專利名稱：多量程介質損耗標準器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于用電的方法進行測量的儀器配件，尤其屬于介質損耗標準器。
背景技術：
電氣設備的絕緣結構均由各種絕緣介質所構成，由于介質的電導，極性介質中偶極子轉動時的摩擦以及介質中的氣隙放電，使處在高電壓下的介質(或整個絕緣結構)是有損耗的，這種損耗稱為介質損耗，它是電氣設備絕緣性能的重要指標。介質損耗測試儀是一種測量介質損耗正切和電容量的自動化儀表，可以在工頻高壓下，現場測量各種絕緣材料、絕緣套管、電力電纜、電容器、互感器、變壓器等高壓設備的介質損耗正切和電容值，在電力系統中應用極為頻繁，檢定任務也比較繁重。依據DL/T962-2005高壓介質損耗測試儀通用技術條件的要求，檢定點需要選定值電容(如IOOpF)的標準損耗器在介損測試儀損耗因數全量限內均勻選取20個校準點進行示值誤差校準，還需要選取若干定值電容(如 25pF、50pF、1000pF、lOOOOpF)的標準損耗器在介損儀介質損耗因數量限范圍內選取上、中、下三個校準點進行示值誤差校準。而目前為止，國內檢定介質損耗測試儀的標準儀器均為檔位需要手動切換的標準介損器，每檢定一個點都需要檢定人員進入試驗區內切換下一個檢定點，幾個定值電容之間切換也需要進入試驗區內進行換線操作，不僅非常繁瑣，而且在IOkV的試驗區域內進行頻繁操作存在極大的安全隱患。
發明內容本實用新型目的在于克服上述缺點，提供一種能自動切換檢定點、安全的多量程介質損耗標準器。本實用新型所采用的技術方案為一種多量程介質損耗標準器，其要點在于，它包括殼體及裝在殼體內的單片機微控制器、繼電器和至少兩個并聯的不同量程的標準源，所述的標準源由標準定值電容與無感可調電阻串聯而成，標準源有外接頭，單片機微控制器和繼電器相接，并控制繼電器與標準源的連接，繼電器有外接頭，殼體接地，單片機微控制器內設有繼電器的工作程序。通過單片機微控制器內設有繼電器的工作程序，一次接線高壓介質損耗測試儀可以完成兩個量程的自動檢測。每個標準源的標準定值電容與分壓電容串聯，標準定值電容的高端為外接頭，標準定值電容與分壓電容的中間抽頭通過無感可調電阻與繼電器相接，分壓電容的另一端接地，分壓電容的容量為標準定值電容的24倍，繼電器中Kl、K2-K12均為雙穩閉鎖型繼電器；無感可調電阻RVl、RV2-RV11為精密型可調電位器，所對應的介損t g分別為8%、4%、2%、0. 8%,0. 4%,0. 2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005%。測量時每個電容器高端都需要短接在一起，這樣只需要控制每個電容下對應的繼電器K12的開關狀態就可以實現切換電容。同樣的，只要改變KlKll這11個繼電器開關狀態就可以來實現切換介損tg，默認可選擇介損為0. 005% 0. 01% 0. 02% 0. 03%0. 04% 0. 05% 0. 06% 0. 07% 0. 08% 0. 09% 0. 1% 0. 2% 0. 3% 0. 4%
0. 5% 0.6% 0. 7% 0.8% 0.9% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%10% ;其中，除了已經給出的 11 介損(8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%,0. 2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005% )外，其它的介損值都是由這幾個給出的11個介損組合來的(例如tg0. 05%= 0. 01% +0. 04% ；tgl%= 0. 2% +0. 8% ；tg3%= 0. 2% +0. 8% +2% )。基于同樣的原理本實用新型還可具有四個不同量程的標準源并聯，甚至更多。具有四個不同量程的標準源的標準定值電容的容量分別為25pF、50pF、1000pF、lOOOOpF。具有四個不同量程的標準源的標準定值電容的容量分別為50pF、100pF、1000pF、 lOOOOpF。為了進一步簡化及控制檢測過程，本實用新型還進行進一步的優化設計，在控制系統上增加了計算機和遙控器，計算機與遙控器連接，單片機微控制器中具有與遙控器相配合的無線接收模塊，有光耦接于單片機微控制器和繼電器之間。由于本裝置計算機控制部分為低壓工作，而檢定時需要加IOkV高壓，選擇開關一直處于高壓工作狀態，因此除了要選擇能夠承受IOkV高壓的開關，同時還要考慮高低壓隔離的問題，本裝置采用光耦隔離，當需要切換開關時，計算機發出控制信號，控制信號經過光耦隔離芯片產生控制信號控制開關繼電器的動作，這樣就保證模擬系統和數字系統之間不會形成干擾信號，保證系統的正常運行。通過遙控器控制標準器的換檔，整個過程無需人工干預，安全可靠。本實用新型的優點在于本裝置有多個標準定值電容可選擇，每個電容對應有
