專利名稱：100kv便攜式超低頻耐壓試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)電力系統(tǒng)供變電設(shè)備的交流絕緣強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試的裝置，尤其適用于對(duì)在線設(shè)備的測(cè)試。
現(xiàn)有交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備主要由工頻變壓器將市電電壓提升到測(cè)試所需的電壓數(shù)值，將該電壓加到待測(cè)設(shè)備上，以確定被測(cè)設(shè)備的絕緣情況。由于該種設(shè)備從電壓提升到高壓輸出均采用工頻交流電，因而使得設(shè)備體積龐大、笨重、試驗(yàn)?zāi)芎木薮?，以及需要專用的房屋建筑和可移?dòng)性差等問(wèn)題。
本實(shí)用新型系針對(duì)上述所列現(xiàn)有交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備存在的，體積龐大、笨重、可移動(dòng)性差及試驗(yàn)?zāi)芎母叨O(shè)計(jì)，目的是提供一種體積小、重量輕、便攜性好，試驗(yàn)?zāi)芎牡偷脑O(shè)備。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器、脈沖變壓器、整流倍壓電路、輸出極性轉(zhuǎn)換器和輸出電壓采樣電路電連接。系統(tǒng)上電后，計(jì)算機(jī)輸出的一系列脈沖，使步進(jìn)電機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K動(dòng)作，使其處于某一接觸位置(如K1或K2)之后，計(jì)算機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器CD4050輸出一系列幅值12V，寬度15μS而周期可變的脈沖至開(kāi)關(guān)管TM1、TM2，該脈沖經(jīng)TM1、TM2將幅值放大到300V以后，加到脈沖變壓器B的原邊，經(jīng)脈沖變壓器B把脈沖幅值進(jìn)一步升高后送至整流倍壓電路，整流倍壓電路把脈沖變壓器B輸出的脈沖電壓變?yōu)樗枰闹绷鞲邏?，該直流高壓的?shù)值大小可通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖變壓器原邊脈沖的占空比來(lái)調(diào)節(jié)，若按一定的時(shí)間規(guī)律來(lái)調(diào)節(jié)變壓器原邊脈沖的占空比，便可在高壓輸出端A得到按某一規(guī)律變化的電壓波形。在本系統(tǒng)中，要求高壓輸出端A的電壓按正弦規(guī)律變化，因此，計(jì)算機(jī)不斷地通過(guò)反饋電路對(duì)輸出電壓采樣，計(jì)算機(jī)將采樣電壓VF與計(jì)算機(jī)內(nèi)存中給定的相應(yīng)時(shí)刻的正弦波離散值相比較來(lái)判斷高壓輸出的大小，從而控制脈沖變壓器原邊脈沖的占空比，迫使輸出高電壓按正弦規(guī)律變化。當(dāng)A點(diǎn)的電壓變化完成一個(gè)正弦半波后，計(jì)算機(jī)輸出控制脈沖，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K從一個(gè)接觸位置轉(zhuǎn)向另一個(gè)接觸位置(如從K1轉(zhuǎn)向K2或從K2轉(zhuǎn)向K1)，使A點(diǎn)電壓極性發(fā)生改變。此后，計(jì)算機(jī)重復(fù)前述有關(guān)部份的操作，使A點(diǎn)的電壓幅值按正弦規(guī)律變化，從而在A點(diǎn)得到一個(gè)完整的正弦波。計(jì)算機(jī)反復(fù)重復(fù)上述工作，便可在A點(diǎn)得到連續(xù)變化的正弦高電壓。值得指出的是，本實(shí)用新型中，電壓的提升系采用脈沖變壓器和整流倍壓電路，由于脈沖變壓器的工作頻率高達(dá)30kHz，因此其體積大幅度減小。此外，本系統(tǒng)輸出電壓頻率為超低頻(0.1Hz)，在該頻率下對(duì)被測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，使測(cè)試功耗大大降低，脈沖變壓器容量大大減小，使其體積進(jìn)一步減小。將0.1Hz頻率下測(cè)試結(jié)果進(jìn)行折算便可得到工頻時(shí)的測(cè)試結(jié)果。
采用上述方案后，使得交流耐壓測(cè)試設(shè)備的體積、重量大幅度減小使其便攜性達(dá)到較為理想的程度，一改以往供變電設(shè)備交流耐壓強(qiáng)度只能定點(diǎn)測(cè)試的局面。
下面結(jié)合實(shí)施例電氣原理圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型主要由下列各部分組成①.電源②.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)③.脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)電路④.脈沖變壓器及整流倍壓電路⑤.高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器⑥.高壓輸出采樣電路⑦.采樣信號(hào)變換電路⑧.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路各部組成及功能如下1.電源由整流橋D，限流電阻R，濾波電容C，快速熔斷器KR組成。用于向脈沖變壓器提供原邊電壓。此外，電源部分尚包括計(jì)算機(jī)工作電源，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等(圖中未給出)。
2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由MCS8749單片機(jī)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器MC1408，運(yùn)算放大器A1、A2，總線驅(qū)動(dòng)器CD4050，晶體管陣列MC1413，等組成。其中CD4050和MC1413用作8749口線緩沖器。MC1408、A1、A2構(gòu)成模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。該部分為本實(shí)用新型的控制中樞。
