專利名稱：電磁線擊穿電壓試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量漆包線電性能的儀器，特別是涉及一種全自動交流高壓法電壓試驗儀。
國際電工委員會IEC851-5標準及1983年GB4074標準有關漆包線部份規(guī)定，其電性能用擊穿試驗和耐壓試驗測定。擊穿試驗時選擇不同的高壓，以與其對應的升壓速度將高壓加于漆包線上，當試樣擊穿時，切斷高壓，顯示擊穿電壓數(shù)值，電壓回零。耐壓試驗時，交流高壓以一定速度上升，到達設定值時，高壓持續(xù)加于試樣兩端，若在升壓過程中被擊穿，則顯示擊穿電壓，高壓切斷、回零。為了執(zhí)行上述標準，瑞士生產(chǎn)了一種能對置于試驗箱中的5個試樣逐一進行測量的漆包線測量儀，它的不足是要采用手動方式進行切換試樣，手動調(diào)節(jié)升壓速度，手動操作交流高壓電壓升降；其顯示器采用七段發(fā)光數(shù)碼管，顯示信息量小，每次只能顯示一個試樣的試驗結果，而且試驗結果不能保留，也不能顯示耐壓試驗中試樣的實際耐壓時間，沒有安全及故障性質(zhì)的顯示。
本實用新型的目的就是提供一種能對5個試樣連續(xù)自動測試、能對測量值進行校正、采用漢化菜單方式進行人機對話，可同時顯示和保留5個試樣的擊穿電壓(擊穿試驗)或同時顯示試樣耐壓值與實際耐壓時間的全自動微機交流高壓法電壓試驗儀，可對耐壓值為100V-15000V各種型號電磁線進行耐擊穿電壓性能測量。
本實用新型是這樣設計的它由控制柜、操作部分和試驗箱三部份構成，其中控制柜內(nèi)裝有試樣切換裝置、高壓發(fā)生裝置、高壓擊穿電流檢測、主控裝置、交流高壓檢測控制裝置、高壓電壓升降裝置和對整個試驗裝置系統(tǒng)進行測量，控制和校正的主控微機系統(tǒng)；控制柜上設有由微機系統(tǒng)控制并可自動顯示和保留各種測量值的LCD或CRT顯示器及實行人機對話操作的鍵盤；試驗箱安裝在控制柜的中部，內(nèi)裝有裝夾各種試樣的試樣夾具。
本實用新型可適用IEC標準或其他類似標準，它采用微機系統(tǒng)對測量試驗進行自動計算和全過程自動控制，功能強；它能對5個試樣連續(xù)自動測試，自動切換，并根據(jù)所設置的參數(shù)自動選擇升壓速度，擊穿后電壓自動回零；采用漢化菜單方式進行人機對話，操作方便，控制準確；采用點陣或CRT顯示屏作顯示器，可同時顯示和保留5個試樣的擊穿電壓值或同時顯示和保留耐電壓值和實際耐電壓時間等參數(shù)。
下面結合實施例及其附圖詳細介紹本實用新型的具體結構。


圖1為本實用新型實施例的外形圖圖2為圖1的試驗箱內(nèi)部結構示意圖圖3為圖1的控制柜內(nèi)試樣切換裝置結構示意圖圖4為圖1的控制柜內(nèi)主控裝置結構示意圖圖5為圖1的控制柜內(nèi)高壓發(fā)生裝置結構示意圖圖6為實施例的硬件系統(tǒng)結構框圖圖7為實施例的擊穿電流5MA電路示意圖圖8為繼電器控制電路原理圖圖中1.控制柜 2.鍵盤 3.顯示器 4.試驗箱 5.觀察窗口6.試樣夾具 7.門開關 8.過電壓吸收及高壓切斷裝置 9.真空高壓繼電器組10.接口控制板11.交流互感器PT 12. 110V繼電器 13.接觸器 14. 24V電源15.電機電源16.自耦調(diào)壓器 17.齒輪18.可逆電機19.高壓變壓器20.微機主控制板 21.開關電源22.光電隔離板 23.電壓檢測單片機24.5MA檢測電路 25.試樣 26.升壓速度控制電路 27.溫度控制電路 28.RHV取樣電阻 29.濾波電路 30.電平檢測電路 31.驅(qū)動電路32.光電隔離器 33.鎖存器 34.驅(qū)動電路實施例如圖1所示，本實施例的操作部份固定在控制柜1上部，試驗箱設在控制柜1的中部，從而使控制柜1、操作部份、試驗箱4三位成一位。試驗箱4的正面設有觀察窗口5，如圖2所示，箱內(nèi)裝有試驗夾具。在試驗箱4的測面裝有門開關7，只有當門完全關好時，門開關7才被壓合，系統(tǒng)才能開始工作，以保證操作人員的安全。