專利名稱：絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于固體或流體的物品或樣品的介電強(qiáng)度或擊穿電壓測(cè)試裝置，主要用于絕緣油的擊穿電壓測(cè)驗(yàn)。
目前絕緣油的擊穿測(cè)試是采用手動(dòng)調(diào)壓，人工分析處理的常規(guī)試驗(yàn)方法，其不足之處是體積笨重，準(zhǔn)確度低，試驗(yàn)人員重復(fù)操作達(dá)半小時(shí)以上，每次試驗(yàn)過(guò)程的一致性差，滿足不了絕緣油新試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
本實(shí)用新型的目的是克服上述缺點(diǎn)，而提出的一種便于攜帶，實(shí)現(xiàn)人工智能的絕緣油的擊穿電壓測(cè)試裝置。
本實(shí)用新型的特征是，將Z80系列微型計(jì)算機(jī)用硬件接口電路與高壓變壓器(PT)進(jìn)行接口連接，通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⒃囼?yàn)過(guò)程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)分析處理。
硬件接口電路由(一)邏輯控制部分；(二)信號(hào)檢測(cè)及光電保護(hù)部分；(三)自動(dòng)調(diào)壓部分；(四)數(shù)據(jù)變換、處理部分組成。


圖1是硬件接口電路圖，圖中(一)是邏輯控制部分；(二)是信號(hào)檢測(cè)及光電保護(hù)部分；(三)是自動(dòng)調(diào)壓部分；(四)是數(shù)據(jù)變換、處理部分。
圖2是程序流程圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的解決方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
1、程序流程程序流程如圖2所示，程序的流通是按事先編好的順序工作的，全部用Z80匯編指令寫成，采用自上而下的功能模塊化結(jié)構(gòu)，固化在2716EPROM里，插在單板機(jī)的U插座中。流通過(guò)程是，打開電源開關(guān)后，先執(zhí)行整機(jī)初化工作，此時(shí)將內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)清“0”，非數(shù)據(jù)區(qū)置“1”，即設(shè)置好軟件陷井保護(hù)標(biāo)志，并送入控制用的參數(shù)。初始化后就進(jìn)入鍵盤控制管理程序，等待操作人員將面板上的方式選擇鍵壓下和掀一下“執(zhí)行”鍵，程序就進(jìn)入打印處理模塊，執(zhí)行判斷應(yīng)該打印的內(nèi)容，接著就進(jìn)入鐘控模塊，鐘控程序讓面板上的顯示器按事先送入的時(shí)、分、秒按減時(shí)鐘順序記數(shù)，當(dāng)面板上的顯示器減至全零時(shí)，發(fā)出起動(dòng)升壓信號(hào)，接觸器KQ可靠合閘后，打開升壓電機(jī)回路中的閉鎖接點(diǎn)，可逆電機(jī)開始正向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)起步后程序進(jìn)入用ADC0804型A／D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的轉(zhuǎn)換模塊，顯示器顯示以伏為單位的電壓數(shù)值，從圖2流程圖中可以看出，程序此時(shí)將在A／D轉(zhuǎn)換，越限，擊穿判斷模塊中循環(huán)下去，退出循環(huán)的條件有兩個(gè)，一是硬件電路產(chǎn)生的擊穿信號(hào)，將使程序轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理模塊，完成一次升壓過(guò)程，另一種是試驗(yàn)電壓已達(dá)到上限(如50－60KV)，硬件產(chǎn)生的過(guò)壓信號(hào)和軟件的判斷使程序退出無(wú)限循環(huán)，進(jìn)入鐘控程序穩(wěn)定半分鐘，由越限監(jiān)督程序判斷在穩(wěn)定過(guò)程中是否發(fā)生擊穿，若無(wú)擊穿現(xiàn)象則打合格√號(hào)結(jié)束試驗(yàn)，以上是本裝置工作流程。
2、硬件接口電路工作原理(1)邏輯控制部分控制部分如圖1中(一)，采用R－S觸發(fā)器取代傳統(tǒng)的繼電器控制方案，該R－S觸發(fā)器是用74LSOO雙輸入端四與非門集成塊I0組合而成。R－S采用正邏輯“0”電平觸發(fā)，觸發(fā)器Q端I。第11腳的控制信號(hào)經(jīng)75452P雙與非驅(qū)動(dòng)門I3、I4，驅(qū)動(dòng)帶密封繼電器J、J、J隔離放大到強(qiáng)電，用來(lái)控制交流接觸器KQ的開斷和自耦調(diào)壓器ZOB的升降或停止。R－S觸發(fā)器的R和S輸入端，即集成塊I0的第1腳、第13腳接有不同容量的定位電容C3、C4，以保證在剛合上電源時(shí)，觸發(fā)器Q端出“1”電平，J1接點(diǎn)斷開交流接觸器KQ線圈兩端的電源，高壓試驗(yàn)變壓器PT零位狀態(tài)確定。計(jì)算機(jī)中Z80PIO并行輸出可編程接口片的PB0－3設(shè)定為輸出，PB4－7為輸入，當(dāng)程序執(zhí)行初始化時(shí)，Z80PIO作為輸出口的PB0－3狀態(tài)懸浮，所以在狀態(tài)變換控制門74LS02兩輸入四或非門集成塊I1的第2、3、5、6輸入腳，接入R1～R4電阻箝位，其輸出第1、4腳再與觸發(fā)器的R和S端相連，軟件程序發(fā)出的控制信號(hào)在集成塊I1中進(jìn)行變換后作為R－S觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)信號(hào)，從而完成特定的控制功能，以上控制的特點(diǎn)是與上級(jí)電路接口靈活方便，翻轉(zhuǎn)時(shí)間快，功耗低，可靠性高。
