一种绝缘油耐压仪校验装置的制作方法

文档序号:5859487阅读:243来源:国知局
专利名称:一种绝缘油耐压仪校验装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种耐压试验校验装置,特别是在变压器、油断路器、电力电缆、
电容器、互感器等高压电气设备中广泛使用的绝缘油的耐压仪校验装置。
背景技术
长期以来,很多高压电气设备中一直广泛地使用绝缘油,如变压器、油断路器、电 力电缆、电容器、互感器等。绝缘油起着加强绝缘、冷却和灭弧的作用。注入电气设备的绝 缘油需要进行电气强度试验,测试绝缘油的耐压程度。常用的测试方法是在绝缘油中放上 一定形状的标准试验电极,在电极间加上50Hz电压,并以一定的速率逐渐升压,升压速率 一般为2-3kV/s,直至电极间的油隙被击穿为止,该电压即为绝缘油的击穿电压,单位为kV 或者换算为击穿强度,单位为kV/cm。绝缘油发生击穿现象以后,由于试验装置的保护机制, 加在绝缘油上的电压会瞬间跌落,传统基于单片机控制的测量电路,需要靠软件来比较上 一次电压和当前电压的值,如果发生大的变化,再执行相应的动作。这样的方案下,当单片 机检测到油被击穿时,其实击穿现象已经发生了一段时间,单片机此时再来读取击穿瞬间 电压大幅度跌落前的值已经不准确,不利于准确检测绝缘油的耐压值。

实用新型内容本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够更加准确捕获绝缘 油耐压值的绝缘油耐压仪校验装置。 为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是一种绝缘油耐压仪校验装置,包 括用于控制整套测量系统的单片机控制电路、与所述的单片机控制电路相连接的CPLD控 制电路、与所述的CPLD控制电路相连接的电压信号采集电路、与所述电压信号采集电路相 连接的数据存储电路、与所述单片机控制电路相连接的显示控制电路,其特征在于所述的 单片机控制电路由单片机控制芯片组成,所述的CPLD控制电路由CPLD芯片组成,所述的电 压信号采集电路包括ADC转换电路和电平转换电路组成,ADC转换电路将电压信号转换为 16位二进制信号输出至电平转换电路,电平转换电路将采集的电压信号传至数据存储电 路,数据存储电路由SRAM芯片组成,显示控制电路由一块分辨率为320240的点阵液晶显示 屏和电平转换芯片组成,根据单片机控制电路的需要,可同时将采集的电压信号传至CPLD 控制电路,单片机控制电路再与CPLD控制电路之间传输数据,由单片机控制电路产生的显 示控制信号经电平转换芯片输出值液晶显示屏。 优选的,采用单片机控控制CPLD产生ADC采集电压信号的时序,ADC根据CPLD产 生的时序实时采集电压数据并存入SRAM中,同时ADC采集的电压数据可以根据需要输入到 CPLD中供单片机控制显示屏显示实时电压值使用。 优选的,可以准确采集电压瞬间数据,同时可以在检测到绝缘油被击穿后,回读已 经保存在SRAM中的击穿瞬间电压数据,由单片机计算出绝缘油被击穿瞬间电压大幅度跌 落前的准确值。[0007] 由于上述技术方案的运用,本实用新型与现有技术相比具有下列优点 传统方案用软件比较的方法实现绝缘油击穿电压的测量,不利于准确地捕捉击穿
瞬间的电压值,本实用新型采用先记录后查询的方法可以保证绝缘油击穿瞬间电压数据的
准确记录,进而准确测量绝缘油的耐压值;传统方案采用单片机直接控制ADC采样,一旦
绝缘油击穿瞬间的强电磁干扰造成单片机死机,整个测量就无法正常进行,本实用新型用
CPLD产生控制ADC采样的时序,使得电压数据采集更加可靠;传统方案要检测测试电压的
失真度时需要使用失真度仪,这样不但增加成本也增加了测试的复杂度,本实用新型能够
使用FFT数字计算方案检测试验电压信号的失真度,比传统方案更便捷;在测试过程中能
