一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的方法与流程

本发明属于测量控制领域，具体涉及一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法。

背景技术：

绝缘靴与绝缘手套在供电企业中使用广泛，它们作为辅助绝缘安全工器具，用以防止接触电压、跨步电压、泄漏电流电弧对电气操作人员的伤害。为防止绝缘安全工器具性能改变，导致发生事故，需要定期对绝缘安全工器具进行预防性试验。因此，需要进行工频耐压试验。通过这项试验可以发现很多绝缘缺陷，并观察到绝缘安全工器具是否发生击穿或其他异常情况，用以判断工器具是否可以继续使用。为防止使用中的绝缘安全工器具性能改变或存在隐患而导致在使用中发生事故，对绝缘安全工器具进行预防性试验是十分必要的。

目前测量绝缘靴与绝缘手套质量的技术有直流耐压检测和交流耐压检测两种。其中，直流耐压检测是将直流高压施加到绝缘安全工器具上，并持续一段时间，通过测量绝缘安全工器具泄漏电流的大小来检测绝缘安全工器具的质量。对于交流耐压检测，是对绝缘安全工器具施加高出它的额定工作电压一定值的交流高压，并持续一定时间，观察绝缘是否发生击穿或其他异常情况。同时交流耐压试验电压一般比运行电压高，因此交流耐压试验合格的设备都有较大的安全裕度，交流耐压试验的目的是考核电力设备的绝缘强度，验证设备是否具有在电网可靠安全运行的必要条件。综合考虑各种因素，本发明拟采用交流耐压试验方法测量绝缘靴的绝缘质量。

目前交流耐压检测技术是采用交流高压电施加到绝缘靴上，通过电流表测量绝缘靴外泄漏电流，当电流超过安全的泄漏电流数值时，断开高压与绝缘靴或绝缘手套的连接。

技术实现要素：

本发明为克服现有技术不能精确检测绝缘靴与绝缘手套泄漏电流数值的缺点，提供了一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

本发明提供了一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法，具体技术方案如下：

一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法，其特征在于，由电信号处理装置和机械脱扣装置组成。其中电信号处理装置包括数字电流表检测电路、精密全波整流电路、放大滤波电路、电压比较电路；数字电流表检测电路包括数字电流表、两个阻值在50欧姆以上的电阻和两个瞬态抑制(tvs)二极管，数字电流表与绝缘安全工器具串联，电阻两端分别接入精密全波整流电路输入端与参考点；精密全波整流电路的输出端连接放大滤波电路；电压比较电路的正极输入端接放大滤波电路输出端，电压比较器负极输入端接基准电压值，电压比较器的输出端与n型金属氧化物半导体(nmos)管的栅极(g极)之间串联一个电阻；机械脱扣装置由nmos管、线圈、二极管d5、主触头、铁链组成，nmos管的漏极(d极)与线圈一端和二极管正极连接，线圈中间部位放置主触头，主触头另一端连接铁链，铁链作为数字电流表与绝缘安全工器具之间的连接线，线圈另一端连接电源正极与二极管负极，电源负极连接nmos管的源极(s极)。

进一步的技术方案包括：

所述的数字电流表检测电路还包括两个阻值在50欧姆以上的电阻r1,r2，两个tvs二极管d1,d2；电阻r1、r2与数字电流表串联，串联电路并联两个对接的tvs二极管d1,d2，r1与r2中间点作为数字电流表检测电路的输出端连接精密全波整流的输入端，并联电路的一端连接高压电，另一端连接主触头和绝缘安全工器具。

所述的精密全波整流电路包括两个运算放大器u1,u2，4个串联电阻r3,r4,r5,r6,两个串联二极管d3,d4；运算放大器u1正极与运算放大器u2的正极相连并接入数字电流表检测电路的输出电压，运算放大器u1的负极连接电阻r3与r4的连接点，并与二极管d3负极连接，u1的输出端连接d4的负极，d4的正极连接r4与r5连接点；运算放大器u2负极连接r5与r6连接点，u2输出端连接r6另一端。

所述的放大滤波电路包括两个运算放大器u3，u4，一个连接电阻r7，4个串联电阻r8,r9,r10,r11；运算放大器u3的同相输入端与运算放大器u2的输出端之间串联连接一个电阻r7；其中，电阻r8和电阻r9之间的连接点与运算放大器u2的反相输入端相连；运算放大器u3的输出端连接电阻r9与电阻r10的串联连接点；电阻r10和电阻r11串联连接点接入无极性电容c1，无极性电容c1另一端接运算放大器u4的输出端，r11另一端连接无极性电容c2，无极性电容c2另一端接地，r11与无极性电容c2的连接点与运算放大器u4的输出端相连，运算放大器u4的负极与u4输出端连接，作为放大滤波电路的输出端。

