便携式绝缘油介电强度测定仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式绝缘油介电强度测定仪，包括ＣＰＵ控制单元、正弦波电压测量单元、击穿电流采集单元、高压升压变压器、试验油杯和正弦波试验电压发生单元，正弦波试验电压发生单元包括聚合物离子电池、纯正弦波逆变器电路、正弦波调压模块和无级调压控制电路，聚合物离子电池提供仪器电源，为纯正弦波逆变器电路供电，纯正弦波逆变器电路输出正弦波交流电压接正弦波调压模块输入端，无级调压控制电路输出一直流电压信号至正弦波调压模块控制端，控制正弦波调压模块输出端输出按一定速率连续升压的交流电压经高压升压变压器升压后施加于试验油杯内的油样上。本实用新型专利技术可广泛应用于各类现场及试验室的绝缘油介电强度油质试验。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力安全测试领域，具体涉及一种便携式绝缘油介电强度测定仪。技术背景击穿电压是表征绝缘油介电强度的一项重要指标，在电力绝缘油的测试过程中，需要有 一个可调的高压电压加在绝缘油杯两端，电压从零逐步上升，当电压达到某一值时，绝缘油 将遭到破坏而失去电阻，伴随着电弧的产生而发生导电，这一电压叫做绝缘油的击穿电压。 击穿电压和试验条件紧密相关，这些条件包括:施加电压的波形、频率、峰值因数、试验变压 器的短路电流、电极的形状、电极间距离、电极表面的状况、油杯的容积、升压速度、实验 室的温度、湿度有关。目前，电力系统使用的介电强度测试装置，电极间距、电极表面状况以及油杯容积等试 验条件均已形成统一标准，而温度和湿度也都有相对统一的要求。而对于测试所需试验电压 波形的处理、调压方式以及检测方式，目前电力系统使用的测试装置均存在一定缺陷，以下 根据其所用加压调压方式进行具体分析。1、 市电+自耦调压器法这种测试方式是目前使用最普遍的介电强度测试方式，设备直接从市电引入电压，不可避免的存在大量干扰性杂波，对仪器施加电压的波形、频率、峰值 因数必然也存在影响，导致影响试验数据。而且由于自耦调压器的自身特性，导致实际施加 的是阶跃式的试验电压，仪器重复性和可靠性差，并且此种仪器由于依赖市电，无法脱离市 电进入现场试验。2、 市电+稳压滤波电路+自耦调压器法这种方法是在引入市电后，对市电进行稳压滤波 后再通过调压器调压，其稳压滤波电路有效的滤除了市电中的干扰性谐波，但依然部分存在 幅度和频率的不稳定性。同时这种调压方式施加的依然是阶跃式的试验电压，仪器重复性和 可靠性差，并且依然不能脱离市电进入现场试验。3、 市电+稳压滤波电路+普通电子调压模块这种方法是在引入市电后，对市电进行稳压 滤波后再通过调压器调压，其稳压滤波电路有效的滤除了市电中的干扰性谐波，但依然部分 存在幅度和频率的不稳定性；此方法的最大优点是使用了电子调压模块代替自耦调压器，可 以保证对油施加连续升压的试验电压。但此方法也依然存在致命缺陷，那就是使用的电子调 压方式难以保证输出的是纯正弦波电压，并且依然无法脱离市电进入现场进行试验。4、 普通电池+交流生成电路+自耦调压器法此种方法最大的优点是可以进行现场性试验， 但由于使用的电池本身的容量小和重量大等缺陷，使其在现场时无法连续完成多组试验，并 且仪器一般还要附带一个体积容量都不小的电池箱，携带与使用均有很大局限性因此，目前电力系统迫切需要一种能够提供稳定纯正的正弦波电压、能够方便携带入现 场试验、并能够在脱离市电情况下完成多组试验的便携式介电强度测定仪。随着新一代聚合物锂离子电池技术的逐渐成熟，采用聚合物锂离子电池为仪器供电从而 脱离市电供电已成为可能。聚合物锂离子电池采用固体聚合物电解质来代替锂离子电池使用的液体电解质，不仅具 有液态锂离子电池的高电压、长循环寿命、放电电压平稳以及清洁无污染等特点，而且消除 了液态锂离子电池存在的爆炸的安全隐患。同时外形更灵活、方便，重量更轻巧，其能量质 量比是现有锂离子电池的3倍，被誉为新一代的锂离子电池，非常适合作为仪器内部供电电 源。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是能够方便携带进入现场试验、能够提供稳定纯正的正 弦波电压、能够在脱离市电情况下完成多组试验。