动力电缆绝缘性能测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于动力电缆性能测试技术领域，特别涉及一种动力电缆绝缘性能测试系统。
【背景技术】
[0002]动力电缆是航空、医疗、汽车以及矿山等领域中应用最为广泛的基础性材料。尽管动力电缆在出厂前都会进行相关的质量检验，但由于使用方对动力电缆功能的要求千差万另IJ，使用前往往会根据动力电缆芯线和功能进行相应的预处理，如:安装不同类型的动力电缆连接器，防腐蚀处理等。这些预处理都会在一定程度上改变动力电缆设的原有电气特性。因此，使用方在进行产品电气系统装配前，还必须结合性能要求对动力电缆的某些关键特性进行检测，如:接头连接状况，通断性能和交、直流绝缘耐压等参数。目前使用的检测设备多为单一功能的设备，检测效率很低，数据管理混乱，同时也造成人工成本和时间成本的浪费。针对目前动力电缆检测技术的问题，开发结构简单、安全可靠，能够完成通断性能、电阻测试、绝缘性能检测等功能的综合测试系统是该技术领域的发展趋势。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提出一种动力电缆绝缘性能测试系统，目的是为了实现电缆绝缘性能准确测试，提高动力电缆的质量，推动电缆检测技术的进步。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案来实现实用新型目的的:
[0005]动力电缆绝缘性能测试系统，由电源单元的输入端和电网相连接，电源单元的输出端和工业计算机、单片机的电源输入端口相连接，显示单元的输入端和单片机的信号输出端相连接，控制面板的输出端与单片机的信号输入端相连接，CAN通讯单元的输入端和单片机的通讯端口相连接，CAN通讯单元的输出端和工业计算机相连接;信号处理单元的输入端和绝缘性能测试电路的信号输出端相连接，信号处理单元的输出端和AD转换单元的输入端相连接，AD转换单元的输出端和单片机的信号输入端相连接，绝缘性能测试电路的信号采集端和动力电缆相连接。
[0006]所述的CAN通讯单元的输出端和工业计算机的串行通讯接口相连接。
[0007]所述的绝缘性能测试电路采用低频交流信号注入法，对动力电缆绝缘性能进行测试;其中低频交流信号源的输出端与零序电抗器的一端相连接，零序电抗器的另一端与三相电抗器的中性点相连接，三相电抗器与被测动力电缆相连接，被测动力电缆从电流互感器穿心通过，电流互感器的输出端与测试系统的信号处理单元的输入端相连接。
[0008]所述的绝缘性能测试电路是经三相电抗器的中性点给被测动力电缆注人一个低频交流信号电压，通过检测交流信号电流实现对动力电缆绝缘的在线监测。
[0009]所述的CAN通讯单元根据传输数据的实际需要，选用SJA1000作为CAN通讯单元控制器，单片机选用AVR单片机中的ATmegall6L;选用CTM8251T作为CAN控制器与物理总线的接口芯片；SJA1000通过串行数据输出线TX和串行数据输入RX线连接到CAN隔离收发器CTM8251T;CTM8251T通过具有差动发送和接收功能的两个总线端CANH和CANL连接到物理总线;总线两端并联一个匹配电阻，提高数据传输时的抗干扰能力和可靠性;在工业计算机中开发出CAN通讯界面，将测试系统的信息在CAN通讯界面上显示出来。
[0010]本实用新型的优点及有益效果是:
[0011]本实用新型能够快速对动力电缆的绝缘性能特性进行测试，通过低频信号注入法克服了附加直流电源法不能测试动力电缆对地分布电容的不足，也较好的解决了工频法的灵敏度低、误差大的问题。测试过程简单、易于操作和稳定性好。既可对单条动力电缆绝缘的进行测试，又可对多条动力电缆绝缘进行测试；同时，测试系统能够将结果通过CAN总线发送给工业计算机，便于数据分析和长期存储。
