专利名称：交流短路非放电型绝缘子检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型实现了一种在带电状态下测量高温、超高压输电线路绝缘子的绝缘电
阻值，并在带电状态下，可以精确的测量高压输电线之中绝缘子的绝缘电阻值、识别已经漏电但尚未击穿处于临界损坏状态的绝缘子的检测装置，本实用新型所属技术领域为高压输变电设备提供的一种交流短路非放电型绝缘子的检测装置或仪器。
背景技术：
安装在输电线路上的绝缘子，在电网的运行过程中绝缘子因长期经受机电负荷、
日晒雨淋、冷热变化等作用，可能出现绝缘电阻降低、开裂甚至击穿等故障，对供电可靠性
带来潜在威胁，因此为了减少停电造成损失，所以绝缘子带电检测意义重大。 线路绝缘子的带电检测，因其安装位置的特殊性及分布区域的广泛性，向来都是
带电绝缘检测的一个难点。绝缘子一旦出现问题就必须立即更换，否则将会影响高压输电
线路的运行安全。 若干年来，国内外一直在训练更有效更可靠的定量检测方法及装置，到目前为止，对高压输电线路绝缘子的检测方法及装置不够十分有效。国内还大量使用人工高空作业的传统检测方式，这种检测方式安全性差，检测效率低。国外虽然采用了机械作业代替了传统的检测手段，但是采用的几种检测方式也都存在大量的缺陷，无法适应现代电网的要求，并且造价特别高。目前机械化的检测方式基于不同的检测原理大致可分为三种。[0005] 电压分布法是对绝缘子的电压分布进行测量，然后对相应的测量值进行计算，通过得到的计算结果来判断被测绝缘子是否正常，盖方法的计算非常复杂、计算数据多、计算法不够准确，但也只能得到定型的结果，并且对计算机的要求高，成本高。
小球放电法通过测量连接到绝缘子的小球产生放电现象时的距离，判断绝缘子两端的电压，间接的获知被测绝缘子的电压分布情况，从而检测出被测绝缘子是否正常。[0007] 远红外探测法通过对被测绝缘子所发出的远红外线进行探测，然后通过其发出的红外线的分布来无判断相应的绝缘子是否正常，该方法的使用需要良好、稳定的气象条件，否则外界对测量所造成的干扰是无法克服的。 在这三种传统的检测方法的基础上，研究人员对这些检测方法实施了不同的技术，完成对输电线路上绝缘子的检测。其中，200510063334. 4号中国专利中介绍了 一种绝缘子带电检测仪和检测方法，其中通过对电场检测探头的设置，测量极板所处位置电场的平均值，探头的极板中间位置的电场数值，通过检测仪的运动测量一系列的电场数据，通过计算机得到绝缘子表面电场分布曲线，这种检测方法是典型的电压分布法，计算数据多，计算方式复杂，成本高，并且计算的结果也仅仅三测量处的结果，非放电型绝缘子的准确、全面检测。在01134527. 6和01270277. 3号中国专利中记载的都属于同一种高压输电线路绝缘子带电检测装置，其工作原理基本相同，都是在被检测绝缘子的两端施加检测电压，提取施加电压的电压、电流采样值，根据采样数据计算被检测的绝缘子的绝缘电阻，分析其绝缘状态，这种检测实际上属于放电法，是通过改变了检测数据、数据处理方式和判定方式，借助于多次采样，和采样电压平均值、采样电流平均值，来估算绝缘子的阻值。这种方式，受到采样次数、采样方式以及室外环境下绝缘子个体阻值差异等多方面因素的影响，并且关键是这种检测方式不能很好的检测微小电流变化，无法实现对对绝缘子的精确检测。在01201765. 5和01102273. 6号中国专利中记载了高压输电线路绝缘子带电只能检测仪，其中使用的检测方式与上述两个专利中的检测原理相同，采用了采用中央控制器电路、传感器电路、采样电路、驱动电路等，其中实施电路复杂，成本高，并且无法实现对微小电流采集，并且在处理电流采样样本中所使用的中央控制器不能很好的满足需求。虽然，国内外的专利技术中公开了一部分检测绝缘子的方法，但是这些方法及检测装置都存在缺陷，并且在检测中都存在较大误差，不能准确的检测绝缘子的阻值。导致的结果是无法准确的测量出每片绝缘子的电阻值，因此无法识别已经漏电但尚未击穿处于临界损坏状态的绝缘子。目前，美国、德国在绝缘子检测中采用的检测技术也无法克服上述缺陷。