本技术的技术方案是 一种便携式绝缘油介电强度测定仪，包括CPU控制单元、正 弦波电压测量单元、击穿电流采集单元、高压升压变压器、试验油杯和正弦波试验电压发生 单元，其特征在于所述正弦波试验电压发生单元包括聚合物离子电池、纯正弦波逆变器电路、 正弦波调压模块和无级调压控制电路，所述聚合物离子电池提供仪器电源，为纯正弦波逆变 器电路供电，纯正弦波逆变器电路输出正弦波交流电压接正弦波调压模块输入端，CPU控制 单元控制无级调压控制电路输出一按一定速率连续升高的直流电压信号至正弦波调压模块控 制端，控制正弦波调压模块输出端输出按一定速率连续升压的交流电压经高压升压变压器升 压后施加于试验油杯内的油样上，正弦波电压测量单元随时测量正弦波调压模块输出电压、 击穿电流采集单元测取高压升压变压器产生的油样击穿电流信号并分别传送至CPU控制单 元，CPU控制单元控制测试过程。本技术与现有技术比较，具有如下优点1、 本技术采用集成大容量新型聚合物离子电池的方式为调压电路供电，而非外配式 的传统电池供电，也非直接从市电引入电压方式供电，系统供电可以脱离市电，为系统提供 干净的电源，并且此类电池容量大、重量轻，非常适合作为仪器内部供电电源。2、 本技术采用纯TH弦波逆变电路方式生成220V/50Hz电压，输出波形比传统方式更 加可靠，输出的交流220V/50Hz电压，无论波形、频率、峰值都极为稳定，不存在像市电中 那样繁多的干扰波。3、 本技术的调压方式采用纯正弦波调压模块，避免了传统调压方式上使用自耦调压 器造成的输出电压阶跃性升高。4、 本技术调压时，调压电路随时向系统CPU控制单元反馈当前电压信息，正弦波调压模块输出正弦波试验电压由仪器的CPU控制单元通过控制无级调压控制电路来完成，输出 波形是稳定的正弦波，由于拥有实时反馈电路，可以更加准确地通过系统CPU对输出进行无 级调节。附图说明图l为本技术的结构框图；图2为本技术的实施例的无级调压控制电路原理图； 图3为本技术的实施例的纯正弦波逆变器电路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1中，本技术的结构框图中，便携式绝缘油介电强度测定仪包括CPU控制单元、 正弦波电压测量单元、击穿电流采集单元、高压升压变压器、试验油杯和正弦波试验电压发 生单元，其特征在于所述正弦波试验电压发生单元包括聚合物离子电池、纯正弦波逆变器电 路、正弦波调压模块和无级调压控制电路，所述聚合物离子电池提供仪器电源，为纯正弦波 逆变器电路供电，纯正弦波逆变器电路输出正弦波交流电压接正弦波调压模块输入端，CPU控制单元控制无级调压控制电路输出一按一定速率连续升高的直流电压信号至正弦波调压模 块控制端，控制正弦波调压模块输出端输出按一定速率连续升压的交流电压经高压升压变压 器升压后施加于试验油杯内的油样上，正弦波电压测量单元随时测量正弦波调压模块输出电压、击穿电流采集单元测取高压升压变压器产生的油样击穿电流信号并分别传送至CPU控制 单元，CPU控制单元控制整个测试过程。图2本技术的实施例的无级调压控制电路原理图中，CPU控制单元输出控制信号通 过插头JP1来控制芯片Ul输出0-5V的电压信号，此电压信号经过由LM358组成的电压跟随 器U2以提高驱动能力，然后控制由G1、 G2组成的线性光耦电路，使其输出端为与控制信号 隔离的线性信号。输出端的满电压范围由插头JP2的1脚输入，输出电压信号由2脚输出，3 脚为地线。JP2连接至纯正弦波调压模块的控制输入端，其控制输入信号的0-5伏对应正弦 波调压模块输出稳定正弦波电压的0-220V，以此达到调整输出电压的目的。图中芯片型号及其外围电路典型工作参数Rl: 20K， R2、 R3、 R4:470Q， Cl、 C2:104pF，Ul: AD5320， U2: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
便携式绝缘油介电强度测定仪，包括ＣＰＵ控制单元、正弦波电压测量单元、击穿电流采集单元、高压升压变压器、试验油杯和正弦波试验电压发生单元，其特征在于所述正弦波试验电压发生单元包括聚合物离子电池、纯正弦波逆变器电路、正弦波调压模块和无级调压控制电路，所述聚合物离子电池提供仪器电源，为纯正弦波逆变器电路供电，纯正弦波逆变器电路输出正弦波交流电压接正弦波调压模块输入端，ＣＰＵ控制单元控制无级调压控制电路输出一按一定速率连续升高的直流电压信号至正弦波调压模块控制端，控制正弦波调压模块输出端输出按一定速率连续升压的交流电压经高压升压变压器升压后施加于试验油杯内的油样上，正弦波电压测量单元随时测量正弦波调压模块输出电压、击穿电流采集单元测取高压升压变压器产生的油样击穿电流信号并分别传送至ＣＰＵ控制单元，ＣＰＵ控制单元控制测试过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊博，李国栋，殷衍刚，
申请(专利权)人：冯俊博，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]