一種高壓電容器測試裝置的製作方法

2023-05-31 05:45:01 3

專利名稱：一種高壓電容器測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試裝置，具體涉及一種高壓電容器測試裝置。
背景技術：
電容器是電力系統可靠穩定運行的重要補償器件，有用於功率因數補償的，也有用於諧波濾波的。電容器的好壞優劣，直接關係到電力線路的輸送能力和輸電質量。判斷電力系統中運行的高壓電容器是否有內部缺陷或故障，常用的方法是測量絕緣電阻、測量電容量和測量絕緣介質損耗等方法，其中測量高壓電容器電容量變化是一個較為直接的判斷方法。中國發明專利CN10247869A公開了一種電容器測量方法與電容器測試電路，用以測量一電容器的電容值。電容器測量方法包括:輸入一電源於該電容器；當該電容器的電壓值達到一第一預訂電壓值時，停止輸入該電源於該電容器；電性連接該電容器至一放電電阻，並記錄一放電起始時間點；當該電容器的電壓值下降至一第二預訂電壓值時，記錄一放電截止時間點；以及根據該放電起始時間點、該放電截止時間點及該放電電阻的電阻值，計算該電容器的電容值。用於測量電容器電容值的測試電路包括:一電源供應模塊，用以提供一電源；一放電電阻；一開關單元，選擇性地電性連接該電容器至該放電電阻或該電源供應模塊；以及一檢測記錄模塊，記錄該電容器的一電壓值。本發明提出的電容器測量方法與電容器測試電路，不僅省卻了現有檢測方法對充電電源精度要求的限制，同時也達到準確率較高，且便於實施的功效。但是用此方法測量電容器值，程序複雜、費時費力、存在不安全隱患。另外，用此方法測試電容器值還容易出現偏差，電容器的故障檢出率低。為解決上述技術問題，需提供一種測試簡單、精確，電容器故障檢出率高的高壓電容器測試裝置。

發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種高壓電容器測試裝置，用於測試高壓電容器的介質阻抗頻譜、容性電流頻譜、電阻電容關係曲線、奈奎斯特曲線以及時間常數頻譜，測試簡單、精確，電容器故障檢出率高。為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供一種高壓電容器測試裝置，其內設有:一能輸出(T1000V電壓、10 i! Hz 1000MHz頻率的變頻變壓信號發生器；串接於所述變頻變壓信號發生器和被測高壓電容器之間的功率放大器；與所述被測高壓電容器連接，並對被測試信號進行採集的電壓/電流信號採集單元;一分別與所述變頻變壓信號發生器和電壓/電流信號採集單元連接，對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號幅值相位及波形進行控制，並將採集到的電壓/電流信號進行濾波、計算和測量，以控制用戶操作指令並顯示測試結果的顯示及測量控制單元。本發明中，所述變頻變壓信號發生器產生的信號為正弦波、餘弦波、方波或脈寬可調節的PWM矩形波，測試結果包括高壓電容器的介質阻抗頻譜、容性電流頻譜、電阻電容關係曲線、奈奎斯特曲線以及時間常數頻譜，本裝置測試簡單、精確，電容器故障檢出率高。其中，所述高壓電容器測試裝置還包括串接於所述功率放大器和所述電壓/電流信號採集單元之間，且與所述被測高壓電容器並聯的高壓標準電容器，建立參考頻譜曲線，可實現儀器自身校準。其中，所述高壓標準電容器可以採用內置式結構，也可以通過專用接口採用外置式結構。其中，所述高壓電容器測試裝置還包括與所述顯示及測量控制單元連接的環境溫溼度測量補償單元，可對測量所得各種頻譜曲線進行補償或修正。優選的,所述顯示及測量控制單元包括:一設於所述高壓電容器測試裝置內部的微處理單元；與所述微處理單元連接，設於所述高壓電容器測試裝置外部的顯示屏和鍵盤；其中，所述微處理單元用於對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號幅值、相位及波形進行控制，並將採集到的所述電壓/電流信號進行濾波、計算和測量；所述鍵盤用於用戶輸入操作指令；所述顯示屏用於顯示所述測試結果。所述顯示及測量控制單元不局限於上述結構，還可以採用下述結構，包括:一設於所述高壓電容器測試裝置內部的微處理單元；設於所述高壓電容器測試裝置外部的通訊接口 ；以及利用所述通訊接口與 所述微處理單元連接的移動PC、平板電腦、掌上電腦或手機;其中，所述微處理單元用於對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號幅值、相位及波形進行控制，並將採集到的所述電壓/電流信號進行濾波、計算和測量；所述移動PC、平板電腦、掌上電腦或手機用於用戶輸入操作指令和顯示所述測試結果。優選的，所述微處理單元為工控機或微處理器。優選的，所述通訊接口為USB接口、RS232串口、RS485總線接口或無線通訊接口。其中，該高壓電容器測試裝置上設有兩個分別與所述功率放大器連接且相互並聯的被測高壓電容器插口，所述被測高壓電容器插接於所述被測高壓電容器插口內。