[0012]下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以详细的说明。
【附图说明】
[0013]图1为动力电缆绝缘性能测试系统结构简图；
[0014]图2为动力电缆绝缘性能测试电路图；
[0015]图3为CAN通讯单元电路图
[0016]图中，I动力电缆；2绝缘性能测试电路;3信号处理单元;4AD转换单元;5单片机;6电源单元;7电网；8控制面板;9显示单元；10 CAN通讯单元；11工业计算机；12低频交流信号源；13零序电抗器;14三相电抗器;15电流互感器。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型是一种动力电缆绝缘性能测试系统，如图1所示，图1为动力电缆绝缘性能测试系统结构简图。系统包括电源单元6、电网7、单片机5、显示单元9、控制面板8、CAN通讯单元10、工业计算机11、信号处理单元3、AD转换单元4、绝缘性能测试电路2和动力电缆I，其中电源单元6的输入端和电网7相连接，电源单元6的输出端和工业计算机11、单片机5的电源输入端口相连接，显示单元9的输入端和单片机5的信号输出端相连接，控制面板8的输出端与单片机5的信号输入端相连接，CAN通讯单元10的输入端和单片机5的通讯端口相连接，CAN通讯单元10的输出端和工业计算机11的串行通讯接口相连接;信号处理单元3的输入端和绝缘性能测试电路2的信号输出端相连接，信号处理单元3的输出端和AD转换单元4的输入端相连接，AD转换单元4的输出端和单片机5的信号输入端相连接，绝缘性能测试电路2的信号采集端和动力电缆I相连接。
[0018]本实用新型中动力电缆绝缘性能测试电路图如图2所示，绝缘性能测试电路2采用低频交流信号注入法，对动力电缆绝缘性能进行测试。绝缘性能测试电路2包括低频交流信号源12、零序电抗器13、三相电抗器14、电流互感器15，其中低频交流信号源12的输出端与零序电抗器13的一端相连接，零序电抗器13的另一端与三相电抗器14的中性点相连接，三相电抗器14与被测动力电缆I相连接，被测动力电缆I从电流互感器15穿心通过，电流互感器15的输出端与测试系统的信号处理单元4的输入端相连接。绝缘性能测试电路工作原理:经三相电抗器14的中性点给被测动力电缆I注人一个低频交流信号电压，通过检测交流信号电流实现对动力电缆I绝缘的在线监测。该方法能够检测到动力电缆I的交流阻抗，比附加直流电源法检测的直流绝缘电阻更接近动力电缆I的实际绝缘情况。
[0019]本实用新型中CAN通讯单元电路如图3所示，根据传输数据的实际需要，选用SJA1000作为CAN通讯单元控制器，单片机选用AVR单片机中的ATmegal 16L。为增大系统的通信距离、提高瞬间抗干扰能力、降低射频干扰，等，选用CTM8251T作为CAN控制器与物理总线的接口芯片。SJA1000通过串行数据输出线TX和串行数据输入RX线连接到CAN隔离收发器CTM8251TXTM8251T通过具有差动发送和接收功能的两个总线端CANH和CANL连接到物理总线。总线两端并联一个匹配电阻，提高数据传输时的抗干扰能力和可靠性。在工业计算机11中开发出CAN通讯界面，将测试系统的信息在CAN通讯界面上显示出来。。
[0020]本实用新型动力电缆绝缘性能测试系统工作过程操作步骤如下:
[0021]首先，通过控制面板8启动控制系统，单片机5完成初始化操作在显示单元9上显示“准备测试”字样。然后，启动低频交流信号源12，经零序电抗器13和三相电抗器14的中性点给被测动力电缆I注人一个低频交流信号电压，电流互感器15采集动力电缆I的电流信号，经过信号处理单元3和AD转换单元4后发送给单片机5。最后，单片机5对电流互感器15采集的数据进行计算得到动力电缆I的绝缘电阻值，将电阻值与要求值进行比较，判断动力电缆I的绝缘性能，并将计算数据和判断结果发送能够给显示单元9。单片机5能够通过CAN通讯单元10将动力电缆I绝缘性能计算数据和判断结果发送给工业计算机11，完成对数据的长期存储。
