电力设备绝缘检测及线路“软接地”故障查寻仪的制作方法

本实用新型涉及一种电气检测装置，具体是一种电力设备绝缘检测及线路“软接地”故障查寻仪，属于电气检验设备技术领域。

背景技术：

目前电力设备及线路的绝缘检测仪器一般采用兆欧表，其主要由一台直流发电机和磁电系比率表组成，其中磁电系比率表内部由永久磁铁、极掌、两个动圈、有缺口的圆柱形铁芯及指针构成。兆欧表的电路原理如图1所示，当直流发电机F以120转/分速度均匀摇动手柄时，表内的直流发电机F输出该表的额定电压，在动圈Lv和被测电阻Rx间有电流I1通过，在动圈Li和表内附加电阻Ry有电流I2通过，两种电流与磁场作用产生相反的力矩，当I1电流最大时（即被测电阻Rx为0），指针指向刻度0，当I2电流最大时（即被测电阻Rx开路状态），指针指向刻度∝。

在实际应用中，当电力设备绝缘不良导致漏电跳闸时，往往是由于一些线路的“软接地”故障引起的，由于受限于其工作原理，兆欧表对于如电力机车等一些机器繁多、线路复杂的高压电力设备出现“软接地”故障时，无法实现快速有效检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型的电力设备绝缘检测及线路“软接地”故障查寻仪，其采用可无级调节的脉冲高压来对各电力设备线路的绝缘薄弱处进行泄放电流检测，或通过观察被测设备故障点发生的电晕或脉冲放电来查寻被测设备的 “软接地”故障点。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种电力设备绝缘检测及线路“软接地”故障查寻仪，其包括开关电源、充电电路、锂电池组、欠压检测控制电路、DC/DC电源转换电路、脉冲发生及调节电路、过载检测控制报警电路、高压振荡电路、高压变送器电路、高压仪表电路；所述开关电源的输入端连接市电AC220V，输出端连接充电电路，充电电路的输出端接锂电池组为其充电；锂电池组为脉冲发生及调节电路供电，锂电池组还经DC/DC电源转换电路转换电压后为高压仪表电路供电；锂电池组连接有欠压检测控制电路，欠压检测控制电路的输出端反馈连接至充电电路；脉冲发生及调节电路的输出端连接高压振荡电路的输入端，脉冲发生及调节电路还与过载检测控制报警电路相连接；高压振荡电路由锂电池组和充电电路组成双电源供电，高压振荡电路的高压输出端经高压变送器电路加载至被测设备，高压变送器电路从高压输出取样分压后再输出至高压仪表电路，高压仪表电路还与被测设备相连接，由高压仪表对外显示实时的检测电压和被测设备的泄放电流。

本实用新型的电力设备绝缘检测及线路“软接地”故障查寻仪采用可无级调节的脉冲高压来对各电力设备及其线路的绝缘薄弱处进行泄放电流检测，对于一些机器繁多、线路复杂的高压电力设备出现绝缘不良或“软接地”故障时，可通过观察被测设备故障点发生的电晕或脉冲放电来快速有效查寻被测设备的 “软接地”故障点，从而大大提高电气检验工作效率。本仪器结构紧凑，便于携带，可在现场对电力设备进行检测，因此使用非常方便。

附图说明

图1为常规兆欧表的内部电路原理图。

图2为本实用新型的电路模块图。

图3为开关电源及接口模块的电路图。

图4为充电电路、锂电池组、欠压检测控制电路、DC/DC电源转换电路的电路图。

图5为脉冲发生及调节电路、过载检测控制报警电路、高压振荡电路、高压变送器电路的电路图。

图6为高压仪表供电电路的电路图。

图7为电压表显示电路。

图8为电流表显示电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图2所示，本电力设备绝缘检测及线路“软接地”故障查寻仪包括开关电源、充电电路、锂电池组、欠压检测控制电路、DC/DC电源转换电路、脉冲发生及调节电路、过载检测控制报警电路、高压振荡电路、高压变送器电路、高压仪表电路；所述开关电源的输入端连接市电AC220V，输出端连接充电电路，充电电路的输出端接锂电池组为其充电；锂电池组为脉冲发生及调节电路供电，锂电池组还经DC/DC电源转换电路转换电压后为高压仪表电路供电；锂电池组连接有欠压检测控制电路，欠压检测控制电路的输出端反馈连接至充电电路；脉冲发生及调节电路的输出端连接高压振荡电路的输入端，脉冲发生及调节电路还与过载检测控制报警电路相连接；高压振荡电路由锂电池组和充电电路组成双电源供电，高压振荡电路的高压输出端经高压变送器电路加载至被测设备，高压变送器电路从高压输出取样分压后再输出至高压仪表电路，高压仪表电路还与被测设备相连接，由高压仪表对外显示实时的检测电压和被测设备的泄放电流。

