專(zhuān)利名稱：一種程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種程控電源絕緣電阻和接地電阻綜 合測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
電氣安全是電氣設(shè)備正常工作的基本性能要求，其基本指標(biāo)包括絕緣電阻、接地 電阻、泄漏電流和耐壓強(qiáng)度。其中，絕緣電阻是指用絕緣材料隔開(kāi)的兩部分導(dǎo)體之間的電阻 值，其值大小反映了兩部分導(dǎo)體之間的絕緣強(qiáng)度；接地電阻是指電氣設(shè)備的可觸及金屬體 與該設(shè)備引出的接地端(線)之間的電阻，它是一個(gè)對(duì)人體安全有著直接影響的參數(shù)，正常 一般在幾十毫歐。目前，國(guó)內(nèi)電器安全性能測(cè)試儀大多是單指標(biāo)測(cè)試儀，而且由于要求產(chǎn)生 大電流和高電壓，信號(hào)電源系統(tǒng)常常采用傳統(tǒng)的模擬電路供電，因此笨重且操作不便，測(cè)試 精準(zhǔn)度也比較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)絕緣電阻、接地電阻進(jìn)行綜合測(cè)試， 工作穩(wěn)定，測(cè)試精確度高，并能實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、顯示一體化的程控電源絕緣電阻和接地電 阻綜合測(cè)試儀。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案是該綜合測(cè)試儀包括絕緣電阻測(cè)試回 路、接地電阻測(cè)試回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、鍵盤(pán)和顯示器，絕緣電阻測(cè)試回路和接地電 阻測(cè)試回路的信號(hào)輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過(guò)信號(hào)傳輸線與微控制器連 接，鍵盤(pán)和顯示器通過(guò)接口連接在微控制器上；所述絕緣電阻測(cè)試回路由程控直流高壓電源、絕緣電阻測(cè)試線路、電源電壓采集 線路和分壓線路組成，電源電壓采集線路與絕緣電阻測(cè)試線路并聯(lián)，并與程控直流高壓電 源連接，電源電壓采集線路和電源電壓采集線路的信號(hào)輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器連 接，電源電壓采集線路上設(shè)有固定電阻，分壓線路的一端通過(guò)固定電阻上與電源電壓采集 線路連接，另一端并聯(lián)有若干個(gè)采樣電阻，該采樣電阻通過(guò)切換繼電器與絕緣電阻測(cè)試線 路連接，程控直流高壓電源通過(guò)信號(hào)傳輸線與所述微控制器連接；所述接地電阻測(cè)試回路具有一個(gè)程控交流電流電源、該程控交流電流電源通過(guò)限 壓電阻并接有電壓信號(hào)采集線路和接地電阻測(cè)試線路，所述電壓信號(hào)采集線路上設(shè)有電壓 信號(hào)采集器和電壓真-有效值轉(zhuǎn)換器，其信號(hào)輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接，所述接地電阻 測(cè)試線路上設(shè)有電流傳感器，其信號(hào)輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接，電流傳感器通過(guò)導(dǎo)線 與程控交流電流電源連接，程控交流電流電源通過(guò)信號(hào)傳輸線與所述微控制器連接。所述電壓真-有效值轉(zhuǎn)換器采用AD536轉(zhuǎn)換器。所述電流傳感器采用霍爾電流傳感器LEM模塊。所述微控制器采用16位單片機(jī)87C196。按照上述方案制成的程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀，通過(guò)絕緣電阻測(cè)試回路和接地電阻測(cè)試回路的設(shè)置，并采用微控制器進(jìn)行切換控制，能夠較好地實(shí)現(xiàn)電氣 設(shè)備電源絕緣電阻和接地電阻的綜合測(cè)試，具有體積小，攜帶使用方便，工作穩(wěn)定，測(cè)量量 程范圍大，測(cè)試精確度高，性能可靠，操作簡(jiǎn)便，能實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、顯示一體化等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參看圖1，本實(shí)用新型的程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀具有一個(gè)絕緣 電阻測(cè)試回路，用于絕緣電阻的測(cè)試；一個(gè)接地電阻測(cè)試回路，用于接地電阻的測(cè)試；一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換器2，用于將絕緣電阻測(cè)試回路和接地電阻測(cè)試回路的電壓信號(hào)和電流信號(hào)分別 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；一個(gè)微控制器1，用于絕緣電阻測(cè)試或接地電阻測(cè)試狀態(tài)的切換控制和 測(cè)試信號(hào)的處理、存??；一個(gè)用于操作指令輸入的鍵盤(pán)15和一個(gè)用于測(cè)試信息顯示的顯示 器16。