专利名称：绝缘子串低零值瓷瓶检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高电压技术领域，是绝缘子绝缘电阻测量用的一种新型仪器。适用于在高空对高压电力线路及发变电站架空导线用绝缘子的绝缘电阻测量。
随着电力系统的迅速发展，电力线路和发变电站应用的高压瓷瓶数量大增。高压瓷瓶在强电场及机械负载、温度等长期作用下，绝缘性能逐渐老化使绝缘电阻降低成为低值瓷瓶，甚至有的瓷瓶绝缘电阻变为零成为零值瓷瓶，这些低零值瓷瓶在绝缘子串中分担的电压降低或分担电压为零，使其它瓷瓶分担的电压增高，一方面加速了瓷瓶的老化，一方面降低了绝缘子串的闪络电压，使线路的跳闸和停电事故次数增多。对电力系统的运行安全是一种很大的威胁。绝缘子串中低零值瓷瓶的存在是一种潜在的隐患，故有关规程规定对绝缘子串瓷瓶的绝缘电阻应定期进行检测。及时检测出并更换绝缘子串中的低零值瓷瓶，对保证电力系统的安全运行是一种行之有效的反事故措施。故低零值瓷瓶的检测具有重大的经济和社会效益。
当前是用电压分布测杆、测量绝缘子串在运行中每个瓷瓶分担的电压值，来判定其是否是低零值瓷瓶。这需要操作人员爬到电力线络杆塔上去，举看沉重的测杆进行测量。不仅劳动强度大，对操作人员来说安全性差，而且在测量机理上存在着缺点，要使被测绝缘子放电，形成短路，故曾因测零值瓷瓶而导致发生线路跳闸事故。
国内、外虽已有无线电技术、红外线技术等研制零值瓷瓶地面检测装置的先例，但技术复杂、测量准确性低、实用性差、价格太高。
此外，在停电情况下可用绝缘摇表测量瓷瓶等电力设备的绝缘电阻值。但是现普遍使用的流比计型绝缘摇表体积较大，重量较重，不能在电力线路杆塔悬挂的绝缘子高空处测量瓷瓶的绝缘电阻。若将绝缘摇表放在地面上，则需两条十到几十米的测量引线，而且必需两人共同操作，很不方便，所以一般均不采用此法。
本实用新型的目的是在定期停电清擦电力线路瓷瓶时，顺便完成绝缘子串低零值瓷瓶的准确检测工作。对本实用新型的要求是自带电源；体积小，重量轻，可装在衣服口袋中携带；测量瓷瓶绝缘电阻时可一手持握本测量仪，一手进行操作，适用于操作人员站、坐在电力线路导线上清擦瓷瓶前、后进行瓷瓶绝缘电阻的测量。
使用本实用新型的优点是测量结果准确、操作简便、比较安全、节省了专为测量绝缘子串中低零瓷瓶而花费的大量人力、物力；防止因低零值瓷瓶的存在而造成的线路停电事故，故具有很大的经济和社会效益。
实现本实用新型任务的办法是利用伏——安法测量电阻的基本原理，用干电池做电源，采用先进的电子技术和电子元器件组成的轻便绝缘电阻测量仪；包括有干电池组成的电流单元［1］；振荡单元［2］；功率放大单元［3］；交流升压单元［4］；整流升压单元［5］；校准、测量切换单元［6］；被测值来样单元［7］；读值指示单元［8］。
由4节干电池(B)组成6V电源单元［1］供给振荡单元［2］，功率放大单元［3］中的运算放大器的工作电源。振荡单元［2］由运算放大器及RC串并联振荡器构成，输出15KHZ的正弦波信号，经由运算放大器及阻抗匹配变压器(T)构成的功率放大单元［3］最大输出电流0.25A；交流升压单元［4］输出电压120～140V；整流升压单元［5］输出电压2500V，通过校准切换单元［6］由显示单元［8］显示2500V，若输出电压不是2500V时，调节升压单元［4］中的调压电位器使整流升压单元［5］的输出电压为2500V；电压校准后，校准测量切换单元［6］使2500V施加到被测瓷瓶上，经被测值采样单元［7］采集流经被测瓷瓶的电流信号，由读值指示单元［8］的指针微安表指示被测瓷瓶的绝缘电阻兆欧值。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明
