专利名称：高压电机静态绝缘监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仪器仪表领域，具体是指一种高压电机静态绝缘监控仪。
背景技术：
高压电机静态绝缘监控仪是一种专门用于测量高压电机静态(即电机停机处于 热备用状态)对地的绝缘状况仪器。高压电机静态绝缘监控仪通常包括高压箱、监控仪 表两部分，并有数据线将二者连接，高压箱用来产生2500V的直流恒压测量电源，电机停机 时，高压电源施加在电机的定子绕组与地之间，对地绝缘电阻的大小通过电流信号反馈到 高压箱内，监控仪表对该电流信号处理后显示对地的绝缘电阻实际有效值。现有的高压电 机静态绝缘监控仪的测量量程一般在2ΜΩ 2000ΜΩ，仪表显示分辨率为IM Ω，由于量程 单一，导致电机绝缘状况较差时仪表显示分辨率不能满足需求，并且适用范围较窄。同时高 压电机静态绝缘监控仪的测量是否准确需要采用另外的运行检查电路进行运行检查，使用 不方便。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够自动选择量程、显示分辨率提高 并且方便运行检查的高压电机静态绝缘监控仪。本实用新型的技术解决方案是提供一种具有如下结构的高压电机静态绝缘监控 仪。一种高压电机静态绝缘监控仪，包括设置在高压箱内的高压电源模块和设置在监 控仪表内的CPU和显示电路模块，所述高压箱内还包括继电器、自检电阻、I/V转换模块、可 编程增益放大器，所述监控仪表还设有自检开关，所述监控仪表包含的CPU内安装有自动 量程切换软件，所述继电器的线圈与CPU—个I/O端口连接，所述继电器的常开触点与高压 电机的定子绕组连接，所述继电器的常闭触点与自检电阻的一端连接，所述自检电阻的另 一端接地，高压电源模块的信号输出端与I/V转换模块输入端连接，I/V转换模块的输出端 与可编程增益放大器的正向输入端连接，可编程增益放大器的反向输入端接地，可编程增 益放大器的输出端与A/D转换电路的输入端连接，A/D转换电路的输出端与CPU的一个I/ 0端口连接，自检开关的一端与CPU的一个I/O端口连接，所述自检开关的另一端接地。通过以上方案，电机停机时，高压电机静态绝缘监控仪启动工作，监控仪表内CPU 从高阻量程开始测量，可编程增益放大器初始放大倍数为最大值，继电器公共端与常开触 点接通，高压电源模块产生的恒压测量电源施加在定子绕组与地之间，高压电源模块与电 机定子绕组与地构成的闭合回路产生的电流信号通过I/V转换模块转换为电压信号，所述 电压信号通过可编程增益放大器放大后经A/D转换电路转换为数字信号，CPU采集到转换 后的数字信号，所述数字信号经软件程序处理后将测量的绝缘电阻阻值输出到显示电路显 示。所述软件程序处理过程如下从A/D转换电路采样转换后的数字信号开始，判断采样信号的电压是否在0. 4V 4V区间，如果不在0. 4V 4V区间，将可编程增益放大器的增益比当前增益缩小10倍，再重 新测量并取样，如果在0. 4V 4V区间，根据可编程增益放大器的当前增益选择量程，并在 当前量程范围内将测量得到的绝缘电阻真实有效值送由显示电路显示。以上方案通过CPU控制可编程增益放大器的增益实现了自动量程的选择，由于显 示电路数字显示位数是固定的，通过分量程显示，与单一量程的高压电机静态绝缘监控仪 相比提高了低量程显示的分辨率。同时，在需要进行运行检查时，按下自检开关，此时继电器的公共端与常闭触点接 通，启动自检电路，按照上述测量过程测量自检电阻的阻值，根据所显示的阻值与标准电阻 阻值实际大小进行比较，如果标准阻值与显示阻值一致，高压电机静态绝缘监控仪运行正 常，否则，高压电机静态绝缘监控仪运行异常。综上所述，通过以上方案实现了自动选择量程功能，显示分辨率显著提高，且运行 检查方便。作为优选，所述的可编程增益放大器的输出端与CPU内部的A/D转换电路模块的 端口连接，该优选采用集成了 A/D转换电路的CPU，减少了外围元件，提高了可靠性。作为优选，所述的自检电阻为阻值10ΜΩ的精密电阻，该标准电阻位于低阻量程 范围内，除了能够检查仪器是否测量准确，并能检查是否从高阻量程到低阻量程自动切换。