絕緣電阻測(cè)試回路和接地電阻測(cè)試回路的信號(hào)輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器2連接，A/D轉(zhuǎn) 換器2通過(guò)傳輸線與微控制器1連接，鍵盤(pán)15和顯示器16通過(guò)接口連接在微控制器1上。 所述絕緣電阻測(cè)試回路由程控直流高壓電源7、絕緣電阻測(cè)試線路、電源電壓采集線路和分 壓線路組成。電源電壓采集線路與絕緣電阻測(cè)試線路并聯(lián)，并與程控直流高壓電源7連接。 電源電壓采集線路的信號(hào)輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器2連接。在電源電壓采集線路上設(shè) 有固定電阻6，分壓線路的一端通過(guò)固定電阻8與電源電壓采集線路連接；另一端并聯(lián)有若 干個(gè)采樣電阻3，該采樣電阻3通過(guò)切換繼電器4與絕緣電阻測(cè)試線路連接，用于在微控制 器1的控制下自動(dòng)進(jìn)行量程的切換，以保障測(cè)量精度和實(shí)現(xiàn)絕緣電阻的全程測(cè)量。程控直 流高壓電源7通過(guò)信號(hào)傳輸線與所述微控制器1連接，用于測(cè)試狀態(tài)的切換。所述接地電 阻測(cè)試回路具有一個(gè)程控交流電流電源9、該程控交流電流電源9通過(guò)限壓電阻10并接有 電壓信號(hào)采集線路和接地電阻測(cè)試線路，所述電壓信號(hào)采集線路上設(shè)有電壓信號(hào)采集器13 和電壓真-有效值轉(zhuǎn)換器14，其信號(hào)輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器2連接。所述電壓真-有效 值轉(zhuǎn)換器14可采用AD536轉(zhuǎn)換器，AD536具有使用簡(jiǎn)單、外圍電路少、可選擇單雙供電模式 等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于測(cè)試儀表中。所述接地電阻測(cè)試線路上設(shè)有電流傳感器12，其信號(hào)輸出端 與所述A/D轉(zhuǎn)換器2連接，電流傳感器12通過(guò)導(dǎo)線與程控交流電流電源9連接。所述電流 傳感器12可采用霍爾電流傳感器LEM模塊，它可以測(cè)量任意波形的電流信號(hào)，其精度高、線 性度好、響應(yīng)速度快、過(guò)載能力強(qiáng)，并且原級(jí)電路和次級(jí)電路完全隔離。程控交流電流電源 9通過(guò)信號(hào)傳輸線與所述微控制器1連接，用于測(cè)試狀態(tài)的切換。所述微控制器1可采用 16位單片機(jī)87C196，其內(nèi)部有13個(gè)通道的具有采樣保持功能的8位或10位A/D轉(zhuǎn)換器、 16KB ROM和488Byte RAM，主頻可達(dá)20MHz，在12MHz時(shí)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為22 μ S，具有很強(qiáng)的 信號(hào)處理能力，并且可提控占空比可變最高分辨率為1/65536 (16位)的PWM信號(hào)；采用鍵 盤(pán)15、顯示芯片8279，可預(yù)置并顯示電流、電壓、電阻及檢測(cè)時(shí)間，使操作更加簡(jiǎn)便。工作原理該綜合測(cè)試儀在使用時(shí)，可根據(jù)待測(cè)電阻的種類(lèi)，通過(guò)操作微控制器1 切換工作狀態(tài)(絕緣電阻測(cè)試狀態(tài)或接地電阻測(cè)試狀態(tài))，并且根據(jù)工作狀態(tài)選擇程控直 流高壓電源7或者程控交流電流電源9作為待測(cè)電阻5或待測(cè)電阻7的測(cè)試電源，將待測(cè) 電阻7或待測(cè)電阻9接在絕緣電阻測(cè)試線路或接地電阻測(cè)試線路上，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器2輸入微控制器1進(jìn)行閉環(huán)控制和測(cè)量。在進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)試時(shí)，程控直流高壓電源7在微控制器1的控制下產(chǎn)生 IEC61010標(biāo)準(zhǔn)所要求的三種直流電壓信號(hào)Q50VDC、500VDC、1000VDC)，施加至待測(cè)電阻5。 該綜合測(cè)試儀的絕緣電阻測(cè)試范圍可設(shè)定為0.01ΜΩ-1000ΜΩ，由于A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)只能采 集0V-5V的直流電壓信號(hào)，所以為了保障系統(tǒng)的測(cè)量精度和實(shí)現(xiàn)絕緣電阻的全程測(cè)量，采 用采樣電阻3進(jìn)行自動(dòng)量程切換，由微控制器通過(guò)繼電器控制開(kāi)關(guān)4在4個(gè)不同大小的采 樣電阻(0. 1ΚΩ、1ΚΩ、10ΚΩ、100ΚΩ)中選擇，在被測(cè)信號(hào)超量程或者欠量程時(shí)能自動(dòng)調(diào) 整到合適的量程。在測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)被測(cè)電阻5的阻值較小時(shí)，由于采樣電阻3的分壓作 用，加在被測(cè)電阻5兩端的電壓明顯要低于要求電壓值。為了解決這一問(wèn)題，本綜合測(cè)試儀 在被測(cè)電阻5前加入電壓采樣環(huán)節(jié)，即在輸入端并聯(lián)電阻6，高壓經(jīng)電阻串聯(lián)衰減得到采樣 電壓Ul。