图1、绝缘子串低零值瓷瓶检测仪原理框图；图2、绝缘子串低零值瓷瓶检测仪原理结构图；图3、绝缘子串低零值瓷瓶检测仪壳体面板示意图。
见图1和图2所示的绝缘子串低零值瓷瓶检测仪是由4节干电池组成的电源单元［1］供给振荡单元［2］、功率放大单元［3］中运算放大器(分别为U1、U2)的电源。
振荡单元［2］由运算放大器U1(LM324)及RC串并联选频网络(其中R1＝R2为480Ω、R3为30KΩ、R4为0～20KΩ可调电阻；C1＝C2为0.022μF／63V)构成。振荡单元输出15KHZ的正弦波信号，送入功率放大单元［3］；由可调电位器W1阻值0～10KΩ)、运算放大器U2(LM386N)及R5、C3、C4构成功率放大单元［3］，其中(R5为10Ω、电解电容C3为100μF／16V、电容C4为0.05μF／63V)。经C3输出的功率送经由铁氧体磁芯的变压器构成的交流升压单元［4］，变压器的匝数比为25／650～780、高压侧带有3个分接头，功率为1.5W。升压变压器输出120～140V、15KHZ交流经由电容C5、C6和硅堆D及保护电阻R6构成的9级串级整流升压单元［5］，其中(C5为0.033μF／400V、C6为0.011μF／400V、D为1000V／0.01A、R6为10KΩ)，输出电压为－2500V。由一单刀双投开关K2构成校准，测量单元［6］，当刀闸K2投向校准位置1时，不经外电路，将2500V施加于限流电阻R7及电阻R8上(R7为9.78MΩ、R8为1.1MΩ)，量程切换开关K3使分流电阻R9并联在电阻R8上，使通过指示单元［8］微安表的电流为50μA，指示满刻度，指示值表示2500V，若指示不是满刻度，调功放单元［3］的电位器W1，改变功放大单元［3］的输出，使交流升压单元［5］的输出为2500V(此即表的校准)。由两根可伸出的具有弹性的测量引线、量程切换开关K3和限流电阻R7、R8及分流电阻R9(阻值为275KΩ)构成被测值来样单元［7］。当开关K2投向测量位置2时，2500V电压施加于被测电阻RX及与其串联的限流电阻R7、R8和分流电阻R9上，通过RX的电流(经分流电阻R9分流)的一部分由微安表指示被测电阻值。由一只满量程为50μA的指针式直流微安装(G)及微安表过流保护装置(与电阻R8并联的氖氩气体辉光放电管(P)NHO－13)构成读值指示单元［8］；微安表盘上有3条刻度线一为0～2500V电压刻度；一为有效量程0～40MΩ、另一条为40～1000MΩ(量程切换开关K3投向高阻时对应40～1000MΩ刻度值)。本实用新型中除整流升压单元［5］中的限流电阻R6为1W外，其余电阻的功率均为0.125W。
图3为绝缘子串低零值瓷瓶检测仪壳体面板示意图，本实用新型的壳体尺寸为长140mm、宽55mm、厚40mm。采用铝合金板或用硬质塑料制成外壳，面板用铝合金板。面板上的各个数字分别表示1指针式仪表；2电源开关K1；3校准、测量切换开关K2；4量程切换开关K3；5为过流显示氖气放电管窗口；6电压值调节旋钮；7测量引线出口。本实用新型的读值指示单元［8］中的指针式微安表可用3 1/2 位数字电压表取代；并配以单片机使绝缘电阻测量的灵敏度和准确度进一步提高，并具有记忆功能，在一天的检测工作完成时，可由微型打印机打印出低零值瓷瓶的检测结果，发展为绝缘电阻测量用的系列产品。
权利要求1.一种涉及高电压技术领域，主要用于高压电力线路停电时线路瓷瓶绝缘电阻测量仪，包括有壳体、电池为电源单元[1]以及读值指示单元[8]，其特征在于电池电源单元[1]连接有振荡单元[2]、功率放大单元[3]、交流升压单元[4]、直流串级整流单元[5]以及读值指示单元[8]。
