试验过程中的短路保护、过载保护、试品闪络时的瞬动保护等。该装置还具有试 验电压波形分析与滤波功能，使试验电压波形满足试验标准要求。该实用新型，使被试设备不需要拆卸后运输到试验站进行试验，大幅度地节省了 试验周期和试验费用。另外该实用新型的有益效果还集中体现在间接经济效益和社会效益 上，应用该实用新型的装置可以使绝缘试验方便进行，及时发现设备绝缘缺陷，避免运行中 的高压电气设备的绝缘遭到破坏，避免设备损毁的直接经济损失和停电事故造成的巨大间 接经济损失；电力系统安全可靠运行，将使整个社会的生产和生活和谐有序。该实用新型的具体优点如下1.该装置可以携带到高压电气设备(被试设备)的运行现场对其实施绝缘试验 (便携式)。这样，被试设备将不需要拆卸后运输到试验站进行试验，大幅度地节省了试验 周期和试验费用，经济效益显著；另外该实用新型可以使绝缘试验方便进行，及时发现设备 绝缘缺陷，避免运行中的高压电气设备的绝缘遭到破坏，避免设备损毁的直接经济损失和 停电事故造成的巨大间接经济损失；电力系统安全可靠运行，将使整个社会的生产和生活 和谐有序。2.采用蓄电池供电，可以在更多的无工频电源的被试设备运行现场试验。3.具有试验电压波形分析与滤波功能，确保试验电压波形满足试验标准对试验电 压波形要求。4.具有完善的保护功能，特别是具有暂态恢复过电压保护功能，当试品发生闪络出现暂态恢复过电压时，该暂态恢复过电压保护电路动作，使试品和试验装置免遭该过电 压的破坏。5.该实用新型结构简洁合理，操作简便，试验过程和参数测量满足试验标准，很好 的解决了现有的试验装置所存在的弊端，利于推广应用。因此，具有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置在高电压试 验中具有实用价值。

图1为本实用新型的结构框图；图2为本实用新型的逆变电路的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的说明如图1所示，本实用新型提供一种有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工频 绝缘试验装置，所述装置主要包括单片机、便携式电源、调压电路、波形分析环节、滤波电 路、暂态恢复过电压保护电路和保护电路；保护电路连接至单片机，所述保护电路实现试验 过程的过流保护、短路保护、蓄电池过放保护。整个试验过程由单片机统一管理；所述便携 式电源接至调压电路，调压电路输出经滤波电路、暂态恢复过电压保护电路连接至试验变 压器，试验变压器使用的时候输出试验电压施加在试品上，考核试品绝缘。试验装置以单片 机为中心实施整个试验过程的控制、测量、波形分析、滤波及保护。便携式电源为蓄电池或工频电源供电，蓄电池通过逆变电路、升压电路连接至调 压电路；工频电源连接调压电路。这是其中任选其一的方式。也就是便携式电源仅为蓄电 池或工频电源之一。而便携式电源的另一种方式为，所述便携式电源通过转换电路K与调压电路连 接；便携式电源选择蓄电池和工频电源，蓄电池通过逆变电路、升压电路和转换电路K连接 至调压电路；工频电源通过转换电路K连接调压电路；转换电路在使用的时候使得便携式 电源在蓄电池或工频电源之间转换，也就是说将蓄电池和工频电源均通过转换电路K接至 整个装置里，然后通过转换电路K选择接蓄电池或工频电源。该便携式电源，为了节省蓄电 池的电量，在具有工频电源的场合通过转换电路切换用工频电源供电，在不具有工频电源 的场合通过切换用蓄电池供电，两种供电方式由用户控制。所述逆变电路包括升压逆变电路、高频升压变压器、桥式整流电路和SPWM逆变电 路；所述升压逆变电路连接高频升压变压器，高频升压变压器连接桥式整流电路，桥式整流 电路连接SPWM逆变电路；所述升压逆变电路连接蓄电池，所述SPWM逆变电路连接至升压电 路。所述单片机上还连接有设定试验参数和程序的设定电路；所述单片机通过控制电 路连接至逆变电路。所述试验变压器的输出端还经电压测量电路和电流测量电路连接回单片机；所述 滤波电路也连接至单片机。电压测量和电流测量电路实时检测试验过程中的各部分电压和电流，目的是实时 了解试验状态，记录试验参数，为保护电路动作实施保护提供依据；在试验过程中，当试品 发生闪络出现暂态恢复过电压时，暂态恢复过电压保护电路动作，使试品和试验装置免遭该过电压的破坏；为了使试验电压波形满足试验标准要求，该试验装置具有波形分析功能， 当试验电压波形不满足试验标准时，滤波电路滤除谐波，使试验电压波形满足试验标准要 求。便携式电源由工频电源或蓄电池供电，两种供电方式由用户根据需要通过转换电 路切换。由蓄电池供电时，为了防止蓄电池过放电，该装置具有防过放电保护装置。