专利名称：多量程介质损耗标准器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于用电的方法进行测量的仪器配件，尤其属于介质损耗标准器。
背景技术：
电气设备的绝缘结构均由各种绝缘介质所构成，由于介质的电导，极性介质中偶极子转动时的摩擦以及介质中的气隙放电，使处在高电压下的介质(或整个绝缘结构)是有损耗的，这种损耗称为介质损耗，它是电气设备绝缘性能的重要指标。介质损耗测试仪是一种测量介质损耗正切和电容量的自动化仪表，可以在工频高压下，现场测量各种绝缘材料、绝缘套管、电力电缆、电容器、互感器、变压器等高压设备的介质损耗正切和电容值，在电力系统中应用极为频繁，检定任务也比较繁重。依据DL/T962-2005高压介质损耗测试仪通用技术条件的要求，检定点需要选定值电容(如IOOpF)的标准损耗器在介损测试仪损耗因数全量限内均匀选取20个校准点进行示值误差校准，还需要选取若干定值电容(如 25pF、50pF、1000pF、lOOOOpF)的标准损耗器在介损仪介质损耗因数量限范围内选取上、中、下三个校准点进行示值误差校准。而目前为止，国内检定介质损耗测试仪的标准仪器均为档位需要手动切换的标准介损器，每检定一个点都需要检定人员进入试验区内切换下一个检定点，几个定值电容之间切换也需要进入试验区内进行换线操作，不仅非常繁琐，而且在IOkV的试验区域内进行频繁操作存在极大的安全隐患。
发明内容本实用新型目的在于克服上述缺点，提供一种能自动切换检定点、安全的多量程介质损耗标准器。本实用新型所采用的技术方案为一种多量程介质损耗标准器，其要点在于，它包括壳体及装在壳体内的单片机微控制器、继电器和至少两个并联的不同量程的标准源，所述的标准源由标准定值电容与无感可调电阻串联而成，标准源有外接头，单片机微控制器和继电器相接，并控制继电器与标准源的连接，继电器有外接头，壳体接地，单片机微控制器内设有继电器的工作程序。通过单片机微控制器内设有继电器的工作程序，一次接线高压介质损耗测试仪可以完成两个量程的自动检测。每个标准源的标准定值电容与分压电容串联，标准定值电容的高端为外接头，标准定值电容与分压电容的中间抽头通过无感可调电阻与继电器相接，分压电容的另一端接地，分压电容的容量为标准定值电容的24倍，继电器中Kl、K2-K12均为双稳闭锁型继电器；无感可调电阻RVl、RV2-RV11为精密型可调电位器，所对应的介损t g分别为8%、4%、2%、0. 8%,0. 4%,0. 2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005%。测量时每个电容器高端都需要短接在一起，这样只需要控制每个电容下对应的继电器K12的开关状态就可以实现切换电容。同样的，只要改变KlKll这11个继电器开关状态就可以来实现切换介损tg，默认可选择介损为0. 005% 0. 01% 0. 02% 0. 03%0. 04% 0. 05% 0. 06% 0. 07% 0. 08% 0. 09% 0. 1% 0. 2% 0. 3% 0. 4%
0. 5% 0.6% 0. 7% 0.8% 0.9% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%10% ;其中，除了已经给出的 11 介损(8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%,0. 2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005% )外，其它的介损值都是由这几个给出的11个介损组合来的(例如tg0. 05%= 0. 01% +0. 04% ；tgl%= 0. 2% +0. 8% ；tg3%= 0. 2% +0. 8% +2% )。基于同样的原理本实用新型还可具有四个不同量程的标准源并联，甚至更多。具有四个不同量程的标准源的标准定值电容的容量分别为25pF、50pF、1000pF、lOOOOpF。具有四个不同量程的标准源的标准定值电容的容量分别为50pF、100pF、1000pF、 lOOOOpF。为了进一步简化及控制检测过程，本实用新型还进行进一步的优化设计，在控制系统上增加了计算机和遥控器，计算机与遥控器连接，单片机微控制器中具有与遥控器相配合的无线接收模块，有光耦接于单片机微控制器和继电器之间。由于本装置计算机控制部分为低压工作，而检定时需要加IOkV高压，选择开关一直处于高压工作状态，因此除了要选择能够承受IOkV高压的开关，同时还要考虑高低压隔离的问题，本装置采用光耦隔离，当需要切换开关时，计算机发出控制信号，控制信号经过光耦隔离芯片产生控制信号控制开关继电器的动作，这样就保证模拟系统和数字系统之间不会形成干扰信号，保证系统的正常运行。通过遥控器控制标准器的换档，整个过程无需人工干预，安全可靠。本实用新型的优点在于本装置有多个标准定值电容可选择，每个电容对应有