3.脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)電路由兩只MOS晶體管構(gòu)成推挽電路。連接于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與脈沖變壓器之間。用于放大計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器。
4.脈沖變壓器及整流倍壓電路由脈沖變壓器B、電容C1～C4、高壓硅堆D1～D4組成。該部分用于提升電壓。其中脈沖變壓器原邊工作于推挽狀態(tài)，目的在于充分利用其磁芯部分以提高變壓器的傳輸效率。
5.高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器由一只盤式高壓倒相開(kāi)關(guān)K構(gòu)成。其作用是將整流倍壓電路輸出的單極性高壓轉(zhuǎn)換為交流電壓輸出。
6.高壓輸出采樣電路由電阻器R1、R2組成。其功能有二個(gè)。一是作為整流倍壓電路的泄放電阻。二是將輸出高壓分壓后，將電壓信號(hào)傳送給采樣信號(hào)變換電路。
7.采樣信號(hào)變換電路主要由運(yùn)算放大器A3.A4組成。該電路實(shí)為絕對(duì)值電路。即無(wú)論輸入信號(hào)的正負(fù)，其輸出均為正。該電路將高壓輸出采樣電路送來(lái)的變極性電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成單一正極性信號(hào)送計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)調(diào)整脈沖變壓器原邊脈沖的依據(jù)。
8.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路主要由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)M及功率晶體管T1－－T3構(gòu)成。T1～T3將計(jì)算機(jī)發(fā)出的脈沖進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器動(dòng)作。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，脈沖變壓器B，整流倍壓電路C1～C4；D1～D4，高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器K，高壓輸出采樣電路R1，R2共同放置在一只50×20×15cm的油箱中分別固定，并按電原理圖連接，其輸入線和輸出線均由電纜引出，而油箱箱體則可靠接地，以防發(fā)生人身安全事故。
此外，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)固定在油箱箱體的頂部，電動(dòng)機(jī)軸的一端伸入箱體與高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器K的轉(zhuǎn)動(dòng)軸機(jī)械連接。實(shí)施例的其余部份安裝在一只30×20×20cm的箱體內(nèi)，兩只箱體之間由電纜連接。
權(quán)利要求1.一種交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)電路、脈沖變壓器及整流倍壓電路、高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器、高壓輸出采樣電路、采樣信號(hào)變換電路、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路順序電連接，其特征是計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)緩沖器CD4050與場(chǎng)效應(yīng)管Tm1、Tm2柵極連接，Tm1、Tm2源極接地，漏極分別接脈沖變壓器B的原邊繞組(低壓側(cè))，脈沖變壓器副邊(高壓側(cè))與整流倍壓電路的輸入端連接，整流倍壓電路輸出端接至高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器K的輸入端，其輸出端為系統(tǒng)交流高壓輸出端，在高壓輸出端之間接由電阻R1，R2組成的采樣電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備，其特征是脈沖變壓器B，整流倍壓電路C1～C4，D1～D4，高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器K，高壓輸出采樣電路R1、R2，均安裝于同一油箱內(nèi)，電阻R2的與高壓輸出端相連接的一端同時(shí)接系統(tǒng)地，R2與R1相連接的一端作為采樣信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備，其特征是高壓輸出采樣信號(hào)經(jīng)由運(yùn)算放大器A3、A4組成的采樣信號(hào)變換電路，將交流采樣信號(hào)變?yōu)閱我徽龢O性信號(hào)送入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
專利摘要一種電力、電機(jī)行業(yè)的新型耐壓試驗(yàn)設(shè)備具有體積小、重量輕、便攜性好的特點(diǎn)。由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，脈沖變壓器、整流倍壓電路、高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器、高壓輸出采樣電路、采樣信號(hào)變換電路、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路順序電連接。上電后，系統(tǒng)將輸出100kv，0.1Hz正弦波。由高壓輸出極性轉(zhuǎn)換器的輸出端引出接被測(cè)設(shè)備，以決定被測(cè)設(shè)備的絕緣情況。將測(cè)試結(jié)果進(jìn)行折算，便可以得出被測(cè)設(shè)備在工頻條件下的絕緣性能。
文檔編號(hào)G01R31/12GK2107026SQ9120383
公開(kāi)日1992年6月10日 申請(qǐng)日期1991年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月18日
發(fā)明者王孟賢, 劉函麗 申請(qǐng)人:北京先行應(yīng)用技術(shù)公司