本裝置設(shè)有手動(dòng)控制，HAN為手動(dòng)合閘按鈕，接至四或非門I1的腳5端，跳閘按鈕TAN通過(guò)二級(jí)管D2接至四或非門I1的第3腳，升壓按鈕CAN經(jīng)D7、D8、R6組成的正或門電路與雙與非驅(qū)動(dòng)門I3的第2腳相連。上述邏輯功能是保證手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，閉鎖其程序部分執(zhí)行。
(2)信號(hào)檢測(cè)及光電保護(hù)部分電路原理如圖1中(二)，LB是電流－電壓變換器，變換器LB的一次線圈串接在高壓變壓器PT的低壓測(cè)回路中。當(dāng)流過(guò)一次側(cè)的電流增大時(shí)，二次側(cè)的電壓會(huì)隨著增高，此電壓經(jīng)橋式整流器QL2整流，C9－C12、R9降壓濾波后作為擊穿控制電壓。光電耦合器GD1與三級(jí)管BG1復(fù)合構(gòu)成一個(gè)反相器，在高壓試驗(yàn)變壓器PT未發(fā)生短路時(shí)，調(diào)整電位器W1，使BG1集電極輸出高電平，當(dāng)變壓器PT擊穿短路后，LB中的電壓將突然增加經(jīng)DW1限幅，三極管反相器BG1觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，BG1由高變低的兩路信號(hào)，一路發(fā)出跳閘信號(hào)切斷短路電源，一路經(jīng)雙與非驅(qū)動(dòng)門I4二極管D10送至計(jì)算機(jī)使計(jì)算機(jī)程序強(qiáng)制性恢復(fù)入口，以避免短路造成的強(qiáng)烈干擾，使程序飛掉而裝置失控。測(cè)量信號(hào)采用電壓－電壓變換器YB提取。
YB是二次隔離降壓變壓器，把原邊0至220伏的交流電壓變換為0至15伏的模擬量，并經(jīng)整流器QL2全波整流，R12、C14至C17電容濾波，W2電位器調(diào)整成幅度為0至5伏的直流電壓由DW2限幅保護(hù)后送至AOC0804A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器1N＋、1N－端。電壓信號(hào)亦是從變換器YB變換整流后提取的，濾波電容C17兩端的直流信號(hào)電壓，經(jīng)電位器W3調(diào)整，GD2、BG2復(fù)合隔離放大后，從BG2集電極輸給計(jì)算機(jī)一個(gè)電壓信號(hào)，由軟件執(zhí)行上限電壓的判斷與保護(hù)。
(3)自動(dòng)升壓部分此部分是強(qiáng)電執(zhí)行系統(tǒng)，如圖1中(三)，它主要由自調(diào)壓器ZOB和與之同軸的電動(dòng)機(jī)D組成的電動(dòng)調(diào)壓器、交流接觸器KQ、高壓試驗(yàn)變壓器PT組成，當(dāng)控制部分使KQ吸合時(shí)，其常開接點(diǎn)閉合，PT工作，常閉接點(diǎn)斷開并解除ZOB的零位封鎖，在J1吸合后電動(dòng)機(jī)D正轉(zhuǎn)，調(diào)壓器ZOB自動(dòng)升壓，一旦油樣擊穿或是旋轉(zhuǎn)到上限位置，上限開關(guān)1WK動(dòng)作，則J1又使接觸器KQ斷開，電動(dòng)機(jī)D自動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)返回，直至到下限位置零限開關(guān)OWK動(dòng)作，才又穩(wěn)定到初始零值狀態(tài)。
(4)數(shù)據(jù)變換處理部分根據(jù)變壓器原理 (U1)/(U2) ＝K，信號(hào)檢測(cè)是從高壓試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)，經(jīng)電壓變換器YB二次變換，作為模擬信號(hào)的。
數(shù)模轉(zhuǎn)換采用一片ADCO0804A／D，并直接焊在Z80系列單板機(jī)的布線區(qū)。圖1中(四)給出0804A／D與Z80系列單板機(jī)的實(shí)際聯(lián)接圖。電壓變換器YB提供幅度為0～5伏的模擬信號(hào)接至1N＋、1N－，R20、C29提供轉(zhuǎn)換時(shí)標(biāo)，D0－D7，CS，RD以及WR都與計(jì)算機(jī)的總線相連。這時(shí)的A／D可看成是計(jì)算機(jī)的一個(gè)外設(shè)接口片，因此CS信號(hào)應(yīng)接由接口的地址譯碼器件提供，若選用PS5作為ADC0804的CS信號(hào)，因此相應(yīng)的接口地址為94H，而RD，WR信號(hào)，直接由計(jì)算機(jī)的10R，10W提供，其它D0～D7與CPu的數(shù)據(jù)線D0～D7相對(duì)應(yīng)。該電路又直接焊在布線區(qū)，連線短，干擾小，并無(wú)需驅(qū)動(dòng)電路。