【主权项】
1.动力电缆绝缘性能测试系统，其特征是:由电源单元(6)的输入端和电网(7)相连接，电源单元(6)的输出端和工业计算机(11)、单片机(5)的电源输入端口相连接，显示单元(9)的输入端和单片机(5)的信号输出端相连接，控制面板(8)的输出端与单片机(5)的信号输入端相连接，CAN通讯单元(10)的输入端和单片机(5)的通讯端口相连接，CAN通讯单元(10)的输出端和工业计算机(11)相连接;信号处理单元(3)的输入端和绝缘性能测试电路(2)的信号输出端相连接，信号处理单元(3)的输出端和AD转换单元(4)的输入端相连接，AD转换单元(4)的输出端和单片机(5)的信号输入端相连接，绝缘性能测试电路(2)的信号采集端和动力电缆(I)相连接。2.根据权利要求1所述的动力电缆绝缘性能测试系统，其特征是:所述的CAN通讯单元(1 )的输出端和工业计算机(11)的串行通讯接口相连接。3.根据权利要求1所述的动力电缆绝缘性能测试系统，其特征是:所述的绝缘性能测试电路(2)采用低频交流信号注入法，对动力电缆绝缘性能进行测试;其中低频交流信号源(12)的输出端与零序电抗器(13)的一端相连接，零序电抗器(13)的另一端与三相电抗器(14)的中性点相连接，三相电抗器(14)与被测动力电缆(I)相连接，被测动力电缆(I)从电流互感器(15)穿心通过，电流互感器(15)的输出端与测试系统的信号处理单元(4)的输入端相连接。4.根据权利要求1所述的动力电缆绝缘性能测试系统，其特征是:所述的绝缘性能测试电路(2)是经三相电抗器(14)的中性点给被测动力电缆(I)注人一个低频交流信号电压，通过检测交流信号电流实现对动力电缆(I)绝缘的在线监测。5.根据权利要求1所述的动力电缆绝缘性能测试系统，其特征是:所述的 CAN通讯单元(10)根据传输数据的实际需要，选用SJA1000作为CAN通讯单元控制器，单片机选用AVR单片机中的ATmegall6L;选用CTM8251T作为CAN控制器与物理总线的接口芯片；SJA1000通过串行数据输出线TX和串行数据输入RX线连接到CAN隔离收发器CTM8251T;CTM8251T通过具有差动发送和接收功能的两个总线端CANH和CANL连接到物理总线；总线两端并联一个匹配电阻，提高数据传输时的抗干扰能力和可靠性;在工业计算机(11)中开发出CAN通讯界面，将测试系统的信息在CAN通讯界面上显示出来。
【专利摘要】本实用新型属于动力电缆性能测试技术领域，特别涉及一种动力电缆绝缘性能测试系统。由电源单元的输入端和电网相连接，电源单元的输出端和工业计算机、单片机的电源输入端口相连接，显示单元的输入端和单片机的信号输出端连接，控制面板的输出端与单片机的信号输入端连接，CAN通讯单元的输入端和单片机的通讯端口连接，CAN通讯单元的输出端和工业计算机连接；信号处理单元的输入端和绝缘性能测试电路的信号输出端连接，信号处理单元输出端和AD转换单元的输入端连接，AD转换单元的输出端和单片机的信号输入端连接，绝缘性能测试电路的信号采集端和动力电缆连接。能快速对动力电缆的绝缘性能特性进行测试，测试过程简单、易于操作和稳定性好。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN205229392
【申请号】CN201520987181
【发明人】郎福成, 李让, 冯立国, 朱剑锋, 单大阔, 刘晓丽, 程辉
【申请人】国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月2日