控制柜1上部設有操作部分，它包括由微機自動控制、可自動顯示各種測量值的LCD或CRT顯示器3和微機操作鍵盤2。本實施例的鍵盤2共包括9個鍵，分別定義為“REST”、“∧”、“∨”、“↑”、 “↓”、“←”、“→”、“O”、“ ”。由“∧”、“∨”兩個鍵進行功能選擇，“↑”、“↓”、“←”、“→”、四個鍵進行輸入?yún)?shù)設置，刪除、插入、修改；“O”鍵為記憶鍵； 鍵為進入下一菜單鍵；“RESET”復位鍵，使整個系統(tǒng)復位；一旦按下復位鍵，則無論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，都使高壓自動回零；按功能鍵可進入校正狀態(tài)，微機根據(jù)設置的校正電壓，自動選擇升壓速度，在規(guī)定的升壓時間內(nèi)升高輸出電壓，由顯示器3直接顯示出實測的輸出電壓值和升壓時間。微機還可通過置入輸出電壓的實際值進行電壓標定或根據(jù)電壓值及升壓時間標定升壓速度。
本實施例的其他測試和控制裝置分設在控制柜1內(nèi)的下部，其中試樣切換(如圖3所示)，其后排設置過電壓吸收及高壓切斷裝置8。(含2個高壓繼電器)，中排和前排設置高壓繼電器組9(含8個真空高壓繼電器1JH～8JH)，其中中排設置的5個真空高壓繼電器4JH～8JH用于完成對5個試樣進行切換，前排設置的3個真空高壓繼電器1JH～3JH用于高壓檔換檔切換。主控裝置(如圖4所示)前排安置接口控制板10，后排依次安裝110V繼電器12、接觸器13和供應繼電器電能的24V直流電源14，側面裝有交流互感器PT11，電源由交流220V經(jīng)變壓器和橋路整流而來。其中接口控制板10分別與過電壓吸收及高壓切斷裝置8、繼電器組9和主控微機系統(tǒng)連接；微機系統(tǒng)控制高壓吸收和高壓切斷裝置8和繼電器組9來完成對高壓回路的控制；高壓發(fā)生裝置(如圖5所示)，設有可逆電機電源15、齒輪17、可逆電機18和高壓變壓器19，自耦調(diào)壓器16的可調(diào)輸出與高壓變壓器19的初級連接，高壓變壓器次級共有300V、1KV、2.5KV、和15KV四個抽頭，由真空高壓繼電器組9的前排三個繼電器1JH～3JH控制，為被測試的漆包線進行電壓試驗時提供所需的交流高壓。高壓變壓器19初級上高電壓經(jīng)交流互感器PT11隔離變?yōu)榈碗妷海俳?jīng)電壓測量電路的分壓電路和理想整流電路送入微機系統(tǒng)進行測量。
本實用新型整個硬件系統(tǒng)的結構框架圖(如圖6所示)，主控微機系統(tǒng)由主控單片機20、開關電源21、光電隔離裝置22、單片機23、顯示器3、鍵盤2構成，它控制和檢測各部分裝置的工作狀態(tài)控制可逆電機的正轉、停止、反轉三種狀態(tài)，控制試驗箱4內(nèi)濕度，控制試樣的自動切換；它根據(jù)鍵盤2輸入的參數(shù)進行計算和處理，自動選擇電壓檔位和升壓速度，并且根據(jù)交流高壓檢測系統(tǒng)提供的瞬時高壓值進行控制；它在試驗中自動對各檔測量值進行標定而得到校正系數(shù)，并將校正系數(shù)存入存儲器中，然后將每一次的測量值乘以校正系數(shù)，以達到對測量值進行校正的目的。各項試驗的操作步驟、輸入的參數(shù)和測量得到的各種結果都能自動在顯示器上顯示出來。
交流高壓檢測裝置由主控微機系統(tǒng)、接口板控制10和電壓檢測單片機23構成。自耦調(diào)壓器16上的電壓經(jīng)交流互感器PT11轉換為低電壓經(jīng)接口控制板10上電壓分壓整流電路，送入電壓檢測單片機系統(tǒng)23(包括單片機23和A/D芯片)，測量結果通過串行通道送入主控微機系統(tǒng)。