0.005%- 10%共29个介损，改变了之前检定人员每检定一个点都要进入试验区内切换下一个检定点及几个定值电容之间切换的换线操作。通过计算机和遥控器来控制标准器的换档，整个过程无需人工干预，安全可靠，不仅可以大大缩短检定时间，而且在很大程度上改善了之前的繁琐和安全隐患。
图I为本实用新型的串联模型原理图图2为图I的矢量图图3为本实用新型实施例I结构原理示意图图4为本实用新型实施例2使用时的正接线原理示意图图5为本实用新型实施例2使用时的反接线原理示意图图6为电容介损切档电路原理示意图图7为计算机控制流程图其中1壳体2标准源21标准定值电容22无感可调电阻3继电器4光耦6单片机微控制器7遥控器8计算机。
具体实施方式
下面结合视图对本实用新型进行详细的描述，下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。[0023]如图I、图2所示，具有损耗的绝缘材料或结构，通常可用串联或并联的电阻，电容组成的等效回路和相应的矢量图来表示。本实用新型中的介损因数标准器是采用串联模型。有P = UrI = Uctg 8 I故tg 3 = Ur/Uc = wRsCs当Rs增大时，tan S也增大；8反映了介质损耗的大小,故称介质损耗角，它的正切值tan S刚是衡量介质损耗的重要参数。由此可得到，要控制tan S值的大小，只需要控制Rs的大小即可。基于此原理，实施例1，如图3所示，一种多量程介质损耗标准器，它包括壳体I及装在壳体I内的单片机微控制器6、继电器3和至少两个并联的不同量程的标准源2，所述的标准源2由标准定值电容21与无感可调电阻22串联而成，标准源2有外接头，单片机微控制器6和继电器3相接，并控制继电器3与标准源2的连接，继电器3有外接头，壳体I接地，单片机微控制器6内设有继电器3的工作程序。实施例2，一种多量程介质损耗标准器，它包括壳体I及装在壳体I内的单片机微控制器6、计算机8、遥控器7、继电器3和四个并联的不同量程的标准源2，所述的标准源2由标准定值电容21与无感可调电阻22串联而成，标准源2有外接头，单片机微控制器6和继电器3相接，控制继电器3与标准源2的连接，继电器3有外接头，壳体I接地，单片机微控制器6内设有继电器3的工作程序，计算机8与遥控器7连接，单片机微控制器6中具有与遥控器7相配合的无线接收模块，有光耦4接于单片机微控制器6和继电器3之间。四个不同量程的标准源2的标准定值电容的容量分别为25pF、50pF、1000pF、10000pF或四个不同量程的标准源2的标准定值电容的容量分别为50pF、100pF、1000pF、lOOOOpF。本实用新型在使用时有正接和反接两种形式，如图4所示，为实施例2正接，高压介损测试仪高压屏蔽线与标准源2的外接头相接，测量芯线与继电器3的外接头相接。如图5所示，为实施例2反接，高压介损测试仪的高压屏蔽线与继电器3的外接头相接，标准源2的外接头接地。如图7所示，计算机控制流程图检定时，先设置需要检定的标准点。设定完成后，计算机给标准器发送控制命令设定一个电容及介损，并控制介损仪开始升压。一个检定点测量完成且电压降为零后，计算机给标准损耗器发送控制信号，使标准损耗器的Rsl设置改变，进入下一个标准点检定，并在标准损耗器的显示屏上进行显示。以此类推，当最后一个标准点检定完成，高压介质损耗测试仪的电压降为零后，计算机再发出控制信号，通过光耦和继电器控制选择开关k切换另一个电容值，重复上述检定过程，直至检定完成。检定工作结束以后，计算机自动处理误差数据和输出检定证书。在整个过程中，实现了无需人工干预。这样就能降低检验员劳动强度，提高工作效率，减少人为失误，使检验人员能够远离高压进行操作，为检验人员的人身安全提供了保障，并为实现自动化检定试 验室奠定了物质基础。由于本装置计算机控制部分为低压工作，而检定时需要加IOkV高压，选择开关一直处于高压工作状态，因此除了要选择能够承受IOkV高压的开关，同时还要考虑高低压隔离的问题，本装置采用光耦隔离，如图2所示。当需要切换开关时，计算机发出控制信号，控制信号经过光耦隔离芯片产生控制信号控制开关继电器的动作，这样就保证模拟系统和数字系统之间不会形成干扰信号，保证系统的正常运行。如图6所示，每个标准源2的标准定值电容与分压电容串联，标准定值电容的高端为外接头，标准定值电容与分压电容的中间抽头通过无感可调电阻与继电器3相接，分压电容的另一端接地，分压电容的容量为标准定值电容的24倍，继电器3中Kl、K2-K12均为双稳闭锁型继电器；无感可调电阻RV1、RV2-RV11为精密型可调电位器，所对应的介损tg分别为 8%,4%,2%,0. 8%,0. 4%,0. 2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005%。HV为标准电容高端(正接法接线时为试验高压输入端)；Cx为输出端子(正接法时接测试信号芯线)；GND为信号屏蔽端E ;K1――K12均为双稳闭锁型继电器；RVl——RVll为精密型可调电位器，对应的介损tg分别为(8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%、
