专利名称：自动移相抗干扰介损测试仪的制作方法
技术领域：
一种自动移相抗干扰介损测试仪，用于电力系统绝缘预防性试验，属电力系统测试设备技术领域。
在电力系统绝缘预防性试验时，同一电站内，有将母线停电进行试验，而有些母线则带电运行。由于带电线路的空间耦合，存在分布电容，使得试品上流过干扰电流，正常测试时，变压器次级带高压，取样电阻流过的电流为试验电流与干扰电流之和，而干扰电流与试验电流的相位不同，其幅值、相位皆为未知，如不能将它与试验电流区分开来，现场所测的介损误差就很大，根本无法判断被试品的绝缘状况。
传统电桥技术克服干扰采取的方法主要有1、在被试品上加装较大的屏蔽罩，它增大了现场试验的工作量，也不能理想地抑制干扰；2、利用移相器使得试验电源与干扰电源在相位上相同或相反，取测量的平均值，但因不能保证移相的准确性，是一种近似方法，且移相器笨重，操作困难。
本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，设计一种新的抗干扰介损测试仪，可以实现自动移相，有效地消除干扰，得到准确的介损值，提高测量精度。
为实现这样的目的，本实用新型设计了一个独特的电子回路，与计算机软件相结合，给放大器输入端加上一个抗干扰信号，经抗干扰信号处理电路及自动移相电路的处理，其相位在0～360°可调，幅值也可调，与来自取样电阻Rb的取样信号(干扰信号)相加后输入放大器，一直调到放大器的输出基本为零，此时，可以认为干扰已消除，可以测试得到准确的介损值。
本实用新型的抗干扰电子回路包括三个隔离变压器、抗干扰信号处理电路、自动移相处理电路及放大、滤波、整流等电路，采用单片机CPU及D/A转换电路，完成自动移相抗干扰功能。在隔离变压器的输出端接有一个可调电阻，隔离变压器的输出在可调电阻上得到一个与试验电流同频率的信号，此信号经抗干扰信号处理电路得到两个相位相差90°的同频率信号，分别经两个模拟乘法器与来自两路D/A输出的调整系数相乘，得到幅值、极性可变的两路信号，再经程控增益放大器进行矢量相加，得到一个0～360°相位可调、幅值也可调的抗干扰信号，此抗干扰信号与取样信号相加后即为Us，经滤波、整流后，通过A/D转换得到一数量送到CPU，CPU通过改变两路D/A转换的D值，得到的输出值返回去，再与两个相位相差90°的同频率信号相乘，再矢量相加，得到一个新的抗干扰信号。如此通过CPU不断改变D/A的输出，总可使得Us≈0，从而消除了干扰。
为更好地理解本实用新型的技术解决方案，
以下结合附图作进一步的详细描述。
图1为介损测试等效电路示意图。
图中，Cx、Rx为被试设备等效阻抗，回路中接有取样电阻Rb，取样信号从Rb上引出。
由于分布电容C的存在，取样电阻Rb上流过的电流为Ix+Ig，干扰电流Ig的存在，影响测试的准确性。因此，必须设法把干扰电流Ig抵消掉才能得到准确的测量值。
图2为本实用新型采用的抗干扰电子回路整体框图。
图2中，三个隔离变压器T1、T2、T3的输出端接有一个可调电阻R1，其输出经可调电阻R1连接到抗干扰信号处理电路的输入端，抗干扰信号处理电路的输出连接到自动移相处理电路，自动移相处理电路的输出Ug与取样信号URb连接到放大器IC5的输入端，IC5的输出Us经放大、滤波、整流、A/D转换电路，连接到CPU，CPU控制调整D/A转换电路的输出E、F，再反馈连接到自动移相处理电路。
当试验电流Ix为零时，隔离变压器T1、T2、T3的输出在R1上得到一个与试验电源同频率的信号，经抗干扰信号处理电路、自动移相处理电路处理后，得到一个0～360°相位可调、幅值也可调的抗干扰信号Ug，送到IC5的输入端；取样电阻Rb引出的取样信号URb也送到IC5的输入端，两路信号矢量相加，IC5的输出Us经放大、滤波、整流及A/D转换电路，连接到CPU，CPU还连接两个D/A转换电路，通过不断改变两路D/A转换的D值，将D/A转换电路的输出E、F再反馈到自动移相处理电路，得到一个新的抗干扰信号Ug，再与取样信号URb相加得到一个新的Us值。如此反复，通过比较，总可以得到一组调整后的输出E、F值，使IC5的输出Us≈0，从而消除了干扰。此时，保持D/A的输出值E、F不变，再加试验电流Ix正常测试，即可得到准确值。