2.根据权利要求1所述的瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于运算放大器及RC选频电路构成的振荡单元［2］，将电池电源单元［1］供给的直流电经振荡输出12～18KHZ的正弦波信号。
3.根据权利要求1所述的瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于由运算放大器及交流升压变压器构成的功率放大单元［3］和交流升压单元［4］，将振荡单元［2］供给的正弦波信号经功率放大和交流升压后、输出140～220V交流电压、功率为0.5～2W。
4.根据权利要求1所述的瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于由交流升压单元［4］输出的交流电压经半导体整流元件和电容构成的5～12级串级整流升压单元［5］，并通过改变交流升压单元［4］变压器高压绕组的分接头和调节功率放大单元［3］输入所接的电位器(W1)、使校准、测量单元［6］的开关投向校准位置时，由读值指示单元［8］指示2500V，做为测量绝缘电阻时的规定测量用电压。
5.根据权利要求1所述的瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于，由两根可伸出的具有弹性的测量引线、量程切换开关K3和限流电阻R7、R8及分流电阻R9构成被测值采样单元［7］，当校准、测量单元［6］的单刀双投拨动开关K2投向测量位置时，由整流升压单元［5］输出的2500V电压施加于被测电阻RX及限流电阻R7、R8，分流R9，流过RX的电流经电阻R9分流后，由读值指示单元［8］指示40MΩ以下的被测电阻值。
6.根据权利要求1所述的瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于当被测电阻值大于40MΩ时，由量程切换开关K3切断与电阻R8并联的分流电阻R9，将有效量程扩大到1000MΩ～2000MΩ。
7.根据权利要求1所述的绝缘瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于由一只满量程为20～100μA的指针式直流微安表及氖氩气体辉光放电管组成微安表过流保护装置，构成具有0～2500V电压刻度线及有效量程为0～40MΩ和40～2000MΩ两条电阻刻度的读值指示单元［8］，若通过被测电阻RX的电流未经电阻R9分流，而超过读值指示单元［8］微安表的满量程电流时，该电流在电阻R8上的压降高于氖氩气体辉光放电管的放电电压，则该管放电，将微安表短路，使微安表受到保护。
8.根据权利要求1所述的绝缘子瓷瓶绝缘电阻测量仪，其特征在于读值指示单元［8］可进一步改进，采用单片机和数字电压表构成，不仅可扩大电阻测量的有效量程、使测量灵敏度、准确度提高，而且显示的被测值可以记忆，在一天的检测工作结束时，可配以微型打印机打印出检测结果。
专利摘要本实用新型涉及高电压技术领域是人在高压线路导线上对高压电力线路瓷瓶的绝缘电阻进行测量的新仪器。本实用新型利用伏－安法测量电阻的基本原理，用干电池做电源，采用现代电子技术和电子元器件制成，可装在衣服口袋中携带的2500V绝缘电阻测量仪，其有效量程为0～1000MΩ，操作简便，特别适用于电力线路停电清擦瓷瓶时顺便进行低、零值瓷瓶的检测；也可用于高压电力设备绝缘电阻的测量。
文档编号G01R31/00GK2170529SQ93224548
公开日1994年6月29日 申请日期1993年9月20日 优先权日1993年9月20日
发明者刘玄毅, 刘全, 王静茹 申请人:东北电力学院