動力電纜絕緣性能測試系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于動力電纜性能測試技術領域，特別涉及一種動力電纜絕緣性能測試系統。
【背景技術】
[0002]動力電纜是航空、醫療、汽車以及礦山等領域中應用最為廣泛的基礎性材料。盡管動力電纜在出廠前都會進行相關的質量檢驗，但由于使用方對動力電纜功能的要求千差萬另IJ，使用前往往會根據動力電纜芯線和功能進行相應的預處理，如:安裝不同類型的動力電纜連接器，防腐蝕處理等。這些預處理都會在一定程度上改變動力電纜設的原有電氣特性。因此，使用方在進行產品電氣系統裝配前，還必須結合性能要求對動力電纜的某些關鍵特性進行檢測，如:接頭連接狀況，通斷性能和交、直流絕緣耐壓等參數。目前使用的檢測設備多為單一功能的設備，檢測效率很低，數據管理混亂，同時也造成人工成本和時間成本的浪費。針對目前動力電纜檢測技術的問題，開發結構簡單、安全可靠，能夠完成通斷性能、電阻測試、絕緣性能檢測等功能的綜合測試系統是該技術領域的發展趨勢。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術存在的技術問題，本實用新型提出一種動力電纜絕緣性能測試系統，目的是為了實現電纜絕緣性能準確測試，提高動力電纜的質量，推動電纜檢測技術的進步。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案來實現實用新型目的的:
[0005]動力電纜絕緣性能測試系統，由電源單元的輸入端和電網相連接，電源單元的輸出端和工業計算機、單片機的電源輸入端口相連接，顯示單元的輸入端和單片機的信號輸出端相連接，控制面板的輸出端與單片機的信號輸入端相連接，CAN通訊單元的輸入端和單片機的通訊端口相連接，CAN通訊單元的輸出端和工業計算機相連接;信號處理單元的輸入端和絕緣性能測試電路的信號輸出端相連接，信號處理單元的輸出端和AD轉換單元的輸入端相連接，AD轉換單元的輸出端和單片機的信號輸入端相連接，絕緣性能測試電路的信號采集端和動力電纜相連接。
[0006]所述的CAN通訊單元的輸出端和工業計算機的串行通訊接口相連接。
[0007]所述的絕緣性能測試電路采用低頻交流信號注入法，對動力電纜絕緣性能進行測試;其中低頻交流信號源的輸出端與零序電抗器的一端相連接，零序電抗器的另一端與三相電抗器的中性點相連接，三相電抗器與被測動力電纜相連接，被測動力電纜從電流互感器穿心通過，電流互感器的輸出端與測試系統的信號處理單元的輸入端相連接。
[0008]所述的絕緣性能測試電路是經三相電抗器的中性點給被測動力電纜注人一個低頻交流信號電壓，通過檢測交流信號電流實現對動力電纜絕緣的在線監測。
[0009]所述的CAN通訊單元根據傳輸數據的實際需要，選用SJA1000作為CAN通訊單元控制器，單片機選用AVR單片機中的ATmegall6L;選用CTM8251T作為CAN控制器與物理總線的接口芯片；SJA1000通過串行數據輸出線TX和串行數據輸入RX線連接到CAN隔離收發器CTM8251T;CTM8251T通過具有差動發送和接收功能的兩個總線端CANH和CANL連接到物理總線;總線兩端并聯一個匹配電阻，提高數據傳輸時的抗干擾能力和可靠性;在工業計算機中開發出CAN通訊界面，將測試系統的信息在CAN通訊界面上顯示出來。
[0010]本實用新型的優點及有益效果是:
[0011]本實用新型能夠快速對動力電纜的絕緣性能特性進行測試，通過低頻信號注入法克服了附加直流電源法不能測試動力電纜對地分布電容的不足，也較好的解決了工頻法的靈敏度低、誤差大的問題。測試過程簡單、易于操作和穩定性好。既可對單條動力電纜絕緣的進行測試，又可對多條動力電纜絕緣進行測試；同時，測試系統能夠將結果通過CAN總線發送給工業計算機，便于數據分析和長期存儲。