发明内容本实用新型提供一种高压输电线路绝缘子带电检测的装置，该装置能使高压输电线路处于带电状态下，精确地测量出其上每一片绝缘子上的绝缘电阻值，识别已经漏电但尚未击穿处于临界损坏状态的绝缘子。 本实用新型中采用了交流短路电容、微小电流采集接口电路、电压采集电路以及电压检测信号整理接口电路，能够精确的检测到绝缘子周围的电压和微小电流，保证了数据的准确性。本实用新型中采用的电路结构简单，成本低，并且实现了对微小电流采集。[0011] 本实用新型采用了MCU计算机处理芯片，该芯片功能强大，可以快速、及时、准确的处理采集到的电流和电压信号，并将其转化为数字信号，可以实现数字化控制，提高了检测的灵敏度。 本实用新型在两个检测端子之间串联连接交流短路电容，通过设置分压电阻检测到端子之间的被检测电压。其中两个检测端子之间串联连接交流短路电容以及与交流短路电容并联的两个串联的分压阻。 本实用新型的交流短路非放电型绝缘子检测装置，其中包括检测单元，该检测单元包括保护壳体、检测电路、微小电流采集电路、检测信号整理接口电路和检测端子；控制单元，该控制单元包括采样及转换电路、通讯接口电路，该采样及转换电路包括MCU计算处理芯片、时钟电路接口 、数据处理和存储电路和显示设置人机接口的电路；人机接口单元，人机接口单元包括用户键盘及其数据显示接口电路；其中，该检测电路为与该检测端子串联的交流短路电容和分压电路组成的闭合检测回路，该检测电路连接微小电流采集电路、检测信号整理接口电路；该MCU计算处理芯片与该检测信号整理接口电路、该微小电流采集电路、时钟电路接口 、数据处理和存储电路、输出接口连接，该检测信号整理接口电路检测到的电压信号传送到该MCU计算处理芯片；该采样及转换电路、该通讯接口电路都安装在保护壳体内部，并且该检测单元的输出端连接到采样及其转换电路的输入端，该采样及转换电路通过该MCU计算处理芯片与该通讯接口电路及该显示接口电路相连接，外部设备通过该通讯接口电路与该控制单元进行数据通讯。 本实用新型的交流短路非放电型绝缘子检测装置，检测装置与绝缘杆的连接是采用万向节方式满足各种工位的检测调整。[0015] 本实用新型的交流短路非放电型绝缘子检测装置，保护壳体使用金属材质构成。[0016] 本实用新型中检测端子的两端工作状态下交流短路，通过分压电阻的电压信号通过检测信号整理接口电路后，传送到MCU计算机芯片进行计算处理并转换为数字信号。[0017] 本实用新型提供一种高压输电线路的绝缘子带电检测的装置，该装置能在高压输电线路运行时，通过与绝缘子直接连接采集该绝缘子上的电压及其电流泄漏数据。[0018] 交流短路非放电型绝缘子检测是一种高压输电线路绝缘子带电检测的方法，在被测绝缘子的两端进行交流短路(非放电)，然后测量该检测电压的电压与电流值，通过该电压值和电流值可以用欧姆定律计算出被测绝缘子的绝缘电阻值。 在测量被测绝缘子时，由MCU计算处理芯片(6)分别对该较闭合回路中分压电阻的电压值以及电路中漏电流的测量，从而得到计算绝缘子电阻值所需的电压值和电流量。

图1是本实用新型中检测单元的电路原理图。 图2是本实用新型MCU计算处理芯片的电路原理图。 图3是本实用新型带通讯接口和显示接口的数据处理和存储电路原理图。 图4是本实用新型与MCU计算处理芯片连接的时钟电路接口电路图。 图5是本实用新型的显示设置人机接口电路图。 图6是本实用新型的设备原理图。 图7是本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式本实用新型的设备原理图以及电路原理框图可知，本实用新型通过对被测量的绝缘子施加信号，通过两个端子连接的检测电路，获得到施加到端子上的周围电场的信号，通过微小电流采集电路获得电流值，通过检测电路的中的分压电路组成的特定电压检测电路，设定良好的检测点，采用U3MAX407-(8)组成的电压的检测信号整理接口电路获取准确的电压信号，将检测到的微小电流信号和电压信号一起传送到MCU计算处理芯片，在时钟信号电路的作用下，MCU计算处理芯片可以将多次测量电压信号值进行叠加并综合各次数值获得其平均电压值，减小测量误差，通过多次测量获得的微小电流进行叠加获得并并综合各次数值获得其平均电压值，减小测量误差和电路处理带来的信号误差，获得的电流和电压信号通过数据处理和存储电路进行处理，再通过MCU计算处理芯片将上述两个信号进行数字处理，获得被检测绝缘子的电阻值。