图1是高压电机静态绝缘监控仪的电路原理示意图。图2是CPU内自动量程切换软件工作流程示意图。图中所示1、高压箱2、监控仪表1. 1、可编程增益放大器2. 1、自检开关
具体实施方式
为更好的说明本实用新型的技术方案，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方 式进行详细描述。如图1所示，包括高压箱1和监控仪表2两部分，高压箱1内的包含高压电源模 块、继电器J1、自检电阻Rl (阻值为10ΜΩ的精密电阻)、I/V转换模块和可编程增益放大 器1. 1，监控仪表2包括CPU、显示电路模块和自检开关。可编程增益放大器1. 1选用0P07 精密运放，CPU选用内部集成了 A/D转换电路模块的C8051F单片机。CPU内安装有自动量程切换软件，所述继电器Jl的线圈与CPU—个I/O端口连接， 所述继电器Jl的常开触点与高压电机的定子绕组连接，所述继电器JI的常闭触点与自检 电阻的一端连接，所述自检电阻Rl的另一端接地，高压电源模块的信号输出端与Ι/ν转换 模块输入端连接，I/V转换模块的输出端与可编程增益放大器的正向输入端连接，可编程增 益放大器的反向输入端接地，可编程增益放大器的输出端与CPU的A/D转换电路的输入端 连接(A/D转换接口)，A/D转换电路的输出端与CPU的内部一个I/O端口连接，自检开关 2. 1的一端与CPU的一个I/O端口连接，所述自检开关2. 1的另一端接地。作为一种实施例，高压电机静态绝缘监控仪的最大量程范围为2ΜΩ 2000ΜΩ， 将量程范围内分成三档2000ΜΩ 200ΜΩ为高阻挡，200ΜΩ 20ΜΩ为中阻挡，20ΜΩ 2ΜΩ为低阻挡。[0020]工作过程如下电机停机时，高压电机静态绝缘监控仪启动工作，监控仪表内CPU 从高阻量程开始测量，可编程增益放大器1.1初始增益为最大值，继电器JI的公共端与常 开触点接通，高压电源模块产生的恒压测量电源施加在定子绕组与地之间，高压电源模块 与电机定子绕组与地构成的闭合回路产生的电流信号通过I/V转换模块转换为电压信号， 所述电压信号通过可编程增益放大器1. 1放大后经A/D转换电路转换为数字信号，CPU采 集到转换后的数字信号，所述数字信号经自动量程切换软件程序处理后将测量的绝缘电阻 阻值输出到显示电路显示。所述自动量程切换软件程序处理过程如下从A/D转换电路采样转换后的数字信号开始，判断采样信号的电压是否在0. 4V 4V区间，如果不在0. 4V 4V区间，将可编程增益放大器1. 1的增益比当前增益缩小10倍， 再重新测量并取样，如果在0. 4V 4V区间，根据可编程增益放大器1. 1的当前增益选择量 程，并在当前量程范围内将测量得到的绝缘电阻真实有效值送由显示电路显示。以上方案通过CPU控制可编程增益放大器1. 1的增益实现了自动量程的选择， 由于显示电路数字显示位数是固定的，以4位数字显示数码管为例，高阻挡时显示范围 为2000ΜΩ 200ΜΩ，中阻挡时显示范围为200. 