試樣通斷電及自動切換裝置由主控微機系統(tǒng)、接口控制板10，自耦變壓器16，高壓變壓器19、高壓吸收及高壓切斷裝置8、高壓繼電器組9和試樣25構成，自耦變壓器16的輸出接高壓變壓器19的初級，高壓變壓器19的次級輸出的高壓分300V、1KV、2.5KV、15KV四檔，分別由真空高壓主繼電器組9中3個繼電器1JH、2JH、3JH控制；又由于需連續(xù)對5個試樣進行試驗，每個試樣需要一個高壓繼電器控制，此項控制由真空高壓繼電器組9中的5個繼電器4JH、5JH、6JH、7JH、8JH來控制。主控微機系統(tǒng)通過接口控制板10來控制任一繼電器的通/斷狀態(tài)，從而達到自動切換電壓檔和依次選擇各試樣連續(xù)自動地進行試驗。
如圖6、圖7所示，擊穿電流檢測控制電路由由主控微機系統(tǒng)、接口控制板10和TMA檢測電路24構成；試驗檢測信號由取樣電阻28取自高壓回路的電流經(jīng)整流轉換成低電壓，經(jīng)濾波電路29、再經(jīng)施密特電平檢測電流而來，當電流達到所設定的擊穿電流5MA時，電路翻轉分為三路，一路經(jīng)光電隔離器32、D鎖存器33鎖存擊穿信息供主控微機系統(tǒng)主控單片機20查詢，單片機20查詢到D鎖存器33出現(xiàn)擊穿信息時，便能確定此瞬時的電壓值為擊穿電壓值，并顯示在顯示器3的屏幕上；第二路經(jīng)驅(qū)動器34控制高壓吸收及高壓切斷裝置8，如未發(fā)生擊穿，則高壓吸收及高壓切斷裝置8不動作；如已擊穿，則高壓吸收及高壓切斷裝置8即驅(qū)動接觸器13直接將高壓變壓器19的初級主回路切斷；第三路經(jīng)接觸器13將高壓變壓器19的次級回路強制斷開，以確保變壓器初級回路都能可靠切斷。
如圖8所示，采用調(diào)節(jié)可逆電機18的控制繞組的電壓來調(diào)節(jié)擊穿電壓試驗時的電壓升壓速度?？刂评@組電壓的調(diào)節(jié)由電機電源15的變壓抽頭與電阻降壓共同組成，其中變壓器抽頭作粗調(diào)節(jié)，電阻降壓作細調(diào)節(jié)。該變壓器抽頭的切換由雙刀雙投7J、7J、9J、控制。7J、8J、9J繼電器同時還控制高壓變壓器19的次級輸出的高壓切換，當7J閉合時，高壓繼電器組9的1JHV動作，此時高壓變壓器輸出端高壓為15KV或2.5KV，同時7J2動作，對應的升壓速度500V/S或100V/S檔閉合；8J、9J工作過程亦如上，這樣就使升壓速度及電壓選擇同步切換。高壓升壓降壓速度調(diào)節(jié)裝置由可逆電機18、齒輪17、繼電器9、變壓器19、接觸器13、自耦變壓器16、主控微機系統(tǒng)，升壓速度控制電路26構成，當主控微機系統(tǒng)通過升壓速度控制電路26控制可逆電機18正轉時電機18就驅(qū)動齒輪17帶動自耦調(diào)壓器升高電壓，反之則帶動自耦調(diào)壓器降低電壓，電機的轉速越快，自耦調(diào)壓器的電壓亦升得越快，而自耦調(diào)壓器的輸出又與高壓變壓器19的初級主回路相接，則可致使試樣上獲得越快的升壓速度。而可逆電機18轉速的快慢可由主控微機系統(tǒng)控制可逆電機電源不同的電壓抽頭和電位器調(diào)節(jié)決定，從而實現(xiàn)升壓速度的控制。
權利要求1.一種電磁線擊穿電壓試驗裝置，由控制柜(1)、操作部分和試驗箱(4)三部分構成，其特征在于控制柜(1)內(nèi)裝有主控裝置、高壓擊穿電流檢測控制裝置、交流高壓檢測控制裝置、高壓發(fā)生裝置及高壓電壓升降裝置、試樣切換裝置和主控微機系統(tǒng)；操作部份設有主控微機系統(tǒng)的顯示器(3)、實施人機機對話操作控制的鍵盤2；試驗箱(4)安裝在控制柜(1)的中部；試驗箱(4)內(nèi)裝試樣夾具(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于控制柜(1)內(nèi)安裝的主控微機系統(tǒng)由接口控制板(10)、110V繼電器(12)、接觸器(13)、24V電源(14)、交流互感器PT(11)組成；高壓發(fā)生裝置由高壓變壓器(19)、自耦調(diào)壓器(16)、可逆電機電源(15)、齒輪(17)、可逆電機(18)組成；試樣切換裝置由過電壓吸收和高壓切斷裝置(8)及8個真空高壓繼電器組成的繼電器組(9)組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于主控微機系統(tǒng)由主控單片機(20)、開關電源(21)、光電隔離裝置(22)、電壓檢測單片機(23)、顯示器(3)、鍵盤(2)構成，其顯示器(3)采用LCD或CRT，用以顯示或保留操作步驟、試樣編號、試驗結果、耐壓時間等。
