一种在线测试高压开关组件湿度的方法技术

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，尤其为一种在线测试高压开关组件湿度的方法，包括依次连接的湿度传感模块、初级处理电路、两组双芯屏蔽的双绞线、次级处理电路、隔离处理电路和数据采集器；本发明专利技术通过在湿传感器和湿度传感器的前级处理电路，置于耐高压的绝缘护套中，解决了工作于高压环境中的湿度传感器的高压绝缘问题，通过将反应湿度的电压信号转换为电流信号，解决了远距离传输的问题以及通过设置了多级滤波器电路，增强了工作于强电磁环境中的测湿系统的抗干扰能力，从而本方案适应了远距离监测高压环境、电磁干扰严重的工作场合，并且达到抗电磁干扰能力强、结构简单、重量轻、互换性强、安装、校准、调试、维护均方便的效果。维护均方便的效果。维护均方便的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种在线测试高压开关组件湿度的方法


[0001]本专利技术涉及于电力电子
，具体为一种在线测试高压开关组件湿度的方法。

技术介绍

[0002]当前以大功率电力电子器件代替传统的真空开关、气体开关和液体开关，也已成为一个重要趋势。特别是高压大功率电力电子器件的商用之后，如8000V等级的相控晶闸管(SCR)、5000V等级的IGBT(绝缘栅双极晶体管)、7000V的IGCT(集成门极换流晶闸管)等相继问世，极大地促进了电力电子装置朝着高电压、强电流、全数字化、模块化方向发展。
[0003]由于电力电子器件工作时都会发热，将使其自身工作温度升高，而器件温度过高将缩短其使用寿命，甚至烧毁器件，大大降低了装置的可靠性，这也是限制电力电子器件的额定电流和额定电压的主要原因。通常的解决办法是专设冷却系统，通过直接或者间接实时检测电力电子器件的温度，一旦发现它们过温，控制器便立即发送控制指令，加速冷却系统工作，确保电力电子器件在额定温度以下正常工作，这是保证电力电子装置避免因各种原因引起设备过热而造成损毁的重要技术手段。
[0004]正因为有冷却系统的存在，极易造成电力电子装置内部由于冷凝而导致装置受潮，而电力电子开关器件又属于对湿度非常敏感的器件，研究与实践均表明，湿度不适宜是造成电力电子装置工作不可靠、故障频发的关键性因素之一，尤其是当它长期处在潮湿环境，其使用寿命将会大幅度降低，更何况是工作于高压场合的高压开关组件，一旦发生受潮情况，将会造成重大灾难性事故。所以，我们必须重视这类装置的防潮工作。最有效的解决途径就是，实时监测并随时报告电力电子装置内部的湿度状况，并由控制器设定必要的安全门限，一旦超过湿度设定值的安全门限，控制器即刻进行必要的除潮操作，如开动抽湿机、启动通风设施或者动用加热除潮装置等。
[0005]在高压电力电子设备中，对湿度传感器及其后续处理器的要求极为苛刻，包括如下三个方面：
[0006](1)由于电力电子器件工作时电压高达数千伏特，要求湿度传感器置于绝缘强度高的位置但又不要影响测湿性能；
[0007](2)由于电力电子器件工作时电流高达数十千安培，要求湿度传感器及其后续处理器必须具有良好的抗强电磁干扰的能力；
[0008](3)测试现场与控制中心，距离较远，一般超过数十米以上。
[0009]研究与实践均表明：在高压电力电子设备中，如果湿度传感器的绝缘性能出现异常或者后续处理器受到电磁干扰，极易给出湿度误报警情况，一旦出现误报警情形，很容易造成装置停止工作或者误动作，从而产生严重后果。由此可见，亟需研制出一套既能够远距离传输、还能正常穿行于强电磁场环境的测湿装置，它对确保高压电力电子设备安全、可靠运行至关重要。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种在线测试高压开关组件湿度的方法，旨在解决高压电力电子设备中测湿装置远距离传输时，易受强电磁干扰的技术问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0012]一种在线测试高压开关组件湿度的方法，包括依次连接的湿度传感模块、初级处理电路、两组双芯屏蔽的双绞线、次级处理电路、隔离处理电路和数据采集器；