因?yàn)楸緦?shí)用新型采用微機(jī)控制絕緣油的擊穿電壓測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)智能化，因此，把測(cè)試人員從簡(jiǎn)單重復(fù)的操作中解脫出來(lái)，且提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和每次試驗(yàn)過(guò)程的一致性，滿足了絕緣油新測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的要求。
權(quán)利要求1.一種絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，其特征是將Z80系列微型計(jì)算用硬件接口電路與高壓變壓器PT進(jìn)行接口連接，硬件接口電路由邏輯控制部件(一)、信號(hào)檢測(cè)及光電保護(hù)部分(二)、自動(dòng)調(diào)壓部分(三)、數(shù)據(jù)變換部分(四)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，其特征是所說(shuō)的Z80系列微型計(jì)算機(jī)中Z80PIO并行接口芯片的PB0－3輸出至接口電路控制部分(一)是經(jīng)過(guò)電阻R1～R6箝位，電容C3、C4定位后再與四或非門集成塊I1輸入端3、6腳相接；微型計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)經(jīng)集成塊I1進(jìn)行狀態(tài)變換后的信號(hào)由集成塊I1的1、4腳輸出至雙輸入端四與非門集成塊I0組合成的R－S觸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，其特征是所說(shuō)的雙輸入端四與非門集成塊I。組成的R－S觸發(fā)器是采用正邏輯“0”電平觸發(fā)，觸發(fā)控制信號(hào)經(jīng)雙與非驅(qū)動(dòng)門I3、I4驅(qū)動(dòng)超小型密封繼電器J0、J1、J2的常開接點(diǎn)控制接觸器KQ的開斷和調(diào)壓器ZOB的升降停。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，其特征是所說(shuō)的控制部分設(shè)有手動(dòng)合閘按鈕HAN與四或非門集成塊I1的5腳連接，跳閘按鈕TAN通過(guò)二極管D2接至四或非門集成塊I1的3腳，升壓按鈕CAN經(jīng)D7、D8、R6組成的正或門電路與雙與非驅(qū)動(dòng)門I3的2腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，其特征是所說(shuō)的信號(hào)檢測(cè)是從高壓變壓器PT低壓側(cè)經(jīng)電壓變換器YB、橋式整流器QL2整流濾波后經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)整標(biāo)度電位器W2的中心抽頭送至ADC0804型A／D數(shù)模轉(zhuǎn)換器件1N＋、1N－端；擊穿信號(hào)的檢測(cè)是由串接在高壓變壓器PT初級(jí)回路中的電流變換器LB變換，LB的次級(jí)接有負(fù)載電阻R8、橋式整流器QL1、電容C9～C12、濾波電阻R9、電位器W1、限幅器DW1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，其特征所說(shuō)的光電保護(hù)是由光電耦合器GD1、GD2與三極管BG1、BG2復(fù)合隔離放大和電阻R10～R15組成電壓保護(hù)和擊穿保護(hù)電路，軟件抗干擾程序的啟動(dòng)信號(hào)從三極管BG1的集電極引至雙與非驅(qū)動(dòng)門I4、再由二極管D10隔離送至計(jì)算機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種絕緣油擊穿電壓測(cè)試裝置，屬于固體和流體的物品或樣品的介電強(qiáng)度或擊穿電壓測(cè)試裝置，本裝置是將Z80系列微型計(jì)算機(jī)用硬件接口電路與高壓變壓器進(jìn)行接口連接，通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⒃囼?yàn)過(guò)程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)分析處理，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)智能化，從而把測(cè)試人員從簡(jiǎn)單重復(fù)的操作中解脫出來(lái)，提高了每次試驗(yàn)過(guò)程的一致性，滿足了絕緣油新試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
文檔編號(hào)G01R31/12GK2032327SQ8721652
公開日1989年2月8日 申請(qǐng)日期1987年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月16日
發(fā)明者劉積昌 申請(qǐng)人:襄樊市供電局