[發明專利]電氣安規測試儀用絕緣性能動態測量與分析裝置及方法

有效

• 申請號: 202011617221.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112748315B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 王曉俊;趙永杰
• 申請（專利權）人: 南京長盛儀器有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/52
• 代理公司: 南京冠譽至恒知識產權代理有限公司 32426
• 代理人: 黃成萍

本發明公開了一種電氣安規測試儀用絕緣性能動態測量與分析裝置及方法，該裝置包括程控交流信號源、升壓變壓器、高壓交/直流信號輸出模塊、高壓輸出端接口、回流端接口、泄漏電流采樣電阻R_lk、放電電流采樣電阻R_arc、泄漏電流調理單元、高頻放電電流調理單元、高壓檢測調理單元、同步模數轉換器U₁、同步模數轉換器U₂、高速模數轉換器U₃、現場可編程門陣列FPGA和微處理器，在FPGA中實時計算放電瞬時能量、不同放電脈寬對應的能量譜和頻次譜，由微處理器運行動態分析算法實時辨識絕緣劣化程度及預測絕緣劣化趨勢。本發明通過放電能量和及頻次峰值動態變化信息，可有效預測絕緣劣化趨勢；綜合泄漏電流與放電信息分析絕緣特性，符合絕緣體絕緣劣化過程物理特性變化規律。

技術領域

本發明涉及一種耐壓測試過程中絕緣性能動態測量與分析裝置和方法，屬于耐壓測試儀測量技術。

背景技術

絕緣材料絕緣性能的劣化過程，在物理特性上可表征為絕緣良好、內部放電、電暈、拉弧閃爍、絕緣崩潰五個階段，在傳統耐壓測試儀中用泄漏電流有效值判斷絕緣性能，由于從內部放電到拉弧閃爍的劣化過程中，泄漏電流相對變化量不明顯，只有在接近絕緣崩潰時，泄漏電流才發生突變。因此，單純用泄漏電流來衡量絕緣材料絕緣性能優劣的方法靈敏度低，雖可判斷出是否有絕緣故障，但難以提前發現絕緣隱患，因而不能辨識絕緣體是否具有弱絕緣缺陷。

與泄漏電流不同的是，從內部放電開始，放電信號的能量和頻次在不同階段有顯著變化。通常有：在絕緣良好時，無放電現象；在內部放電階段，放電頻率高，放電能量小；在電暈放電階段，放電能量集中在中頻；在拉弧閃爍時，放電能量集中在中低頻；而在崩潰階段，放電能量發生階躍突變。因此，綜合利用泄漏電流與放電信號辨識絕緣材料的絕緣性能，可實現對弱絕緣缺陷的準確辨識。

近年來，新型程控耐壓測量儀器通過測量放電電流峰值來輔助判斷是否存在絕緣缺陷。該方法將流經被測品的高頻電流整流后，與電弧電流閾值進行比較，大于該閾值即表示存在電弧，該方法可判斷是否產生了具有設定閾值大小的電弧電流，但對電弧準確強度、變化趨勢、何時何電壓發生電弧等均無法獲知，存在較大的局限性。

發明內容

發明目的：為了克服現有耐壓測試儀絕緣缺陷識別性能存在的不足，本發明提供一種電氣安規測試儀用絕緣性能動態測量與分析裝置及方法，通過動態獲取實時放電動態特性、放電能量譜、放電頻次譜等參數特征，準確判斷被測品絕緣性能劣化過程階段，并可有效預測絕緣缺陷，并根據放電能量譜和放電頻次譜變化規律捕捉電弧起始放電電壓和預測絕緣劣化趨勢。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種電氣安規測試儀用絕緣性能動態測量與分析裝置，包括程控交流信號源、升壓變壓器、高壓交/直流信號輸出模塊、高壓輸出端接口、回流端接口、泄漏電流采樣電阻R_lk、放電電流采樣電阻R_arc、泄漏電流調理單元、高頻放電電流調理單元、高壓檢測調理單元、同步模數轉換器U₁、同步模數轉換器U₂、高速模數轉換器U₃、現場可編程門陣列FPGA和微處理器；

所述程控交流信號源的輸出信號經升壓變壓器升壓后提供給高壓交/直流信號輸出模塊，高壓交/直流信號輸出模塊的輸出端I與高壓輸出端接口連接，高壓交/直流信號輸出模塊的輸出端II經放電電流采樣電阻R_arc和泄漏電流采樣電阻R_lk后與回流端接口連接；