专利名称：100kv便携式超低频耐压试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对电力系统供变电设备的交流绝缘强度进行测试的装置，尤其适用于对在线设备的测试。
现有交流耐压试验设备主要由工频变压器将市电电压提升到测试所需的电压数值，将该电压加到待测设备上，以确定被测设备的绝缘情况。由于该种设备从电压提升到高压输出均采用工频交流电，因而使得设备体积庞大、笨重、试验能耗巨大，以及需要专用的房屋建筑和可移动性差等问题。
本实用新型系针对上述所列现有交流耐压试验设备存在的，体积庞大、笨重、可移动性差及试验能耗高而设计，目的是提供一种体积小、重量轻、便携性好，试验能耗低的设备。
本实用新型的目的是这样实现的计算机控制系统、脉冲变压器驱动器、脉冲变压器、整流倍压电路、输出极性转换器和输出电压采样电路电连接。系统上电后，计算机输出的一系列脉冲，使步进电机M转动带动转换开关K动作，使其处于某一接触位置(如K1或K2)之后，计算机通过驱动器CD4050输出一系列幅值12V，宽度15μS而周期可变的脉冲至开关管TM1、TM2，该脉冲经TM1、TM2将幅值放大到300V以后，加到脉冲变压器B的原边，经脉冲变压器B把脉冲幅值进一步升高后送至整流倍压电路，整流倍压电路把脉冲变压器B输出的脉冲电压变为所需要的直流高压，该直流高压的数值大小可通过调节脉冲变压器原边脉冲的占空比来调节，若按一定的时间规律来调节变压器原边脉冲的占空比，便可在高压输出端A得到按某一规律变化的电压波形。在本系统中，要求高压输出端A的电压按正弦规律变化，因此，计算机不断地通过反馈电路对输出电压采样，计算机将采样电压VF与计算机内存中给定的相应时刻的正弦波离散值相比较来判断高压输出的大小，从而控制脉冲变压器原边脉冲的占空比，迫使输出高电压按正弦规律变化。当A点的电压变化完成一个正弦半波后，计算机输出控制脉冲，使步进电动机转动，从而带动转换开关K从一个接触位置转向另一个接触位置(如从K1转向K2或从K2转向K1)，使A点电压极性发生改变。此后，计算机重复前述有关部份的操作，使A点的电压幅值按正弦规律变化，从而在A点得到一个完整的正弦波。计算机反复重复上述工作，便可在A点得到连续变化的正弦高电压。值得指出的是，本实用新型中，电压的提升系采用脉冲变压器和整流倍压电路，由于脉冲变压器的工作频率高达30kHz，因此其体积大幅度减小。此外，本系统输出电压频率为超低频(0.1Hz)，在该频率下对被测试设备进行测试，使测试功耗大大降低，脉冲变压器容量大大减小，使其体积进一步减小。将0.1Hz频率下测试结果进行折算便可得到工频时的测试结果。
采用上述方案后，使得交流耐压测试设备的体积、重量大幅度减小使其便携性达到较为理想的程度，一改以往供变电设备交流耐压强度只能定点测试的局面。
下面结合实施例电气原理图对本实用新型进一步说明本实用新型主要由下列各部分组成①.电源②.计算机控制系统③.脉冲变压器驱动电路④.脉冲变压器及整流倍压电路⑤.高压输出极性转换器⑥.高压输出采样电路⑦.采样信号变换电路⑧.步进电动机机及其驱动电路各部组成及功能如下1.电源由整流桥D，限流电阻R，滤波电容C，快速熔断器KR组成。用于向脉冲变压器提供原边电压。此外，电源部分尚包括计算机工作电源，步进电动机驱动电源等(图中未给出)。
2.计算机控制系统由MCS8749单片机，数模转换器MC1408，运算放大器A1、A2，总线驱动器CD4050，晶体管阵列MC1413，等组成。其中CD4050和MC1413用作8749口线缓冲器。MC1408、A1、A2构成模数转换电路。该部分为本实用新型的控制中枢。