其中，获得的电阻值被传输出来并通过显示设置人机接口电路显示出来，通过与设定的正常绝缘子的数值进行比较，可以直接判断被检测的绝缘子是否正常，直接显示出是否需要更换该绝缘子。 图1是检测单元的电路原理图，其中检测单元包括检测电路、微小电流采集电路、检测信号整理接口电路。其中，检测电路包括C10(5000P)的交流短路电容和分压电路组成的电路等。其中被检测绝缘子的两端分别连接检测端子(1)和检测端子(2)，在C10(5000P)的交流短路电容的作用下，通过分压电阻R15及R16，其中分压电阻R16与设定电容并联，可以得到被测的电压，该被测的电压信号通过检测信号整理接口电路(4)处理后，经由MCU计算处理芯片(6)进行A/D转换，将被测的模拟量转换为数字量。微小电流采集电路由微小电流采集接口 (3)的可控短路器构成，其中通过微小电流采集接口 (3)的电路，可以得到被测的微小电流信号，该电流信号通过检测信号整理接口 (4)处理后，经由MCU计算处理芯片(6)进行A/D转换，将被测的模拟量为数字量。 图2是本实用新型MCU计算处理芯片的电路原理图。MCU计算处理芯片(6)A/D转换后得到的电压及电流值，可能计算被测绝缘子的电阻值计算电压值及漏电流值；根据电压值及电流值，通过欧姆定律计算被测绝缘子的绝缘电阻值。 图3是本实用新型带通讯接口和显示接口的数据处理和存储电路原理图。数据处理和存储电路与通讯接口和现实接口连接，其输出检测结构信号输出到该接口。工作过程可通过电路图获知。 图4是是本实用新型与MCU计算处理芯片连接的时钟电路接口电路图。图5是本实用新型的显示设置人机接口电路图。 图6是本实用新型的设备原理图。装置的构成如检测装置结构图(B)所示本装置由检测端子(1)和检测端子(2)，检测同步开关(3)，显示面板及检测任务设置按键(4)，绝缘杆(5)和检测装置万向节与绝缘杆的连接形式(6)等部分构成。检测端子(1)和检测端子(2)同现场被测绝缘子的两端连接，由检测端子(1)、检测端子(2)，交流短路电容及分压电阻构成闭合检测回路，通过检测电路同智能控制芯片连接，从而实现绝缘子电阻值的测量。检测同步开关(3)控制测量开始。被测绝缘子的电阻值可以通过显示面板实时显示出来，用户还可以通过显示面板上的按键(4)来手工设置检测任务，并显示任务号与相序。本实用新型的检测装置与绝缘杆的连接是采用万向节方式。目的是满足各种工位的检测调整。方便工人操作。 本实用新型的装置可以采用以下步骤来对绝缘子进行检测 A、检测装置前端分别连接两条检测钢丝接触带电的绝缘子的两端并卡紧，在该绝缘子两侧对称放置检测端子(1)、 (2)，通过连接该检测端子(1)、 (2)的交流电路电容的作用下，通过两个分压电阻，检测电压信号，将检测电压信号通过检测信号整理接口 (4)的电路处理后，经过MCU计算处理芯片(6)进行A/D转换，将被检测的电压信号转换为数字信号； B、通过与该检测端子(1)、 (2)及交流电路电容连接的微小电流采集电路获得通过该检测端子(1)、 (2)中的电流信号，该电流信号通过微小电流采集电路接口 (3)传送到检测信号整理接口 (4)的电路处理后，经过MCU计算处理芯片(6)进行A/D转换，将被检测的电流信号转换为数字信号； C、可以通过变换该检测端子(1)、 (2)的位置对绝缘子进行多次测量，通过数据处理和存储电路对上述电压数字信号叠加，获得测量的电压平均值； D、可以通过变换该检测端子(1)、 (2)的位置对绝缘子进行多次测量，通过数据处理和存储电路对上述电流数字信号叠加，获得测量的电流平均值； E、 MCU计算处理芯片根据上述电压平均值和电流平均值的比值，得到上述带电的绝缘子的电阻值； F、通过与上述数据处理和存储电路和上述MCU计算处理芯片(6)连接的显示设置人机接口电路输出E步骤计算的电阻值到该显示接口；[0040] G、通过检测同步开关控制测量的开始。