0ΜΩ 20. OMΩ，低阻挡时显示范围为 20. OOM Ω 2. OOM Ω，高阻挡时显示分辨率为IM Ω，中阻挡时显示分辨率为0. IM Ω，低阻挡 时显示分辨率为0.01ΜΩ，通过分量程显示，与单一量程的高压电机静态绝缘监控仪相比， 中阻挡时显示分辨率提高了 10倍，低阻挡时显示分辨率提高了 100倍。同时，在需要进行运行检查时，按下自检开关2. 1，此时继电器Jl的公共端与常闭 触点接通，启动自检电路，按照上述测量过程测量自检电阻Rl (阻值为10ΜΩ精密电阻)的 阻值，根据所显示的阻值与10ΜΩ进行比较，如果显示的阻值为10. 00士5%，高压电机静态 绝缘监控仪运行正常，否则，高压电机静态绝缘监控仪运行异常。在上述实施例中，对本实用新型的最佳实施方式做了描述，很显然，在本实用新型 的发明构思下，仍可做出很多变化，如本实施例中CPU采用了集成了 A/D转换电路的单片 机，也可以使用CPU外接独立的A/D转换电路来实现，所述的自检电阻也可以是其他阻值 的精密电阻，又如量程范围内也可以分成两档、四档或者更多的档位，CPU对可编程增益放 大器的增益控制也可以不是10的整数倍，通过软件也可是实现量程的自动切换和显示，再 如，自检电阻的一端可以与继电器的常闭触点连接也可以与继电器的常开触点连接，与此 相对应，高压电机的定子绕组的一相可以与继电器的常开触点连接，也可以与继电器的常 闭触点连接。应该说明，在本实用新型的发明构思下所做出的任何改变都将落入本实用新 型的保护范围内。
权利要求一种高压电机静态绝缘监控仪，包括设置在高压箱内的高压电源模块和设置在监控仪表内的CPU、A/D转换电路和显示电路，其特征在于所述高压箱内还包括继电器、自检电阻、可编程增益放大器，所述监控仪表还设有自检开关，所述监控仪表包含的CPU内安装有自动量程切换软件，所述继电器的线圈与CPU一个I/O端口连接，所述继电器的常开触点与高压电机的定子绕组连接，所述继电器的常闭触点与自检电阻的一端连接，所述自检电阻的另一端接地，高压电源模块的信号输出端与I/V转换模块输入端连接，I/V转换模块的输出端与可编程增益放大器的正向输入端连接，可编程增益放大器的反向输入端接地，可编程增益放大器的输出端与A/D转换电路的输入端连接，A/D转换电路的输出端与CPU的一个I/O端口连接，自检开关的一端与CPU的一个I/O端口连接，所述自检开关的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种高压电机静态绝缘监控仪，其特征在于所述CPU内集 成有A/D转换电路，所述的可编程增益放大器的输出端与CPU内的A/D转换电路的输入端 连接，所述A/D转换电路的输出端与CPU内部的一个I/O端口连接。
3.根据权利要求1所述的一种高压电机静态绝缘监控仪，其特征在于所述的自检电 阻为阻值10ΜΩ的精密电阻。
专利摘要一种高压电机静态绝缘监控仪，包括高压箱和监控仪表两部分，所述高压箱内包括高压电源发生电路、继电器、自检电阻、I/V转换模块和可编程增益放大器，所述监控仪表包括CPU、A/D转换电路、显示电路和自检开关，所述CPU内安装有自动量程切换软件，继电器受CPU的控制切换监控电路和自检电路，高压电源发生电路通过产生的高压将绝缘电阻阻值取得电流信号，经I/V转换后由可编程增益放大器进行信号放大，放大后的信号经A/D转换再由CPU采样处理并显示。本实用新型实现了高压电机静态绝缘监控仪的自动量程切换，提高了显示分辨率，并带有自检电路，方便仪器的运行检查。
文档编号G01R27/02GK201628746SQ201020131620
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者应建国, 钟纪根 申请人:宁波巨神制泵实业有限公司