3.脉冲变压器驱动电路由两只MOS晶体管构成推挽电路。连接于计算机控制系统与脉冲变压器之间。用于放大计算机控制系统发出的脉冲信号，以驱动脉冲变压器。
4.脉冲变压器及整流倍压电路由脉冲变压器B、电容C1～C4、高压硅堆D1～D4组成。该部分用于提升电压。其中脉冲变压器原边工作于推挽状态，目的在于充分利用其磁芯部分以提高变压器的传输效率。
5.高压输出极性转换器由一只盘式高压倒相开关K构成。其作用是将整流倍压电路输出的单极性高压转换为交流电压输出。
6.高压输出采样电路由电阻器R1、R2组成。其功能有二个。一是作为整流倍压电路的泄放电阻。二是将输出高压分压后，将电压信号传送给采样信号变换电路。
7.采样信号变换电路主要由运算放大器A3.A4组成。该电路实为绝对值电路。即无论输入信号的正负，其输出均为正。该电路将高压输出采样电路送来的变极性电压信号转换成单一正极性信号送计算机控制系统作为计算机调整脉冲变压器原边脉冲的依据。
8.步进电动机及其驱动电路主要由步进电动机M及功率晶体管T1－－T3构成。T1～T3将计算机发出的脉冲进行放大，驱动步进电动机M转动从而带动高压输出极性转换器动作。
在本实用新型实施例中，脉冲变压器B，整流倍压电路C1～C4；D1～D4，高压输出极性转换器K，高压输出采样电路R1，R2共同放置在一只50×20×15cm的油箱中分别固定，并按电原理图连接，其输入线和输出线均由电缆引出，而油箱箱体则可靠接地，以防发生人身安全事故。
此外，步进电动机固定在油箱箱体的顶部，电动机轴的一端伸入箱体与高压输出极性转换器K的转动轴机械连接。实施例的其余部份安装在一只30×20×20cm的箱体内，两只箱体之间由电缆连接。
权利要求1.一种交流耐压试验设备，由计算机控制系统、脉冲变压器驱动电路、脉冲变压器及整流倍压电路、高压输出极性转换器、高压输出采样电路、采样信号变换电路、步进电动机及其驱动电路顺序电连接，其特征是计算机经过缓冲器CD4050与场效应管Tm1、Tm2栅极连接，Tm1、Tm2源极接地，漏极分别接脉冲变压器B的原边绕组(低压侧)，脉冲变压器副边(高压侧)与整流倍压电路的输入端连接，整流倍压电路输出端接至高压输出极性转换器K的输入端，其输出端为系统交流高压输出端，在高压输出端之间接由电阻R1，R2组成的采样电路。
2.根据权利要求1所述的交流耐压试验设备，其特征是脉冲变压器B，整流倍压电路C1～C4，D1～D4，高压输出极性转换器K，高压输出采样电路R1、R2，均安装于同一油箱内，电阻R2的与高压输出端相连接的一端同时接系统地，R2与R1相连接的一端作为采样信号输出端。
3.根据权利要求1所述的交流耐压试验设备，其特征是高压输出采样信号经由运算放大器A3、A4组成的采样信号变换电路，将交流采样信号变为单一正极性信号送入计算机控制系统。
专利摘要一种电力、电机行业的新型耐压试验设备具有体积小、重量轻、便携性好的特点。由计算机控制系统，脉冲变压器、整流倍压电路、高压输出极性转换器、高压输出采样电路、采样信号变换电路、步进电动机及其驱动电路顺序电连接。上电后，系统将输出100kv，0.1Hz正弦波。由高压输出极性转换器的输出端引出接被测设备，以决定被测设备的绝缘情况。将测试结果进行折算，便可以得出被测设备在工频条件下的绝缘性能。
文档编号G01R31/12GK2107026SQ9120383
公开日1992年6月10日 申请日期1991年3月18日 优先权日1991年3月18日
发明者王孟贤, 刘函丽 申请人:北京先行应用技术公司