其中，該高壓電容器測試裝置上設有電源指示燈和狀態指示燈。本實用新型的工作原理如下所述:輸出(T1000V電壓、IOii HflOOOMHz頻率的變頻變壓器信號發生器產生幅值和頻率受微處理單元控制的正弦波、餘弦波、方波或脈寬可調節的PWM矩形波，經功率放大器放大後輸出到被測高壓電容器，然後經電壓/電流信號採集單元對輸出電壓和輸出試驗迴路的電流進行採集，然後利用顯示及測量控制單元對採集到的電壓/電流信號進行濾波、計算和測量，最後得出被測高壓電容器的介質阻抗頻譜、容性電流頻譜、電阻電容關係曲線、奈奎斯特曲線以及時間常數頻譜，實現對被測高壓電容器的內部故障隱患的測試。本實用新型的上述技術方案的有益效果如下:上述方案中，利用電壓和頻率分別在(T1000V和IOii Hz 1000MHz範圍內調節的變頻變壓器信號發生器、電壓/電流信號採集及處理系統、以及高壓標準電容器，實現對被測高壓電容器的內部故障隱患的測試，測試簡單、精確，電容器故障檢出率高。
圖1為本實用新型實施例一的測試原理示意圖；圖2為實施例一的主視圖；圖3為實施例一測試出的被測高壓電容器和高壓標準電容器的電阻電容關係曲線的對比圖；圖4為實施例一測試出的被測高壓電容器和高壓標準電容器的時間常數頻譜的對比圖；附圖標記說明:1、被測高壓電容器插口 ；2、環境溫溼度測量補償單元接插口 ；3、顯示屏；4、鍵盤；
5、USB/ RS232通訊接口 ；6、無線通訊接口 ；7、電源指示燈；8、狀態指示燈；9、高壓標準電容器接插口。
具體實施方式
為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。本實用新型針對現有的高壓電容器測量方法程序複雜、費時費力，且測試容易出現偏差、電容器的故障檢出率低的技術問題，提供一種高壓電容器測試裝置。本實用新型 的實施例提供一種高壓電容器測試裝置，其內設有:一能輸出(T1000V電壓、10 ii HflOOOMHz頻率的變頻變壓信號發生器；串接於所述變頻變壓信號發生器和被測高壓電容器之間的功率放大器；與所述被測高壓電容器連接，並對被測試信號進行採集的電壓/電流信號採集單元;串接於所述功率放大器和所述電壓/電流信號採集單元之間，且與所述被測高壓電容器並聯的高壓標準電容器，建立參考頻譜曲線，可實現儀器自身校準；一分別與所述變頻變壓信號發生器和電壓/電流信號採集單元連接，對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號幅值、相位及波形進行控制，並將採集到的電壓/電流信號進行濾波、計算和測量，以控制用戶操作指令並顯示測試結果的顯示及測量控制單元；與所述顯示及測量控制單元連接的環境溫溼度測量補償單元，可對測量所得各種頻譜曲線進行補償或修正。如圖2所示，所述高壓電容器測試裝置的外部設有兩個分別與所述功率放大器連接且相互並聯的被測高壓電容器插口 1，所述被測高壓電容器插接於所述被測高壓電容器插口 I內。所述高壓電容器測試裝置的外部設有用於環境溫溼度測量補償單元接插口 2，用於連接環境溫溼度測量補償單元和顯示及測量控制單元，其中，所述環境溫溼度測量補償單元可選用溫溼度傳感器。本實施例的顯示及測量控制單元包括:一設於所述高壓電容器測試裝置內部的微處理器；與所述微處理器連接，設於所述高壓電容器測試裝置外部的顯示屏3和鍵盤4 ；[0049]其中，所述微處理器用於對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號幅值、相位及波形進行控制，並將採集到的所述電壓/電流信號進行濾波、計算和測量；所述鍵盤4用於用戶輸入操作指令；所述顯示屏3用於顯示所述測試結果。所述顯示及測量控制單元不局限於上述結構，還可以根據實際情況採用下述結構，其包括:一設於所述高壓電容器測試裝置內部的微處理器；設於所述高壓電容器測試裝置外部的USB/ RS232通訊接口 5和無線通訊接口 6 ；以及利用所述USB/ RS232通訊接口 5或無線通訊接口 6與所述微處理器連接的移動PC、平板電腦、掌上電腦或手機；其中，所述微處理器用於對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號幅值、相位及波形進行控制，並將採集到的所述電壓/電流信號進行濾波、計算和測量；所述移動PC、平板電腦、掌上電腦或手機用於用戶輸入操作指令和顯示所述測試結果。所述高壓電容器測試裝置的外部還設有高壓標準電容器接插口 9，所述高壓標準電容器可以採用內置式結構，也可以通過專用接口採用外置式結構。所述高壓電容器測試裝置的外部還設有電源指示燈7、狀態指示燈8和接地端子。