[0041] 根据本实用新型的交流短路非放电型绝缘子检测方法设置了交流短路非放电型绝缘子检测仪。该检测仪可以对高压输电线路绝缘子带电检测，其中包括连接到被检测的绝缘子将检测信号输出的检测单元；对检测信号进行处理并输出的控制单元，接受用户输入信息及显示数据信息的人机接口单元。 检测单元包括保护壳体、检测电路，用于连接检测仪器的绝缘杆和前端的检测装置检测装置前端分别连接两条检测钢丝接触绝缘子两端并卡紧，且取得良好的可靠接触。[0043] 控制单元包括采样及转换电路，通讯接口电路。[0044] 人机接口单元包括用户键盘及其数据显示接口电路。 其中检测电路，采样及转换电路、通讯接口电路都安装在保护壳体内部，并且该检测单元的输出端连接到采样及其转换电路的输入端，采样及转换电路通过MCU计算处理芯片(6)与通讯接口电路及显示接口电路相连接，外部设备通过该通讯接口电路与该控制单元进行数据通讯。 保护壳体使用金属材质构成。 检测电路包括微小电流采集电路接口 (3)、检测信号整理接口 (4)及两个检测端子(1)和检测端子(2): 电压检测电路的两端分别连接到检测端子(1)和检测端子(2);其不检测输出段连接到输入/输出信号接口的电压检测信号输出端； 采样及转换电路包括MCU计算处理芯片(6)、时钟电路接口 (7)、数据处理和存储电路和显示设置人机接口的电路； 数据处理和存储电路与通讯接口和现实接口连接，其输出检测结构信号输出到该接口。
权利要求一种交流短路非放电型绝缘子检测装置，其中包括检测单元，该检测单元包括保护壳体、检测电路、微小电流采集电路、检测信号整理接口电路和检测端子；控制单元，该控制单元包括采样及转换电路、通讯接口电路，该采样及转换电路包括MCU计算处理芯片、时钟电路接口、数据处理和存储电路和显示设置人机接口的电路；人机接口单元，人机接口单元包括用户键盘及其数据显示接口电路；其中，该检测电路为与该检测端子串联的交流短路电容和分压电路组成的闭合检测回路，该检测电路连接微小电流采集电路、检测信号整理接口电路；该MCU计算处理芯片与该检测信号整理接口电路、该微小电流采集电路、时钟电路接口、数据处理和存储电路、输出接口连接，该检测信号整理接口电路检测到的电压信号传送到该MCU计算处理芯片；该采样及转换电路、该通讯接口电路都安装在保护壳体内部，并且该检测单元的输出端连接到采样及其转换电路的输入端，该采样及转换电路通过该MCU计算处理芯片与该通讯接口电路及该显示接口电路相连接，外部设备通过该通讯接口电路与该控制单元进行数据通讯。
2. 根据权利要求1所述的交流短路非放电型绝缘子检测装置，其中该检测装置与绝缘杆的连接是采用万向节方式满足各种工位的检测调整。
3. 根据权利要求1所述的交流短路非放电型绝缘子检测装置，其中该保护壳体使用金属材质构成。
专利摘要本实用新型提供一种高压输电线路绝缘子带电检测的装置，该装置采用了交流短路电容、微小电流采集接口电路、电压采集电路以及电压检测信号整理接口电路，能够精确的检测到绝缘子周围的电压和漏电流，保证了数据的准确性，能使高压输电线路处于带电状态下，精确地测量出其上每一片绝缘子上的绝缘电阻值，识别已经漏电但尚未击穿处于临界损坏状态的绝缘子。本实用新型中本实用新型中采用了MCU计算机处理芯片，可以快速、及时、准确的处理采集到的电流和电压信号，并将其转化为数字信号，可以实现数字化控制，提高了检测的灵敏度。
文档编号G01R31/02GK201503470SQ20092016682
公开日2010年6月9日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者王殿阁 申请人:王殿阁