[0013]所述湿度传感模块用于获取反应高压开关组件湿度的电压信号，所述初级处理电路用于将所述电压信号进行滤波和放大处理后变换为电流信号，所述两组双芯屏蔽的双绞线用于传输所述电流信号，所述次级处理电路用于将所述电流信号还原为电压信号，并进行滤波处理后，传送给所述隔离处理电路进行隔离处理，再传给数据采集器实时采集反应被测体湿度的电压信号，根据电压信号分析得到高压开关组件的运行湿度。
[0014]作为本专利技术优选的方案，具有绝缘结构的护套，用于埋置所述湿度传感模块和所述初级处理电路；所述护套包括：绝缘瓷片和绝缘护套；
[0015]将所述湿度传感模块和所述初级处理电路安装在所述绝缘瓷片上，并置于所述绝缘护套内，通过在所述绝缘护套中浇注绝缘胶，将所述湿度传感模块和所述初级处理电路集成一体。
[0016]作为本专利技术优选的方案，所述湿度传感模块包括湿度传感器和传感电路；
[0017]所述湿度传感器的输出信号端WU与接线端子T1连接，所述湿度传感器的电源端WS与激励电源+U1连接，所述湿度传感器的地线端WG与激励电源地线GND1连接；
[0018]所述传感电路包括：激励电源+U1、滤波电容C1、滤波电容C2和终端电阻RH；所述滤波电容C1的一端连接所述激励电源+U1，所述滤波电容C1的另一端接地，所述滤波电容C2与所述滤波电容C1并联连接；所述终端电阻RH的一端连接至所述湿度传感器的输出信号端WU，所述终端电阻RH的另一端接地。
[0019]作为本专利技术优选的方案，所述初级处理电路包括依次连接的低通滤波器、放大电路和电压电流变换电路；
[0020]所述低通滤波器将所获得的反应高压开关组件湿度的电压信号进行滤波处理，传给所述放大电路进行弱信号的放大处理，再传送到所述电压电流变换电路将所获得的反应高压开关组件湿度的电压信号，变换为电流信号。
[0021]作为本专利技术优选的方案，所述低通滤波器包括电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4、电容C5；
[0022]所述电阻R1的一端与接线端子T1连接，所述电阻R1的另一端通过所述电容C3接地，所述电阻R2的一端与接线端子T2连接，所述电阻R2的另一端通过所述电容C4接地，所述电容C5连接在所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端之间；所述电阻R1的另一端和所述电阻R2的另一端作为所述低通滤波器的输出端。
[0023]作为本专利技术优选的方案，所述放大电路包括运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；
[0024]所述运算放大器A1的正相端A1+连接至所述电阻R1的另一端，所述运算放大器A1的反相端A1
‑
接所述运算放大器A1的输出端UO1，所述运算放大器A1的输出端UO1通过所述电阻R3连接至所述运算放大器A3的同相端A3+，
[0025]所述运算放大器A2的正相端A2+连接至所述电阻R2的另一端，所述运算放大器A2的反相端A2
‑
接所述运算放大器A2的输出端UO2，所述运算放大器A2的输出端UO2通过所述电阻R4连接至所述运算放大器A3的反相端A3
‑
，
[0026]所述电阻R5的一端连接至所述运算放大器A3的同相端A3+，所述电阻R5的另一端接地线GND1，所述电阻R6的一端连接至所述运算放大器A3的反相端A3
‑
，所述电阻R6的另一端接所述运算放大器A3的输出端UO3，所述运算放大器A3的输出端UO3作为所述放大电路的输出端。
[0027]作为本专利技术优选的方案，所述放大电路包括仪用运放A8和电阻RG1；