`[0057]本實施例的測試原理示意圖如圖1所示，其測試原理如下所述:輸出(T1000V電壓、10 ii HflOOOMHz頻率的變頻變壓器信號發生器產生幅值和頻率受微處理器控制的正弦波、餘弦波、方波或脈寬可調節的PWM矩形波，經功率放大器放大後輸出到被測高壓電容器和高壓標準電容器，然後經電壓/電流信號採集單元對輸出電壓和輸出試驗迴路的電流進行採集，然後利用顯示及測量控制單元對採集到的電壓/電流信號進行濾波、計算和測量，最後得出被測高壓電容器和高壓標準電容器的介質阻抗頻譜、容性電流頻譜、電阻電容關係曲線、奈奎斯特曲線以及時間常數頻譜，如圖3和圖4所示，對比分析後，實現對被測高壓電容器的內部故障隱患的測試。本實用新型利用電壓和頻率分別在(T1000V和10 u Hz 1000MHz範圍內調節的變頻變壓器信號發生器、電壓/電流信號採集及處理系統、以及高壓標準電容器，實現對被測高壓電容器的內部故障隱患的測試，測試簡單、精確，電容器故障檢出率高。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種高壓電容器測試裝置，其特徵在於，其內設有: 一能輸出(TlOOOV電壓、IOii HflOOOMHz頻率的變頻變壓信號發生器； 串接於所述變頻變壓信號發生器和被測高壓電容器之間的功率放大器； 與所述被測高壓電容器連接，並對被測試信號進行採集的電壓/電流信號採集單元； 一分別與所述變頻變壓信號發生器和電壓/電流信號採集單元連接，對所述變頻變壓信號發生器的輸出信號及波形進行控制，並將採集到的電壓/電流信號進行濾波、計算和測量，以控制用戶操作指令並顯示測試結果的顯示及測量控制單元。
2.根據權利要求1所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，還包括串接於所述功率放大器和所述電壓/電流信號採集單元之間，且與所述被測高壓電容器並聯的高壓標準電容器。
3.根據權利要求1所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，還包括與所述顯示及測量控制單元連接的環境溫溼度測量補償單元。
4.根據權利要求1所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，所述顯示及測量控制單元包括: 一設於所述高壓電容器測試裝置內部的微處理單元； 與所述微處理單元連接，設於所述高壓電容器測試裝置外部的顯示屏和鍵盤； 其中，所述微處理單元用於對採集到的所述電壓/電流信號進行濾波、計算和測量；所述鍵盤用於用戶輸入操作指令；所述顯示屏用於顯示所述測試結果。
5.根據權利要求1所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，所述顯示及測量控制單元包括: 一設於所述高壓電容器測試裝置內部的微處理單元； 設於所述高壓電容器測試裝置外部的通訊接口； 以及利用所述通訊接口與所述微處理單元連接的移動PC、平板電腦、掌上電腦或手機； 其中，所述微處理單元用於對採集到的所述電壓/電流信號進行濾波、計算和測量；所述移動PC、平板電腦、掌上電腦或手機用於用戶輸入操作指令和顯示所述測試結果。
6.根據權利要求4或5所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，所述微處理單元為工控機或微處理器。
7.根據權利要求5所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，所述通訊接口為USB接口、RS232串口、RS485總線接口或無線通訊接口。
8.根據權利要求1所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，該高壓電容器測試裝置上設有兩個分別與所述功率放大器連接且相互並聯的被測高壓電容器插口，所述被測高壓電容器插接於所述被測高壓電容器插口內。
9.根據權利要求廣5中任一項所述的高壓電容器測試裝置，其特徵在於，該高壓電容器測試裝置上設有電源指示燈和狀態指示燈。
專利摘要本實用新型提供一種高壓電容器測試裝置，其內設有一能輸出0～1000V電壓、10μHz～1000MHz頻率的變頻變壓信號發生器；串接於所述變頻變壓信號發生器和被測高壓電容器之間的功率放大器；與所述被測高壓電容器連接，並對被測試信號進行採集的電壓/電流信號採集單元；一分別與所述變頻變壓信號發生器和電壓/電流信號採集單元連接，對採集到的電壓/電流信號進行濾波、計算和測量，以控制用戶操作指令並顯示測試結果的顯示及測量控制單元。本實用新型利用電壓和頻率分別在0～1000V和10μHz～1000MHz範圍內調節的變頻變壓器信號發生器、電壓/電流信號採集及處理系統、以及高壓標準電容器，實現對被測高壓電容器的內部故障隱患的測試，測試簡單、精確，電容器故障檢出率高。
文檔編號G01R31/00GK203117320SQ20132002788
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者何焱, 楊堂華, 白彪, 樊鳳鳴, 李文亮, 蘭世紅, 張建, 史俊 申請人:成都高斯電子技術有限公司, 雲南電網公司普洱供電局