该装置在运行过程中以单片机为控制、测量和保护中心，包括蓄电池与工频电源 两种供电电源的转换，也就是说在具有工频电源的场合，应用工频电源供电进行试验；在不 具备工频电源的试验现场，应用配套的24V蓄电池或运输车辆配备的蓄电池供电。所述设定电路用来设定试验参数和过程，由单片机控制与管理。图2所示是DC/AC转换电路，也就是逆变电路，包括升压逆变电路、高频升压变压 器、桥式整流电路和SPWM逆变电路；所述升压逆变电路连接高频升压变压器，高频升压变 压器连接桥式整流电路，桥式整流电路连接SPWM逆变电路；所述升压逆变电路连接蓄电 池，所述SPWM逆变电路通过升压电路和切换开关连接至调压电路。逆变电路将24V直流电 转变成220V/50HZ交流电。该实用新型结构简洁合理，操作简便，可以很好的解决现有的试验装置和方法所 存在的弊端，该实用新型在大大提高试验效率的同时，也节约了试验成本，比较利于推广应用。
权利要求具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置，其特征在于所述装置主要包括单片机、便携式电源、调压电路、波形分析环节、滤波电路、暂态恢复过电压保护电路和保护电路；保护电路连接至单片机；所述便携式电源接至调压电路，调压电路输出经滤波电路、暂态恢复过电压保护电路连接至试验变压器，试验变压器使用的时候输出试验电压施加在试品上。
2.根据权利要求1所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置， 其特征在于便携式电源为蓄电池或工频电源，蓄电池通过逆变电路、升压电路连接至调压 电路；工频电源连接调压电路。
3.根据权利要求1所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置， 其特征在于所述便携式电源通过转换电路(K)与调压电路连接；便携式电源选择蓄电池 和工频电源，蓄电池通过逆变电路、升压电路和转换电路(K)连接至调压电路；工频电源通 过转换电路(K)连接调压电路；转换电路在使用的时候使得便携式电源在蓄电池或工频电 源之间转换。
4.根据权利要求2或3所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装 置，其特征在于所述逆变电路包括升压逆变电路、高频升压变压器、桥式整流电路和SPWM 逆变电路；所述升压逆变电路连接高频升压变压器，高频升压变压器连接桥式整流电路，桥 式整流电路连接SPWM逆变电路；所述升压逆变电路连接蓄电池，所述SPWM逆变电路连接至 升压电路。
5.根据权利要求1、2或3所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验 装置，其特征在于所述单片机上还连接有设定试验参数和程序的设定电路；所述单片机 通过控制电路连接至逆变电路。
6.根据权利要求4所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置， 其特征在于所述单片机上还连接有设定试验参数和程序的设定电路；所述单片机通过控 制电路连接至逆变电路。
7.根据权利要求5所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置， 其特征在于所述试验变压器的输出端还经电压测量电路和电流测量电路连接回单片机； 所述滤波电路也连接至单片机。
8.根据权利要求6所述的具有电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置， 其特征在于所述试验变压器的输出端还经电压测量电路和电流测量电路连接回单片机； 所述滤波电路也连接至单片机。
专利摘要本实用新型提供一种具有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置，其特征在于所述装置主要包括单片机、便携式电源、调压电路、波形分析环节、滤波电路、暂态恢复过电压保护电路和保护电路；保护电路连接至单片机；所述便携式电源接至调压电路，调压电路输出经滤波电路、暂态恢复过电压保护电路连接至试验变压器，试验变压器使用的时候输出试验电压施加在试品上。该具有试验电压波形分析与滤波功能的便携式工频绝缘试验装置在高电压试验中具有实用价值。
文档编号G01R31/14GK201725007SQ201020283809
公开日2011年1月26日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者厉伟, 李海波, 王俭, 蔡志远, 马少华 申请人:沈阳工业大学