4.根據(jù)權利要求3所述的試驗裝置，其特征在于其鍵盤(2)共設有9個鍵“RESET”為復位鍵，“∧”、“∨”為功能選擇鍵，“↑”、“↓”、“←”、“→”為輸入?yún)?shù)設置、刪除、插入、修改鍵，“O”為記憶鍵，
為進入下一菜單鍵。
5.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于其高壓檢測裝置由主控微機系統(tǒng)、接口控制板(10)、電壓檢測單片機(23)和A/D芯片、自耦調(diào)壓器(16)、交流互感器PT(11)構成。
6.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于其高壓發(fā)生，試樣通、斷電及自動切換裝置由主控微機系統(tǒng)控制，并與接口控制板(10)、自耦調(diào)壓器(16)、高壓變壓器(19)、真空高壓繼電器組(9)、試樣(25)組成。其中自耦變壓器(16)的輸出接高壓變壓器(19)的初級高壓變壓器(19)的次級輸出的高壓有300V、1KV、2.5KV、15KV四檔，分別由繼電器組(9)中的3個真空高壓繼電器1JH、2JH、3JH控制，繼電器組(9)的另5個真空高壓繼電器(4-8)JH分別控制5個試樣(25)的1個試樣。
7.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于其擊穿電流檢測控制電路由主控微機系統(tǒng)、接口控制板(10)、5MA檢測電路(24)構成，其中5MA檢測電路(24)從取樣電阻(28)采取經(jīng)過整流的高壓回路的電流信號，并將其轉換成電壓，再經(jīng)過濾波電路(29)、施密特電平檢測電路(30)，為高壓電路擊穿電流試驗提供檢測電信號，該檢測信號分為三路，一路經(jīng)光電隔離器(32)、D鎖存器(33)傳至主控微機系統(tǒng)單片機(20)；一路經(jīng)驅(qū)動器(34)，高壓繼電器組(9)控制高壓變壓器的初級回路的通斷電；一路經(jīng)驅(qū)動器(31)和接觸器(13)控制高壓變壓器(19)的次級回路的通斷電。
8.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于由主控微機系統(tǒng)、電壓互感器、存貯器構成能夠使本試驗裝置根據(jù)輸入?yún)?shù)進行自行校正和標定的校正電路。
9.根據(jù)權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于其主控微機系統(tǒng)與接口控制板之間裝有光電隔離器(22)、在電平檢測電路(30)與微機系統(tǒng)單片機(20)之間裝有光電隔離器(32)。
專利摘要一種測量電磁線的擊穿電壓及耐擊穿電壓性能的裝置，微機發(fā)出控制信號，自動選擇升壓速度，控制輸出交流高壓，對試驗箱中5個試樣連續(xù)自動測試。當試樣擊穿、高壓回路電流達到設定值時，自動切斷高壓并顯示試樣編號及對應的試驗電壓。另外設置高壓輸出端供電工產(chǎn)品及儀器的耐壓試驗，可顯示試樣的耐壓值和實際耐壓時間。采用漢化菜單方式進行人機對話，使操作簡便，可用國標和IEC851-5標準對電磁線進行試驗。
文檔編號G01R31/12GK2256538SQ95238190
公開日1997年6月18日 申請日期1995年12月8日 優(yōu)先權日1995年12月8日
發(fā)明者汪仁煌, 梁月明 申請人:汪仁煌, 梁月明