如图3所示，所述开关电源的输入端连接市电AC220V，并向后级的充电电路输出16.8V直流电源。

如图4所示，在所述充电电路中，16.8V直流电源经二极管D2和继电器K的常闭触点K1向锂电池组BT1充电，三端稳压器U3将16.8V直流电源稳压成12V电源向过充保护电路供电，过充保护电路由继电器K、三极管Q1、电压比较器IC2-3及外围元件组成的，通过可调电阻RP1设定电压比较器IC2-3的9脚的基准电压。当

电路初上电时，如果锂电池组BT1的电压低于12.8V，充电主回路流过取样电阻R5的电流所产生的压差电流输入电压比较器IC2-3的8脚参考端，参考电压大于基准电压，电压比较器IC2-3的14脚输出端为低电平，三极管Q1截止，继电器K保持失电状态，其常闭触点K1维持接通状态，锂电池组BT1充电。当锂电池组BT1充电达到15.8V时，由于锂电池组BT1的电压与16.8V的充电电压压差缩小，流过取样电阻R5的电流所产生的压差下降，当下降的电压低于基准电压时，电压比较器IC2-3的14脚输出端为高电平，三极管Q1导通，继电器K吸合，其常闭触点K1断开，锂电池组BT1充电结束，由锂电池组BT1向后级电路提供14.8V电源。在充电过程中，参考电压大于基准电压，电压比较器IC2-2的1脚输出端为低电平，LED1红灯导通点亮，电压比较器IC2-1的2脚输出端为高电平，LED2绿灯截止不亮，表明处于充电状态，当充满电时，LED2绿灯点亮，LED1红灯不亮，表明充电结束。

如图4所示，锂电池组BT1提供的14.8V电源还经三端稳压器U5向后级电路提供+12V的VCC电源，VCC电源经三端稳压器U4为后级电路提供+5V电源。

如图5和图3所示，所述脉冲发生及调节电路采用TL494芯片IC1进行构建，芯片IC1的8、11、12脚接VCC电源，1、7、13、16脚接地，14、15脚与2脚相连接，5脚和15脚还分别串接电容C10和电容C11后接地；芯片IC1的2脚接电位器W1的一端，电位器W1的另一端接地，电位器W1的调节端接芯片IC1的4脚，芯片IC1的6脚依次串接电阻R7和可调电阻RP2后接地，芯片IC1的10脚经电阻R8向高压振荡电路输出脉冲变频信号。通过调节可调电阻RP2将脉冲振荡频率设定为13KHz，通过调节电位器W1调节输出脉冲的占空比。

如图5所示，所述过载检测控制报警电路主要由电压比较器IC3、光耦U2、三极管Q2和蜂鸣器LS构建，电压比较器IC3的3脚反相输入端接电阻R11和电阻R13的一端，电阻R11的另一端接芯片IC1的4脚，电阻R13的另一端接地；电压比较器IC3的2脚正相输入端接电阻R12、可调电阻RP3、电容C13的一端，电阻R12的另一端接+5V电源，可调电阻RP3和电容C13的另一端接地；电压比较器IC3的1脚和4脚接地，8脚接+5V电源，7脚输出端接电阻R9、电阻R10、电阻R14的一端，电阻R9的另一端接+5V电源，电阻R10的另一端接光耦U2的阳极，电阻R14的另一端接三极管Q2的基极；光耦U2的阴极接地，光耦U2的发射极接地，集电极接MOS功率管Q3的栅极；三极管Q2的发射极接地，集电极接蜂鸣器LS的负极，蜂鸣器LS的正极接VCC电源。为了防止高压串入控制电路，本过载检测控制报警电路采用非输出反馈控制的方式进行设计，当过载发生时，电压比较器IC3的3脚反相输入端的参考电压大于其2脚正相输入端的基准电压，电压比较器IC3的7脚输出端输出低电平，在上拉电阻R9和+5V电源的作用下，光耦U2导通，MOS功率管Q3截止，同时三极管Q2导通，蜂鸣器LS发出报警声，由此实现过载保护及报警。