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型加以詳細的說明。
【附圖說明】
[0013]圖1為動力電纜絕緣性能測試系統結構簡圖；
[0014]圖2為動力電纜絕緣性能測試電路圖；
[0015]圖3為CAN通訊單元電路圖
[0016]圖中，I動力電纜；2絕緣性能測試電路;3信號處理單元;4AD轉換單元;5單片機;6電源單元;7電網；8控制面板;9顯示單元；10 CAN通訊單元；11工業計算機；12低頻交流信號源；13零序電抗器;14三相電抗器;15電流互感器。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型是一種動力電纜絕緣性能測試系統，如圖1所示，圖1為動力電纜絕緣性能測試系統結構簡圖。系統包括電源單元6、電網7、單片機5、顯示單元9、控制面板8、CAN通訊單元10、工業計算機11、信號處理單元3、AD轉換單元4、絕緣性能測試電路2和動力電纜I，其中電源單元6的輸入端和電網7相連接，電源單元6的輸出端和工業計算機11、單片機5的電源輸入端口相連接，顯示單元9的輸入端和單片機5的信號輸出端相連接，控制面板8的輸出端與單片機5的信號輸入端相連接，CAN通訊單元10的輸入端和單片機5的通訊端口相連接，CAN通訊單元10的輸出端和工業計算機11的串行通訊接口相連接;信號處理單元3的輸入端和絕緣性能測試電路2的信號輸出端相連接，信號處理單元3的輸出端和AD轉換單元4的輸入端相連接，AD轉換單元4的輸出端和單片機5的信號輸入端相連接，絕緣性能測試電路2的信號采集端和動力電纜I相連接。
[0018]本實用新型中動力電纜絕緣性能測試電路圖如圖2所示，絕緣性能測試電路2采用低頻交流信號注入法，對動力電纜絕緣性能進行測試。絕緣性能測試電路2包括低頻交流信號源12、零序電抗器13、三相電抗器14、電流互感器15，其中低頻交流信號源12的輸出端與零序電抗器13的一端相連接，零序電抗器13的另一端與三相電抗器14的中性點相連接，三相電抗器14與被測動力電纜I相連接，被測動力電纜I從電流互感器15穿心通過，電流互感器15的輸出端與測試系統的信號處理單元4的輸入端相連接。絕緣性能測試電路工作原理:經三相電抗器14的中性點給被測動力電纜I注人一個低頻交流信號電壓，通過檢測交流信號電流實現對動力電纜I絕緣的在線監測。該方法能夠檢測到動力電纜I的交流阻抗，比附加直流電源法檢測的直流絕緣電阻更接近動力電纜I的實際絕緣情況。
[0019]本實用新型中CAN通訊單元電路如圖3所示，根據傳輸數據的實際需要，選用SJA1000作為CAN通訊單元控制器，單片機選用AVR單片機中的ATmegal 16L。為增大系統的通信距離、提高瞬間抗干擾能力、降低射頻干擾，等，選用CTM8251T作為CAN控制器與物理總線的接口芯片。SJA1000通過串行數據輸出線TX和串行數據輸入RX線連接到CAN隔離收發器CTM8251TXTM8251T通過具有差動發送和接收功能的兩個總線端CANH和CANL連接到物理總線。總線兩端并聯一個匹配電阻，提高數據傳輸時的抗干擾能力和可靠性。在工業計算機11中開發出CAN通訊界面，將測試系統的信息在CAN通訊界面上顯示出來。。
[0020]本實用新型動力電纜絕緣性能測試系統工作過程操作步驟如下:
[0021]首先，通過控制面板8啟動控制系統，單片機5完成初始化操作在顯示單元9上顯示“準備測試”字樣。然后，啟動低頻交流信號源12，經零序電抗器13和三相電抗器14的中性點給被測動力電纜I注人一個低頻交流信號電壓，電流互感器15采集動力電纜I的電流信號，經過信號處理單元3和AD轉換單元4后發送給單片機5。最后，單片機5對電流互感器15采集的數據進行計算得到動力電纜I的絕緣電阻值，將電阻值與要求值進行比較，判斷動力電纜I的絕緣性能，并將計算數據和判斷結果發送能夠給顯示單元9。單片機5能夠通過CAN通訊單元10將動力電纜I絕緣性能計算數據和判斷結果發送給工業計算機11，完成對數據的長期存儲。