够检测并显示升压速率,克服了人工计时费时且不准确的缺点。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明 附

图1 :为本实用新型绝缘油耐压仪校验装置的原理框图; 其中1、单片机控制电路;2、CPLD控制电路;3、电压信号采集电路;4、数据存储电 路;5、显示控制电路。
具体实施方式如附图1所示的本实用新型所述的一种绝缘油耐压仪校验装置,包括单片机控制 电路1、 CPLD控制电路2、电压信号采集电路3、数据存储电路4、显示控制电路5 ;加在绝缘 油上的50Hz电压经电容取样后转换为幅值在0 5V的电压,送至信号采集电路3,由单片 机控制电路1控制CPLD控制电路2产生信号采集电路的ADC31需要的时序,ADC31采集到 的5V电平信号经电平转换电路32转换成3. 3V电平后送至数据存储电路4的SRAM41中 保存,同时ADC31采集的数据可以通过电平转换电路32送至CPLD控制电路2,当单片机控 制电路1需要将当前电压、频率、失真度、升压速率等信息传至显示控制电路5时,可以通过 CPLD21来读取当然ADC31采集到的数据,再处理后送至显示控制电路5,当电压升至绝缘油 被击穿时,由于保护机制,绝缘油上的电压会瞬间大幅度跌落,单片机控制电路1比较上一 次电压值和当前电压值的差距,检测到击穿现象发生后,立即控制CPLD控制电路2停止产 生启动ADC31采集信号的时序,SRAM41中的数据停止被刷新,绝缘油被击穿瞬间的电压数 据保存在了 SRAM中,单片机控制电路1经CPLD控制电路2读取SRAM41中的数据,找到发 生击穿瞬间的最大电压峰值,并将其送至显示控制电路5,如果击穿瞬间由于电压突变产生 的强电磁干扰导致单片机控制电路1不能正常工作,单片机控制芯片11会启动预置的看门 狗电路,自动复位,复位后单片机控制CPLD21不再产生启动ADC31采集信号的时序,SRAM41 中的数据也不会在单片机复位后被刷新。复位后,试验人员可以通过装置的回读功能来获 取击穿现象发生瞬间的数据。 所述绝缘油耐压仪校验装置的工作原理通过单片机控制CPLD产生启动ADC采 集电压信号的脉冲,并在CPLD内部设计一个16位的计数器,该计数器值可以通过单片机来 读取。CPLD每产生一个脉冲,ADC就启动一次电压信号采集,同时计数器值加l,把该计数 器值作为地址信号传至SRAM的地址总线,ADC采集的结果传至SRAM的数据总线,这样就在 SRAM中把此次采集的电压数据保存在了计数器值对应的地址处。依此类推,CPLD持续产生脉冲,计数器值不断增加,ADC持续启动电压信号采集,电压数据也不断被保存在SRAM中。 当试验电压升压至一定值时,绝缘油被击穿,电压瞬间大幅度跌落,单片机靠软件比较的方 式检测到击穿现象发生以后,立即控制CPLD停止产生启动ADC采集电压的脉冲,CPLD内部 的计数器值便不再增加,SRAM中已有的数据不会再被新的数据覆盖,绝缘油被击穿的瞬间 电压数据就仍然保存在SRAM中。通过单片机读取此时CPLD内部的计数器值,并以这个值 为起始地址,向地址减小的方向读取SRAM中的数据,找到一个最大值,这个值一定是绝缘 油的准确最大耐压值。 由于绝缘油被击穿的瞬间会产生很强的电磁干扰,有可能造成单片机控制电路死 机,即使在此情况下,只要整套装置不掉电,CPLD就仍然能继续产生启动ADC采集电压的脉 冲,从而保证在单片机死机情况下仍然继续采集电压信号并将其保存在SRAM中,在单片机 复位后再控制CPLD停止产生启动ADC的脉冲,单片机就能够回读到正确的电压数据。 本方案使用的SRAM可以存放2秒钟以上的采样信号值,在此时间内,单片机完全 能够检测到绝缘油被击穿现象的发生,并及时控制CPLD停止产生启动ADC采集信号的脉 冲。 ADC采集的电压信号也可以根据需要进入CPLD,经CPLD处理后送至单片机,单片 机再处理采集到的电压信号,并将当前试验电压有效值显示在液晶屏上,供试验人员参考。 