0.005%- 10%共29個介損，改變了之前檢定人員每檢定一個點都要進入試驗區內切換下一個檢定點及幾個定值電容之間切換的換線操作。通過計算機和遙控器來控制標準器的換檔，整個過程無需人工干預，安全可靠，不僅可以大大縮短檢定時間，而且在很大程度上改善了之前的繁瑣和安全隱患。
圖I為本實用新型的串聯模型原理圖圖2為圖I的矢量圖圖3為本實用新型實施例I結構原理示意圖圖4為本實用新型實施例2使用時的正接線原理示意圖圖5為本實用新型實施例2使用時的反接線原理示意圖圖6為電容介損切檔電路原理示意圖圖7為計算機控制流程圖其中1殼體2標準源21標準定值電容22無感可調電阻3繼電器4光耦6單片機微控制器7遙控器8計算機。
具體實施方式
下面結合視圖對本實用新型進行詳細的描述，下面的實施例可以使本專業的技術人員更理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。[0023]如圖I、圖2所示，具有損耗的絕緣材料或結構，通常可用串聯或并聯的電阻，電容組成的等效回路和相應的矢量圖來表示。本實用新型中的介損因數標準器是采用串聯模型。有P = UrI = Uctg 8 I故tg 3 = Ur/Uc = wRsCs當Rs增大時，tan S也增大；8反映了介質損耗的大小,故稱介質損耗角，它的正切值tan S剛是衡量介質損耗的重要參數。由此可得到，要控制tan S值的大小，只需要控制Rs的大小即可。基于此原理，實施例1，如圖3所示，一種多量程介質損耗標準器，它包括殼體I及裝在殼體I內的單片機微控制器6、繼電器3和至少兩個并聯的不同量程的標準源2，所述的標準源2由標準定值電容21與無感可調電阻22串聯而成，標準源2有外接頭，單片機微控制器6和繼電器3相接，并控制繼電器3與標準源2的連接，繼電器3有外接頭，殼體I接地，單片機微控制器6內設有繼電器3的工作程序。實施例2，一種多量程介質損耗標準器，它包括殼體I及裝在殼體I內的單片機微控制器6、計算機8、遙控器7、繼電器3和四個并聯的不同量程的標準源2，所述的標準源2由標準定值電容21與無感可調電阻22串聯而成，標準源2有外接頭，單片機微控制器6和繼電器3相接，控制繼電器3與標準源2的連接，繼電器3有外接頭，殼體I接地，單片機微控制器6內設有繼電器3的工作程序，計算機8與遙控器7連接，單片機微控制器6中具有與遙控器7相配合的無線接收模塊，有光耦4接于單片機微控制器6和繼電器3之間。四個不同量程的標準源2的標準定值電容的容量分別為25pF、50pF、1000pF、10000pF或四個不同量程的標準源2的標準定值電容的容量分別為50pF、100pF、1000pF、lOOOOpF。本實用新型在使用時有正接和反接兩種形式，如圖4所示，為實施例2正接，高壓介損測試儀高壓屏蔽線與標準源2的外接頭相接，測量芯線與繼電器3的外接頭相接。如圖5所示，為實施例2反接，高壓介損測試儀的高壓屏蔽線與繼電器3的外接頭相接，標準源2的外接頭接地。如圖7所示，計算機控制流程圖檢定時，先設置需要檢定的標準點。設定完成后，計算機給標準器發送控制命令設定一個電容及介損，并控制介損儀開始升壓。一個檢定點測量完成且電壓降為零后，計算機給標準損耗器發送控制信號，使標準損耗器的Rsl設置改變，進入下一個標準點檢定，并在標準損耗器的顯示屏上進行顯示。以此類推，當最后一個標準點檢定完成，高壓介質損耗測試儀的電壓降為零后，計算機再發出控制信號，通過光耦和繼電器控制選擇開關k切換另一個電容值，重復上述檢定過程，直至檢定完成。檢定工作結束以后，計算機自動處理誤差數據和輸出檢定證書。在整個過程中，實現了無需人工干預。這樣就能降低檢驗員勞動強度，提高工作效率，減少人為失誤，使檢驗人員能夠遠離高壓進行操作，為檢驗人員的人身安全提供了保障，并為實現自動化檢定試 驗室奠定了物質基礎。由于本裝置計算機控制部分為低壓工作，而檢定時需要加IOkV高壓，選擇開關一直處于高壓工作狀態，因此除了要選擇能夠承受IOkV高壓的開關，同時還要考慮高低壓隔離的問題，本裝置采用光耦隔離，如圖2所示。當需要切換開關時，計算機發出控制信號，控制信號經過光耦隔離芯片產生控制信號控制開關繼電器的動作，這樣就保證模擬系統和數字系統之間不會形成干擾信號，保證系統的正常運行。如圖6所示，每個標準源2的標準定值電容與分壓電容串聯，標準定值電容的高端為外接頭，標準定值電容與分壓電容的中間抽頭通過無感可調電阻與繼電器3相接，分壓電容的另一端接地，分壓電容的容量為標準定值電容的24倍，繼電器3中Kl、K2-K12均為雙穩閉鎖型繼電器；無感可調電阻RV1、RV2-RV11為精密型可調電位器，所對應的介損tg分別為 8%,4%,2%,0. 8%,0. 4%,0. 2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005%。HV為標準電容高端(正接法接線時為試驗高壓輸入端)；Cx為輸出端子(正接法時接測試信號芯線)；GND為信號屏蔽端E ;K1――K12均為雙穩閉鎖型繼電器；RVl——RVll為精密型可調電位器，對應的介損tg分別為(8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%、