[0028]所述电阻RG1的一端接仪用运放A8的第1脚，所述电阻RG1的另一端接仪用运放A8的第8脚，所述仪用运放A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线测试高压开关组件湿度的方法，包括依次连接的湿度传感模块(2)、初级处理电路(3)、两组双芯屏蔽的双绞线(4)、次级处理电路(5)、隔离处理电路(6)和数据采集器(7)；所述湿度传感模块(2)用于获取反应高压开关组件湿度的电压信号，所述初级处理电路(3)用于将所述电压信号进行滤波和放大处理后变换为电流信号，所述两组双芯屏蔽的双绞线(4)用于传输所述电流信号，所述次级处理电路(5)用于将所述电流信号还原为电压信号，并进行滤波处理后，传送给所述隔离处理电路(6)进行隔离处理，再传给数据采集器(7)实时采集反应被测体湿度的电压信号，根据电压信号分析得到高压开关组件的运行湿度。2.如权利要求1所述的一种在线测试高压开关组件湿度的方法，其特征在于，还包括：具有绝缘结构的护套(1)，用于埋置所述湿度传感模块(2)和所述初级处理电路(3)；所述护套(1)包括：绝缘瓷片(1
‑
1)和绝缘护套(1
‑
2)；将所述湿度传感模块(2)和所述初级处理电路(3)安装在所述绝缘瓷片(1
‑
1)上，并置于所述绝缘护套(1
‑
2)内，通过在所述绝缘护套(1
‑
2)中浇注绝缘胶，将所述湿度传感模块(2)和所述初级处理电路(3)集成一体。3.如权利要求1或2所述的一种在线测试高压开关组件湿度的方法，其特征在于，所述湿度传感模块(2)包括湿度传感器(2
‑
1)和传感电路(2
‑
2)；所述湿度传感器(2
‑
1)的输出信号端WU与接线端子T1连接，所述湿度传感器(2
‑
1)的电源端WS与激励电源+U1连接，所述湿度传感器(2
‑
1)的地线端WG与激励电源地线GND1连接；所述传感电路(2
‑
2)包括：激励电源+U1、滤波电容C1、滤波电容C2和终端电阻RH；所述滤波电容C1的一端连接所述激励电源+U1，所述滤波电容C1的另一端接地，所述滤波电容C2与所述滤波电容C1并联连接；所述终端电阻RH的一端连接至所述湿度传感器(2
‑
1)的输出信号端WU，所述终端电阻RH的另一端接地。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的一种在线测试高压开关组件湿度的方法，其特征在于，所述初级处理电路(3)包括依次连接的低通滤波器(3
‑
1)、放大电路(3
‑
2)和电压电流变换电路(3
‑
3)；所述低通滤波器(3
‑
1)将所获得的反应高压开关组件湿度的电压信号进行滤波处理，传给所述放大电路(3
‑
2)进行弱信号的放大处理，再传送到所述电压电流变换电路(3
‑
3)将所获得的反应高压开关组件湿度的电压信号，变换为电流信号。5.如权利要求4所述的一种在线测试高压开关组件湿度的方法，其特征在于，所述低通滤波器(3
‑
1)包括电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4、电容C5；所述电阻R1的一端与接线端子T1连接，所述电阻R1的另一端通过所述电容C3接地，所述电阻R2的一端与接线端子T2连接，所述电阻R2的另一端通过所述电容C4接地，所述电容C5连接在所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端之间；所述电阻R1的另一端和所述电阻R2的另一端作为所述低通滤波器(3
‑
1)的输出端。6.如权利要求5所述的一种在线测试高压开关组件湿度的方法，其特征在于，所述放大电路(3
‑
2)包括运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；所述运算放大器A1的正相端A1+连接至所述电阻R1的另一端，所述运算放大器A1的反
相端A1
‑
接所述运算放大器A1的输出端UO1，所述运算放大器A1的输出端UO1通过所述电阻R3连接至所述运算放大器A3的同相端A3+，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗光强，曾学东，黄浩，史金山，
申请(专利权)人：武汉驷腾科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：