【主權項】
1.動力電纜絕緣性能測試系統，其特征是:由電源單元(6)的輸入端和電網(7)相連接，電源單元(6)的輸出端和工業計算機(11)、單片機(5)的電源輸入端口相連接，顯示單元(9)的輸入端和單片機(5)的信號輸出端相連接，控制面板(8)的輸出端與單片機(5)的信號輸入端相連接，CAN通訊單元(10)的輸入端和單片機(5)的通訊端口相連接，CAN通訊單元(10)的輸出端和工業計算機(11)相連接;信號處理單元(3)的輸入端和絕緣性能測試電路(2)的信號輸出端相連接，信號處理單元(3)的輸出端和AD轉換單元(4)的輸入端相連接，AD轉換單元(4)的輸出端和單片機(5)的信號輸入端相連接，絕緣性能測試電路(2)的信號采集端和動力電纜(I)相連接。2.根據權利要求1所述的動力電纜絕緣性能測試系統，其特征是:所述的CAN通訊單元(1 )的輸出端和工業計算機(11)的串行通訊接口相連接。3.根據權利要求1所述的動力電纜絕緣性能測試系統，其特征是:所述的絕緣性能測試電路(2)采用低頻交流信號注入法，對動力電纜絕緣性能進行測試;其中低頻交流信號源(12)的輸出端與零序電抗器(13)的一端相連接，零序電抗器(13)的另一端與三相電抗器(14)的中性點相連接，三相電抗器(14)與被測動力電纜(I)相連接，被測動力電纜(I)從電流互感器(15)穿心通過，電流互感器(15)的輸出端與測試系統的信號處理單元(4)的輸入端相連接。4.根據權利要求1所述的動力電纜絕緣性能測試系統，其特征是:所述的絕緣性能測試電路(2)是經三相電抗器(14)的中性點給被測動力電纜(I)注人一個低頻交流信號電壓，通過檢測交流信號電流實現對動力電纜(I)絕緣的在線監測。5.根據權利要求1所述的動力電纜絕緣性能測試系統，其特征是:所述的 CAN通訊單元(10)根據傳輸數據的實際需要，選用SJA1000作為CAN通訊單元控制器，單片機選用AVR單片機中的ATmegall6L;選用CTM8251T作為CAN控制器與物理總線的接口芯片；SJA1000通過串行數據輸出線TX和串行數據輸入RX線連接到CAN隔離收發器CTM8251T;CTM8251T通過具有差動發送和接收功能的兩個總線端CANH和CANL連接到物理總線；總線兩端并聯一個匹配電阻，提高數據傳輸時的抗干擾能力和可靠性;在工業計算機(11)中開發出CAN通訊界面，將測試系統的信息在CAN通訊界面上顯示出來。
【專利摘要】本實用新型屬于動力電纜性能測試技術領域，特別涉及一種動力電纜絕緣性能測試系統。由電源單元的輸入端和電網相連接，電源單元的輸出端和工業計算機、單片機的電源輸入端口相連接，顯示單元的輸入端和單片機的信號輸出端連接，控制面板的輸出端與單片機的信號輸入端連接，CAN通訊單元的輸入端和單片機的通訊端口連接，CAN通訊單元的輸出端和工業計算機連接；信號處理單元的輸入端和絕緣性能測試電路的信號輸出端連接，信號處理單元輸出端和AD轉換單元的輸入端連接，AD轉換單元的輸出端和單片機的信號輸入端連接，絕緣性能測試電路的信號采集端和動力電纜連接。能快速對動力電纜的絕緣性能特性進行測試，測試過程簡單、易于操作和穩定性好。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN205229392
【申請號】CN201520987181
【發明人】郎福成, 李讓, 馮立國, 朱劍鋒, 單大闊, 劉曉麗, 程輝
【申請人】國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月2日