图3为本实用新型的抗干扰信号处理电路图。
如图所示，抗干扰信号处理电路包括IC1、IC2两个放大器，从隔离变压器输出端可调电阻取得的抗干扰信号经IC1放大，其输出经分压电阻R4、R5分压，在B点得到一个与输入同频率的信号UB；IC1的输出经IC2移相放大，经分压电阻R6、R7分压，在C点得到一个与UB电压相位相差90°的同频率信号UC。B点与C点输出的信号UB、UC分别连接到自动移相处理电路。
图4为本实用新型的自动移相处理电路图。
图中，IC3、IC4为两个线性模拟乘法器，其B、C点输入来自抗干扰信号处理电路，其E、F点输入来自D/A转换电路的输出，其7脚输出U1、U2分别为1、2脚电压与3、4脚电压的乘积的十分之一。由于IC3、IC4的E、F两点输入分别来自D/A输出，其值在-10～+10V之间连续可调，因此，IC3、IC4的输出U1、U2为频率相同、相位相差90°、幅值大小连续可变的两个信号。U1、U2经R9、C3和R12、C4组成的两个低通滤波器，以及R10、R11和R13、R14组成的两个分压网络，连接到程控放大器IC6进行矢量相加，得到的IC6输出为一个相位0～360°可调、幅值可调的抗干扰信号Ug。
本实用新型的CPU采用8031单片机，A/D转换器采用ICL7109，D/A转换器采用四片DAC0832组成两路16位D/A转换，以提高分辨率和精度。
本实用新型利用电子电路辅以相应的软件，实现了0～360°自动移相、幅值可调的抗干扰信号，应用于电力系统现场测试介损的抗干扰中，有效地消除各种电站由于空间耦合所带来的干扰，提高了测量精度，使得抗干扰测量简单、准确。本实用新型为电力系统技术领域提供了一种非常有效、容易实现的测量方法。
权利要求1.一种自动移相抗干扰介损测试仪，其特征在于采用的抗干扰电子回路包括隔离变压器、抗干扰信号处理电路、自动移相处理电路及放大、滤波、整流等电路，并采用单片机CPU及D/A转换电路，完成自动移相抗干扰功能，隔离变压器的输出经可调电阻R1连接到抗干扰信号处理电路的输入端，抗干扰信号处理电路的输出连接到自动移相处理电路，自动移相处理电路的输出Ug与取样信号URb连接到放大器IC5的输入端，IC5的输出Us经放大、滤波、整流、A/D转换电路，连接到CPU，CPU控制调整D/A转换电路的输出E、F，反馈到自动移相处理电路。
2.一种如权利要求1所说的自动移相抗干扰介损测试仪，其特征在于所说的抗干扰信号处理电路包括IC1、IC2两个放大器，IC1的输出经分压电阻R4、R5分压得到B点输出UB，IC1的输出经IC2移相放大，再经分压电阻R6、R7分压得到C点输出UC，UB与UC分别连接到自动移相处理电路。
3.一种如权利要求1或2所说的自动移相抗干扰介损测试仪，其特征在于所说的自动移相处理电路包括两个线性模拟乘法器IC3、IC4，其B、C点输入来自抗干扰信号处理电路，其E、F点输入来自D/A，其输出U1、U2经R9、C3和R12、C4组成的两个低通滤波器，以及R10、R11和R13、R14组成的两个分压网络，连接到程控放大器IC6，得到IC6的输出Ug。
4.一种如权利要求1所说的自动移相抗干扰介损测试仪，其特征在于采用的CPU为8031单片机，A/D转换器采用ICL7109，D/A转换器采用四片DAC0832组成两路16位D/A转换。
专利摘要一种自动移相抗干扰介损测试仪,用于电力系统绝缘预防性试验,采用的抗干扰电子回路包括隔离变压器、抗干扰信号处理电路、自动移相处理电路及放大、滤波、整流等电路,并采用单片机CPU及D/A转换电路,完成自动移相抗干扰功能。本实用新型利用电子电路辅以相应的软件,实现了0～360°自动移相、幅值可调的抗干扰信号,有效地消除空间耦合所带来的干扰,使抗干扰测量简单、准确。
文档编号G01R27/26GK2391204SQ99239860
公开日2000年8月9日 申请日期1999年10月11日 优先权日1999年10月11日
发明者陈邦栋 申请人:上海思源电气有限公司