0.2%,0. 08%,0. 04%,0. 02%,0. 01%,0. 005% ) ；C2 為標準電容器(四個分別是 50pF、100pFU000pFU0000pF) ；C1 為分壓電容(對應為 I. 2nF、2. 4nF、24nF、240nF)。測量時每個電容器高端都需要短接在一起，這樣只需要控制每個電容下對應的繼·電器K12的開關狀態就可以實現切換電容。同樣的，只要改變KlKll這11個繼電器開關狀態就可以來實現切換介損tg，默認可選擇介損為0. 005% 0.01% 0. 02% 0. 03%
0.04% 0. 05% 0. 06% 0. 07% 0. 08% 0. 09% 0. 1% 0. 2% 0. 3% 0. 4%
0.5% 0.6% 0. 7% 0.8% 0.9% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%10% ;其中，除了已經給出的 11 介損(8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%、0. 2%、0. 08%、0. 04%、
0.02%,0. 01%,0. 005% )外，其它的介損值都是由這幾個給出的11個介損組合來的(例如tg0. 05%= 0. 01% +0. 04% ；tgl%= 0. 2% +0. 8% ；tg3%= 0. 2% +0. 8% +2% )。
權利要求1.一種多量程介質損耗標準器，其特征在于，它包括殼體(I)及裝在殼體(I)內的單片機微控制器(6)、繼電器(3)和至少兩個并聯的不同量程的標準源(2)，所述的標準源(2)由標準定值電容(21)與無感可調電阻(22)串聯而成，標準源(2)有外接頭，單片機微控制器(6)和繼電器(3)相接，并控制繼電器(3)與標準源(2)的連接，繼電器(3)有外接頭，殼體(I)接地，單片機微控制器(6)內設有繼電器(3)的工作程序。
2.根據權利要求I所述的一種多量程介質損耗標準器，其特征在于，每個標準源(2)的標準定值電容與分壓電容串聯，標準定值電容的高端為外接頭，標準定值電容與分壓電容的中間抽頭通過無感可調電阻與繼電器(3 )相接，分壓電容的另一端接地，分壓電容的容量為標準定值電容的24倍，繼電器(3)中K1、K2-K12均為雙穩閉鎖型繼電器；無感可調電阻RVU RV2-RV11為精密型可調電位器，所對應的介損tg分別為8%、4%、2%、0. 8%、0. 4%、0. 2%、0. 08%、0. 04%、0. 02%、0. 01%, 0. 005%。
3.根據權利要求I所述的一種多量程介質損耗標準器，其特征在于，具有四個不同量程的標準源(2)并聯。
4.根據權利要求2所述的一種多量程介質損耗標準器，其特征在于，四個不同量程的標準源(2)的標準定值電容的容量分別為25pF、50pF、1000pF、10000pF。
5.根據權利要求2所述的一種多量程介質損耗標準器，其特征在于，四個不同量程的標準源(2)的標準定值電容的容量分別為50pF、100pF、1000pF、10000pF。
6.根據權利要求I所述的一種多量程介質損耗標準器，其特征在于，它還包括計算機(8)和遙控器(7)，計算機(8)與遙控器(7)連接，單片機微控制器(6)中具有與遙控器(7)相配合的無線接收模塊，有光耦(4)接于單片機微控制器(6)和繼電器(3)之間。
專利摘要本實用新型屬于用電的方法進行測量的儀器配件，尤其屬于介質損耗標準器。一種多量程介質損耗標準器，其要點在于，它包括殼體及裝在殼體內的單片機微控制器、繼電器和至少兩個并聯的不同量程的標準源，所述的標準源由標準定值電容與無感可調電阻串聯而成，標準源有外接頭，單片機微控制器和繼電器相接，并控制繼電器與標準源的連接，繼電器有外接頭，殼體接地，單片機微控制器內設有繼電器的工作程序。本裝置有多個標準定值電容可選擇,每個電容對應有0.005%--10%共29個介損，通過計算機和遙控器來控制標準器的換檔，整個過程無需人工干預，安全可靠，不僅可以大大縮短檢定時間，而且在很大程度上改善了之前的繁瑣和安全隱患。
文檔編號G01R1/28GK202453386SQ20122004521
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月10日 優先權日2012年2月10日
發明者蔡國清, 鄧本輝, 陳進煌 申請人:福建瑞能博爾電力設備有限公司