0.2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005% ) ；C2 为标准电容器(四个分别是 50pF、100pFU000pFU0000pF) ；C1 为分压电容(对应为 I. 2nF、2. 4nF、24nF、240nF)。测量时每个电容器高端都需要短接在一起，这样只需要控制每个电容下对应的继·电器K12的开关状态就可以实现切换电容。同样的，只要改变KlKll这11个继电器开关状态就可以来实现切换介损tg，默认可选择介损为0. 005% 0.01% 0. 02% 0. 03%
0.04% 0. 05% 0. 06% 0. 07% 0. 08% 0. 09% 0. 1% 0. 2% 0. 3% 0. 4%
0.5% 0.6% 0. 7% 0.8% 0.9% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%10% ;其中，除了已经给出的 11 介损(8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%、0. 2%、0. 08%、0. 04%、
0.02%,0. 01%,0. 005% )外，其它的介损值都是由这几个给出的11个介损组合来的(例如tg0. 05%= 0. 01% +0. 04% ；tgl%= 0. 2% +0. 8% ；tg3%= 0. 2% +0. 8% +2% )。
权利要求1.一种多量程介质损耗标准器，其特征在于，它包括壳体(I)及装在壳体(I)内的单片机微控制器(6)、继电器(3)和至少两个并联的不同量程的标准源(2)，所述的标准源(2)由标准定值电容(21)与无感可调电阻(22)串联而成，标准源(2)有外接头，单片机微控制器(6)和继电器(3)相接，并控制继电器(3)与标准源(2)的连接，继电器(3)有外接头，壳体(I)接地，单片机微控制器(6)内设有继电器(3)的工作程序。
2.根据权利要求I所述的一种多量程介质损耗标准器，其特征在于，每个标准源(2)的标准定值电容与分压电容串联，标准定值电容的高端为外接头，标准定值电容与分压电容的中间抽头通过无感可调电阻与继电器(3 )相接，分压电容的另一端接地，分压电容的容量为标准定值电容的24倍，继电器(3)中K1、K2-K12均为双稳闭锁型继电器；无感可调电阻RVU RV2-RV11为精密型可调电位器，所对应的介损tg分别为8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%、0. 2%、0. 08%、0. 04%、0. 02%、0. 01%, 0. 005%。
3.根据权利要求I所述的一种多量程介质损耗标准器，其特征在于，具有四个不同量程的标准源(2)并联。
4.根据权利要求2所述的一种多量程介质损耗标准器，其特征在于，四个不同量程的标准源(2)的标准定值电容的容量分别为25pF、50pF、1000pF、10000pF。
5.根据权利要求2所述的一种多量程介质损耗标准器，其特征在于，四个不同量程的标准源(2)的标准定值电容的容量分别为50pF、100pF、1000pF、10000pF。
6.根据权利要求I所述的一种多量程介质损耗标准器，其特征在于，它还包括计算机(8)和遥控器(7)，计算机(8)与遥控器(7)连接，单片机微控制器(6)中具有与遥控器(7)相配合的无线接收模块，有光耦(4)接于单片机微控制器(6)和继电器(3)之间。
专利摘要本实用新型属于用电的方法进行测量的仪器配件，尤其属于介质损耗标准器。一种多量程介质损耗标准器，其要点在于，它包括壳体及装在壳体内的单片机微控制器、继电器和至少两个并联的不同量程的标准源，所述的标准源由标准定值电容与无感可调电阻串联而成，标准源有外接头，单片机微控制器和继电器相接，并控制继电器与标准源的连接，继电器有外接头，壳体接地，单片机微控制器内设有继电器的工作程序。本装置有多个标准定值电容可选择,每个电容对应有0.005%--10%共29个介损，通过计算机和遥控器来控制标准器的换档，整个过程无需人工干预，安全可靠，不仅可以大大缩短检定时间，而且在很大程度上改善了之前的繁琐和安全隐患。
文档编号G01R1/28GK202453386SQ20122004521
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者蔡国清, 邓本辉, 陈进煌 申请人:福建瑞能博尔电力设备有限公司