Ul與采樣電阻3上的電壓采樣值U2的電勢(shì)差即為待測(cè)電阻5兩端的實(shí)際電壓。 這樣，可通過(guò)微控制器1進(jìn)行比對(duì)后輸出電壓控制信號(hào)，控制程控直流高壓電源7的電壓幅 度，從而可以精確控制施加在待測(cè)電阻55上的電壓，提高測(cè)試精度。然后，通過(guò)測(cè)量采樣電 阻3上的電壓U2和采樣電阻3的阻值檢測(cè)出流過(guò)待測(cè)電阻5的電流，再根據(jù)設(shè)定的施加在 待測(cè)電阻5上的電壓計(jì)算出待測(cè)電阻5的阻值。在進(jìn)行接地電阻的測(cè)試時(shí)，根據(jù)IEC61010標(biāo)準(zhǔn)，程控交流電流電源9產(chǎn)生電器額 定電流的1.5倍或25Α的交變電流(兩者中選取較大的)，且空載電壓不超過(guò)12V。使其在 接地線柱(或接地極)與各個(gè)易被觸及的金屬件間流過(guò)，通過(guò)測(cè)量壓降，根據(jù)施加電流值計(jì) 算出接地電阻值(接地電阻不應(yīng)超過(guò)0.1 Ω)。
權(quán)利要求1.一種程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀，其特征在于它包括絕緣電阻測(cè)試 回路、接地電阻測(cè)試回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、鍵盤(pán)和顯示器，絕緣電阻測(cè)試回路和接地 電阻測(cè)試回路的信號(hào)輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過(guò)信號(hào)傳輸線與微控制器 連接，鍵盤(pán)和顯示器通過(guò)接口連接在微控制器上；所述絕緣電阻測(cè)試回路由程控直流高壓電源、絕緣電阻測(cè)試線路、電源電壓采集線路 和分壓線路組成，電源電壓采集線路與絕緣電阻測(cè)試線路并聯(lián)，并與程控直流高壓電源連 接，電源電壓采集線路和電源電壓采集線路的信號(hào)輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接，電 源電壓采集線路上設(shè)有固定電阻，分壓線路的一端通過(guò)固定電阻上與電源電壓采集線路連 接，另一端并聯(lián)有若干個(gè)采樣電阻，該采樣電阻通過(guò)切換繼電器與絕緣電阻測(cè)試線路連接， 程控直流高壓電源通過(guò)信號(hào)傳輸線與所述微控制器連接；所述接地電阻測(cè)試回路具有一個(gè)程控交流電流電源、該程控交流電流電源通過(guò)限壓電 阻并接有電壓信號(hào)采集線路和接地電阻測(cè)試線路，所述電壓信號(hào)采集線路上設(shè)有電壓信號(hào) 采集器和電壓真-有效值轉(zhuǎn)換器，其信號(hào)輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接，所述接地電阻測(cè)試 線路上設(shè)有電流傳感器，其信號(hào)輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接，電流傳感器通過(guò)導(dǎo)線與程 控交流電流電源連接，程控交流電流電源通過(guò)信號(hào)傳輸線與所述微控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀，其特征在于所述 電壓真-有效值轉(zhuǎn)換器采用AD536轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1所述的程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀，其特征在于所述 電流傳感器采用霍爾電流傳感器LEM模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀，其特征在于所述 微控制器采用16位單片機(jī)87C196。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種程控電源絕緣電阻和接地電阻綜合測(cè)試儀，它包括絕緣電阻測(cè)試回路、接地電阻測(cè)試回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、鍵盤(pán)和顯示器，絕緣電阻測(cè)試回路和接地電阻測(cè)試回路的信號(hào)輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過(guò)信號(hào)傳輸線與微控制器連接，鍵盤(pán)和顯示器通過(guò)接口連接在微控制器上，該綜合測(cè)試儀能夠較好地實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備電源絕緣電阻和接地電阻的綜合測(cè)試，具有體積小，攜帶使用方便，工作穩(wěn)定，測(cè)量量程范圍大，測(cè)試精確度高，性能可靠，操作簡(jiǎn)便，能實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、顯示一體化等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R27/02GK201926710SQ20102064263
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者趙巖 申請(qǐng)人:河南省電力公司南陽(yáng)供電公司