一种相对介损及电容量测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统测试工具技术领域，具体涉及一种用于对供电系统中的容性设备的相对介质损耗因数及电容量比值进行测量的相对介损及电容量测试仪。
【背景技术】
[0002]电容型电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器、电容性套管等容性设备以及金属氧化物避雷器的绝缘状态事关供电设备的安全运行和供电安全，由于容性设备容易因绝缘受潮、油质劣化等原因使得绝缘受损，因而需要定期对运行中的容性设备绝缘状态进行带电测试；当前常用的检测方法是采用相应的装置检测容性设备的相对介质损耗因数等状态参量并加以分析，进而判断和评价被测试的容性设备的绝缘状态。所谓相对介质损耗因数，是指两个电容型设备在并联情况下或异相相同电压下在电容末端测得两个电流矢量差，对该差值进行正切换算所得的数值。
[0003]目前常见的用于相对介损及电容量测试的装置，存在功能不全面、测试精度不高、携带和操作不便等问题，因此，研发一种功能全面、测试精度高、携带和使用方便的相对介损及电容量测试，对提高供电部门检测容性设备的速度和质量、保障供电安全，显得十分必要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是:针对现有技术中存在的问题，提供一种结构紧凑、便于携带、使用时功能全面、测试精度高且操作方便的相对介损及电容量测试仪。
[0005]本实用新型的技术方案是:本实用新型的相对介损及电容量测试仪，其结构特点是:包括便携式盒体和安装在便携式盒体内的电路装置；上述的电路装置包括操作面板、电池电源管理单元、无线通信单元、测量单元和显示控制单元；
[0006]显示控制单元分别与无线通信单元和测量单元双向信号电连接；电池电源管理单元使用时用于提供工作电源；
[0007]上述的测量单元包括参考电压接口、参考电流接口、被检设备电流接口、参考电压/电流调理模块、被测电流调理模块、二阶抗混叠低通滤波器、AD转换模块、FFT数字信号处理模块和第二串行接口；
[0008]参考电压接口、参考电流接口和被检设备电流接口均分别设置在操作面板上；参考电压/电流调理模块分别与参考电压接口和参考电流接口电连接；被测电流调理模块与被检设备电流接口电连接；二阶抗混叠低通滤波器分别与参考电压/电流调理模块和被测电流调理模块电连接；AD转换模块与二阶抗混叠低通滤波器电连接；AD转换模块与FFT数字信号处理模块双向信号电连接；FFT数字信号处理模块与第二串行接口双向信号电连接;
[0009]显示控制单元包括主控模块、键盘模块、液晶显示模块、存储模块、打印机模块、无线通信接口、测量通信接口、上位机通信接口和U盘接口 ；
[0010]键盘模块、液晶显示模块、上位机通信接口以及U盘接口均分别设置在操作面板上；打印机模块设置在便携式盒体上；
[0011]主控模块与键盘模块信号电连接；液晶显示模块和打印机模块分别与主控模块信号电连接；主控模块分别与存储模块和U盘接口双向信号电连接；主控模块通过无线通信接口与无线通信单元通信；主控模块的测量通信接口与测量单元的第二串行接口双向信号电连接。
[0012]进一步的方案是:上述的无线通信单元包括第二控制模块、第一串行接口、射频通信模块、射频功放模块和天线；
[0013]第二控制模块分别与第一串行接口和射频通信模块双向信号电连接；射频功放模块分别与射频通信模块和天线双向信号电连接。
[0014]进一步的方案是:上述的电池电源管理单元包括第一控制模块、开关机检测模块、充电管理模块、锂电池、开关机控制模块、DC-DC降压模块、充电接口和电源开关；充电接口和电源开关设置在操作面板上；
[0015]第一控制模块设有开关机检测信号输入端、充电管理信号通信端、开关机控制信号输出端和电源输出控制端；开关机检测模块设有信号输入端和信号输出端；充电管理模块设有充电电源输入端、充电控制信号通信端和电源输出端；锂电池设有充电电源输入端和电源输出端；开关机控制模设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；DC-DC降压模块设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；
[0016]第一控制模块的开关机检测信号输入端与开关机检测模块的信号输出端信号电连接；第一控制模块的充电管理信号通信端与充电管理模块的充电控制信号通信端双向信号电连接；开关机检测模块的信号输入端与电源开关电连接；充电管理模块的充电电源输入端与充电接口电连接；锂电池的充电电源输入端与充电管理模块的电源输出端电连接；开关机控制模的控制信号输入端与第一控制模块的开关机控制信号输出端信号电连接；开关机控制模的电源输入端与锂电池的电源输出端电连接；DC-DC降压模块的控制信号输入端与第一控制模块的电源输出控制端信号电连接；DC-DC降压模块的电源输入端与开关机控制模的电源输出端电连接；DC-DC降压模块的电源输出端使用时输出工作电源。