更进一步的,本实用新型还能够在检测到绝缘油被击穿后,将击穿瞬间的电压波 形显示在液晶屏上,提供给试验人员做参考,此外本实用新型还能够测量加在绝缘油上 50Hz试验电压的失真度,检测升压过程中的升压速率。 本实施例的单片机控制芯片采用了 ATMEL公司的ATMEGA128, CPLD采用ALTERA公 司的EPM7256AETC144, SRAM采用ISSI公司的61LV6416L, ADC采用AD公司的AD976,电平 转换电路芯片型号为74LVC4245。 本实施例不通过单片机直接控制ADC采集信号,而是通过CPLD产生控制时序,电 压信号的可以实时采集并存储,当单片机需要SRAM中的数据时,可以查询已经记录在SRAM 中的数据,这样就克服了传统单片机通过软件比较耗时且捕捉不准确的缺点。通过CPLD控 制ADC采集信号,即使在单片机受干扰不能正常工作时,CPLD仍然能够保证ADC继续采集 信号,将放电瞬间的数据全部记录在SRAM中,这样大大提高了击穿瞬间电压数据捕获的准 确度。 以上仅是本实用新型的具体应用范例,对本实用新型的保护范围不构成任何限 制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,或任何对本实用新型中所述平板的 移动方式,均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求一种绝缘油耐压仪校验装置,包括用于控制整套测量系统的单片机控制电路(1)、与所述的单片机控制电路(1)相连接的CPLD控制电路(2)、与所述的CPLD控制电路(2)相连接的电压信号采集电路(3)、与所述电压信号采集电路(3)相连接的数据存储电路(4)、与所述单片机控制电路(1)相连接的显示控制电路(5),其特征在于所述的单片机控制电路(1)由单片机控制芯片(11)组成,所述的CPLD控制电路由CPLD芯片(21)组成,所述的电压信号采集电路(3)包括ADC转换电路(31)和电平转换电路(32)组成,ADC转换电路(31)将电压信号转换为16位二进制信号输出至电平转换电路(32),电平转换电路(32)将采集的电压信号传至数据存储电路(4),数据存储电路(4)由SRAM芯片(41)组成,显示控制电路(5)由一块分辨率为320240的点阵液晶显示屏(51)和电平转换芯片(52)组成,根据单片机控制电路(1)的需要,可同时将采集的电压信号传至CPLD控制电路(2),单片机控制电路(1)再与CPLD控制电路(2)之间传输数据,由单片机控制电路(1)产生的显示控制信号经电平转换芯片(52)输出值液晶显示屏(51);采用单片机控(11)控制CPLD(21)产生ADC(31)采集电压信号的时序,ADC(31)根据CPLD(21)产生的时序实时采集电压数据并存入SRAM(41)中,同时ADC(31)采集的电压数据可以根据需要输入到CPLD(21)中供单片机(11)控制显示屏(51)显示实时电压值使用。
专利摘要本实用新型涉及一种绝缘油耐压仪校验装置,包括单片机控制电路,CPLD控制电路,电压信号采集电路,数据存储电路,显示控制电路,所述的单片机控制电路由单片机控制芯片组成,所述的电压信号采集电路由ADC模数转换芯片组成,所述的数据存储电路由SRAM芯片组成,所述的显示控制电路由一块分辨率为320240的点阵液晶显示屏组成。本实用新型通过单片机控制CPLD产生ADC采集电压信号的时序,ADC实时采集的数据直接存入SRAM,克服了采用单片机直接控制信号采集电路的传统方案不能及时记录绝缘油被击穿瞬间电压数据的不足,能够更准确地测量绝缘油的耐压值。
文档编号G01R31/14GK201540351SQ200920255229
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者余青, 吴俊 , 董晶晶 申请人:苏州市华电电气技术有限公司
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