如图5所示，所述高压振荡电路由MOS功率管Q3和高频变压器TD构建，脉冲发生及调节电路的芯片IC1的10脚经电阻R8输入MOS功率管Q3的栅极，14.8V电源接高频变压器TD初级线圈的一端，高频变压器TD初级线圈的另一端接MOS功率管Q3的漏极，MOS功率管Q3的源极接地，MOS功率管Q3的源极和漏极之间还并联有电容C12；高频变压器TD次级线圈的一端经整流管TD1整流后形成高压输出正端子，高频变压器TD次级线圈的另一端为高压地端。

如图5和图4所示，所述高频变压器TD还设有第二次级线圈作为反馈绕组，反馈绕组输出的输出的低压经二极管D3整流和电阻R3限流后，向光耦U1的阳极供电，光耦U1的阴极接地，光耦U1的发射极接地，集电极接三极管Q1的基极，进而控制供电电源的切换，由此构成欠压检测控制电路。当锂电池组BT1容量不足时，光耦U1输出端关断三极管Q1，使继电器K失电，继电器K的常闭触点K1闭合，接通开关电源输出的16.8V电压来达到装置正常的供电要求。

如图5所示，所述高压变送器电路包括电压分压检测电路和电流分压检测电路。在电压分压检测电路中，高压输出正端子连接高压电阻RT1的一端，高压电阻RT1的另一端接高压电阻RT2、电压抑制器WD5、调节电阻TRP1、高压电容CT1的一端和电感L4的输入正端，高压电阻RT2、电压抑制器WD5、调节电阻TRP1、高压电容CT1的另一端和电感L4的输入负端连接高压地端，电感L4的输出正端连接电压抑制器WD6、高压电容CT2的一端和电感L5的输入正端，电压抑制器WD6、高压电容CT2的另一端连接电感L5的输入负端，电感L5的输出正端连接电压抑制器WD7、高压电容CT3的一端和航空插座的2号接口，电感L5的输出负端连接电压抑制器WD7、高压电容CT3的另一端和航空插座的1号接口。所述电压分压检测电路通过高压电阻RT1、RT2和调节电阻TRP1进行分压后，再由电压抑制器WD5、WD6、WD7和高压电容CT1、CT2、CT3和电感L4、L5组成的π型滤波电路，防止因高压爬电打坏后级的数字电压表。

在电流分压检测电路中，高压输出负端子连接高压电阻RT3和功能转换开关S1的一端，功能转换开关S1的另一端接高压地端，高压电阻RT3的另一端接高压电阻RT4、电压抑制器WD8、调节电阻TRP2、高压电容CT4的一端和电感L6的输入正端，高压电阻RT4、电压抑制器WD8、调节电阻TRP2、高压电容CT4的另一端和电感L6的输入负端连接高压地端，电感L6的输出正端连接电压抑制器WD9、高压电容CT5的一端和电感L7的输入正端，电压抑制器WD9、高压电容CT5的另一端连接电感L7的输入负端，电感L7的输出正端连接电压抑制器WD10、高压电容CT6的一端和航空插座的5号接口，电感L7的输出负端连接电压抑制器WD10、高压电容CT6的另一端和航空插座的4号接口。所述电流分压检测电路通过高压电阻RT3、RT4和调节电阻TRP2进行分压后，再由电压抑制器WD8、WD9、WD10和高压电容CT4、CT5、CT6和电感L6、L7组成的π型滤波电路，防止因高压爬电打坏后级的数字电流表。

所述高压变送器电路设有壳体进行单独封装，壳体内密封有集成电压分压检测电路和电流分压检测电路的分压板，分压板的输入端由高压线引出接高压输出正负端子，分压板的输出端通过航空插座引出连接至高压仪表电路。

如图6、图7、图8所示，所述高压仪表电路包括高压仪表供电电路、电压表显示电路和电流表显示电路。在所述高压仪表供电电路中，12V电源经DC/DC-2电源模块转换后向后级的高压仪表形成隔离式供电，DC/DC-2电源模块的前端设有高频吸收电路，防止因DC/DC-2电源转换模块内部的高频振荡脉冲返出干扰主板的控制电路，DC/DC-2电源转换模块的后端设有π型滤波电路，防止高压仪表的过电压倒灌入DC/DC-2电源模块，确保DC/DC-2电源模块的可靠工作。

在电压表显示电路中，由四电压反向器Ic4将驱动集成膜块Ic5第38 脚的振荡信号整形，输出一负压向驱动集成膜块Ic5第26脚的负压端供电，由驱动集成膜块Ic5将输入的被检电压信号进行模/数转换，并驱动LED数码管DS5、DS6、DS7、DS8工作，由此实现电压显示。电流表显示电路的工作原理与电压表显示电路的工作原理相同。