[0017]进一步的方案是:上述的测量单元的参考电压/电流调理模块包括多档取样电阻和可变增益放大器；二阶抗混叠低通滤波器包括I个二阶巴特沃斯有源低通滤波器和I个一阶无源RC低通滤波器。
[0018]进一步的方案是:上述的测量单元的AD转换模块的核心器件为MSP430AFE253型号的超低功耗16位微控制器；FFT数字信号处理模块的核心器件为带浮点运算单元的STM32F405 型号的 CPU。
[0019]进一步的方案是:上述的显示控制单元的主控模块的核心器件为基于ARM7TDMI核的S3C44B0型号的高性能微处理器；打印机模块的核心器件为8位并口通讯的微型热敏打印机。
[0020]进一步的方案是:上述的无线通信单元的射频通信模块的核心器件为基于433MHz频段的SI4463型号的无线射频芯片。
[0021]进一步的方案还有:上述的电池电源管理单元的充电管理模块包括外接电源检测电路、PffM充电电路、电池电压检测电路和充电电流检测电路；第一控制模块的核心器件为MSP430F2012单片机；DC_DC降压模块的核心器件为LM2675型号的高效率开关电源芯片。
[0022]本实用新型具有积极的效果:(1)本实用新型的相对介损及电容量测试仪，采用便携式盒体，电路装置安装在便携式盒体内，结构紧凑、便于携带，适用于供电部门户外作业之用。(2)本实用新型的相对介损及电容量测试仪，使用时接线和操作均在操作面板上进行，操作界面直观明了 ；工作时大屏幕点阵液晶显示器能够实时显示各测量数据；测量数据自动保存；微型热敏打印机可打印输出测量结果；可利用外接U盘辅助存储；操作方便十分方便，易于操作人员使用。通过的组成。(3)本实用新型的相对介损及电容量测试仪，具有绝对法和相对法测量功能，可根据现场情况灵活选用；具备多种检测功能，可带电检测电容型设备的介质损耗、电容量和氧化锌避雷器的阻性电流、容性电流参数，并可作为常规介损测试仪器使用和校验；功能全面。(4)本实用新型的相对介损及电容量测试仪，其使用时可自动跟踪试验信号的频率，能适应45Hz?65Hz工频范围内介损的测量；采样信号经有效滤波后由高精度模数转换器对参考信号和被试信号进行同步高速采样，再对信号进行FFT变换，经过数字滤波算法，得到被试品与参考试品之间电容比和介损值；试验数据不受谐波影响，抗干扰能力强；测试精度高。(5)本实用新型的相对介损及电容量测试仪，内置大容量锂离子电池，可连续工作8小时，不受现场供电电源限制；且具有自动关机功能，若十分钟内无任何操作则自动关机。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的电路结构示意框图；
[0024]图2为图1中的电池电源管理单元的电路结构示意框图；
[0025]图3为图1中的无线通信单元的电路结构示意框图；
[0026]图4为图1中的测量单元的电路结构示意框图；
[0027]图5为图1中的显示控制单元的电路结构示意框图。
[0028]上述附图中的附图标记如下:
[0029]电池电源管理单元I，第一控制模块11，开关机检测模块12，充电管理模块13，锂电池14，开关机控制模块15，DC-DC降压模块16，充电接口 17，电源开关18 ;
[0030]无线通信单元2，第二控制模块21，第一串行接口 22，射频通信模块23，射频功放模块24，天线25；
[0031]测量单元3，参考电压接口 31，参考电流接口 32，被检设备电流接口 33，参考电压/电流调理模块34，被测电流调理模块35，二阶抗混叠低通滤波器36，AD转换模块37，FFT数字信号处理模块38，第二串行接口 39 ;
[0032]显示控制单元4，主控模块41，键盘模块42，液晶显示模块43，存储模块44，打印机模块45，无线通信接口 46，测量通信接口 47，上位机通信接口 48，U盘接口 49。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0034](实施例1)
[0035]见图1，本实施例的相对介损及电容量测试仪，主要由便携式盒体和安装在便携式盒体内的电路装置组成。电路装置主要包括操作面板、电池电源管理单元1、无线通信单元2、测量单元3和显示控制单元4。
[0036]显示控制单元4分别与无线通信单元2和测量单元3双向信号电连接，电池电源管理单元I使用时用于对其他各单元提供工作电源；本实施例中，显示控制模块4与测量模块3及无线通讯模块2的