所述的电压比较电路包括上拉电阻r12，连接电阻r13，电压比较器u5；电压比较器u5的负极输入端接基准电压，正极接放大滤波电路的输出端，电压比较器u5的输出端连接上拉电阻r12并与nmos管的栅极之间串联电阻r13，电阻r12上接电源vcc，电阻r13作为电压比较电路输出端。

所述的机械脱扣装置包括nmos管、线圈、二极管d5、主触头、铁链；nmos管的d极与线圈一端连接和二极管d5正极连接，线圈中间部位放置主触头，另一端挂上铁链，铁链作为数字电流表与绝缘安全工器具之间的连接线，流通的是高压电，线圈另一端连接电源正极与二极管d5负极，电源负极连接nmos管的s极，构成一个闭合回路。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明提供了一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法。本方法中采用电压比较电路作为质量判断依据，与传统的使用继电器开关作为判断依据的方法相比，可以将泄漏电流精确到0.01位，从而判定绝缘靴质量合格与否。

2.数字信号检测电路采用数字电流表进行测量，可以精确到0.01ma，相比于传统方法，可以通过泄漏电流的数值更准确的判断产品磨损程度。

3.本发明方法可以独立使用测量一路绝缘安全工器具质量，也可以同时进行大量绝缘安全工器具的质量判定。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的电路结构示意框图；

图2为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的数字电流表检测电路结构示意图；

图3为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的精密全波整流电路的结构示意图；

图4为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的放大滤波电路的结构示意图；

图5为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的电压比较电路结构示意图；

图6为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的机械脱扣装置结构示意图；

图7为本发明所述的一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法中的总体电路设计图；

具体实施方式

下面结合附图和一个具体的实施例对本发明作详细的描述：

实施例：

一种精确检测高压下绝缘靴与绝缘手套质量的技术方法，其特征在于，由电信号处理装置和机械脱扣装置组成。其中电信号处理装置包括数字电流表检测电路、精密全波整流电路、放大滤波电路、电压比较电路；数字电流表检测电路包括两个阻值在50欧姆以上的电阻r1,r2，两个tvs二极管d1,d2；电阻r1、r2与数字电流表串联，串联电路r1,r2的两端并联两个对接的tvs二极管d1,d2，r1与r2中间连接精密全波整流的输入端，r1的另一端作为精密全波整流电路与放大滤波电路的参考点，整体并联电路的一端连接高压电，另一端连接主触头和绝缘安全工器具。精密全波整流电路包括两个运算放大器u1,u2，4个串联电阻r3,r4,r5,r6,两个串联二极管d3,d4；运算放大器u1正极与运算放大器u2的正极相连并接入输入电压，运算放大器u1的负极连接电阻r3与r4的连接点，并与二极管d3负极连接，u1的输出端连接d4的负极，d4的正极连接r4与r5连接点；运算放大器u2负极连接r5与r6连接点，u2输出端连接r6另一端，精密全波整流电路的输出端连接放大滤波电路；放大滤波电路包括两个运算放大器u3，u4，一个连接电阻r7，4个串联电阻r8,r9,r10,r11；运算放大器u3的同相输入端与运算放大器u2的输出端之间串联连接一个电阻r7；其中，电阻r8和电阻r9之间的连接点与运算放大器u2的反相输入端相连；运算放大器u3的输出端连接电阻r9与电阻r10的串联连接点；电阻r10和电阻r11串联连接点接入无极性电容c1，无极性电容c1另一端接运算放大器u4的输出端，r11另一端连接无极性电容c2，无极性电容c2另一端接地，r11与无极性电容c2的连接点与运算放大器u4的输出端相连，运算放大器u4的负极与u4输出端连接，作为放大滤波电路的输出端；电压比较电路包括连接电阻r12，电压比较器u5；电压比较器u5的负极输入端接基准电压，正极接放大滤波电路的输出端，电压比较器u5的输出端与nmos管的栅极之间串联电阻r12，电阻r12作为电压比较电路输出端；机械脱扣装置包括nmos管、线圈、主触头、铁链；nmos管的d极与线圈一端连接，线圈中间部位放置主触头，另一端挂上铁链，铁链作为数字电流表与绝缘安全工器具之间的连接线，流通的是高压电，线圈另一端连接电源正极，电源负极连接nmos管的s极，构成一个闭合回路。选用12v蓄电池作为电源，选用芯片a1212s及d120505作为电源转换器芯片，选用芯片ha17741作为电信号处理装置核心运算放大器，选用芯片lm339作为电压比较电路的核心电压比较器，选用电磁脱扣器作为机械脱扣装置核心控制器，搭配不同电路完成机械脱扣装置。当高压电导通时，绝缘安全工器具泄漏电流超过国家规定标准，设备安全脱扣。