[发明专利]一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置及其使用方法

权利要求书

1.一种绝缘接地测试及接地查找装置，其特征在于，所述装置由 主机及用于接收被检测信号的信号接收器组成，其中所述主机包含 CPU、供电单元、高压单元、绝缘/电压测试单元、接地测试单元、 接地查找单元、复位单元、存贮单元、输入输出单元及通信单元；所 述主机的高压单元包括SG3525芯片、运算放大器、多路开关、MOS 管、升压变压器，由CPU向SG3525芯片及多路开关发出命令以使所 述高压单元产生50V～1000V的直流电压供给绝缘/电压测试单元和接 地测试单元使用；所述绝缘/电压测试单元包括运算放大器、多路开 关及数模转换器，高压单元将100V～1000V直流高压加到绝缘测试回 路中，采用直流法测量出被测两点间的绝缘电阻，CPU向高压单元及 绝缘/电压测试单元中的多路开关发出命令以改变测试回路电压、测 量放大倍数及测试回路分压比，从而适应20KΩ～2000MΩ宽范围的 绝缘电阻测量；所述绝缘/电压测试单元在未施加直流高压时直接测 量被测两点间的电压，所述CPU通过向绝缘/电压测试单元中的多路 开关发出命令以改变测量放大倍数及分压比，从而适应0～1000V宽 范围的电压测量；所述接地测试单元包括MOS管、运算放大器、数模 转换器并在高压单元施加50V-500V直流高压到接地测试回路时采用 交流法测量出被测两点间的接地电阻，所述CPU通过向高压单元发出 命令以改变测试回路电压，从而适应1Ω～1MΩ宽范围的接地电阻的 测量；所述CPU通过向接地测试单元的MOS管发出控制命令以在 0.1-1000Hz范围内调节测量信号频率，实现多个频率下接地电阻的测 量；所述接地查找单元向出现接地故障的电路发射一个50V-500V电压 范围0.1-1000Hz的交流信号，在故障点产生一个泄露电流，所述信号 接收器接收和主机信号同频率的故障电流信号，并据此查找接地故障 点，所述复位单元用来给主机复位；所述存贮单元用来储存数据、所 述输入输出单元用来输入指令及显示数据，所述通信单元用来通信。

2.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征 在于，所述CPU通过控制绝缘/电压测试单元测量吸收系数和回复电 压，并将吸收系数与回复电压的标准值评估设备的绝缘老化状况。

3.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征 在于：所述接地测试单元包括连续信号工作模式和断续信号工作模 式；在连续工作模式下所述接地测试单元发射0.1～1000Hz连续方波信 号；在断续工作模式下所述主机的接地测试单元发射时长为0.5秒、 间隔为0.5秒的3～1000Hz断续方波信号。

4.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征 在于：所述信号接收器包括信号接收天线、运算放大器、功率放大器、 低通滤波器、可编程带通滤波器、喇叭、耳机、A/D转换器、LED， 所述低通滤波器截止频率为1.2kHz，所述带通滤波器中心频率调节范 围为0.1～1000Hz，所述信号接收器有包括全频和选频两种工作模式， 在全频工作模式下所述信号接收器经由低通滤波器接收1000Hz以下 的所有频率的信号；在选频工作模式下所述信号接收器经由带通滤波 器接收设定频率的信号。

5.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征 在于，所述主机及信号接收器在被测电路出现同频干扰时，主机和信 号接收器改变发送和接收频率。

6.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征 在于，所述信号接收器直接接收被测电路工作电流特征频率信号，以 查找信号电流走向及接地故障点。

7.根据权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置，其特征 在于，所述主机的存贮单元包括SRAM、FLASH、EEPROM。

8.一种如权利要求1所述的绝缘接地测试及接地查找装置的使用 方法：

1）绝缘测试：

（1）输入被测设备号；

（2）输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；

（3）CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加 于被测线路上；

（4）CPU同时连续采样a、b两点的电压，取平均值，根据分 压公式计算出被测两点间的绝缘电阻；

（5）当计算数值过大或过小时，CPU发出命令自动调节放大 器放大倍数及分压比后重新进行绝缘电阻测量；

（6）CPU对测量数据进行存贮；

2）线路及电气设备绝缘老化状况及绝缘剩余寿命评估：

（1）输入被测设备号；

（2）输入测量电压：100V、250V、500V、1000V；

（3）CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路放电；

（4）CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加 于被测线路上充电，同时时钟开始计时；

（5）CPU同时连续采样a、b两点的电压，根据分压公式计算 出被测两点间的绝缘电阻；

（6）连续测量1分钟，共测出4000个点；

（7）计算前15秒绝缘电阻的平均值R₁₅及前60秒绝缘电阻的 平均值R₆₀；

（8）计算吸收系数：Ka=R₆₀/R₁₅；

（9）CPU控制K1′闭合5秒钟，使被测线路短时放电；

（10）30秒钟后测量a、b两点间的回复电压Ub₃₀；

（11）将吸收系数和回复电压和标准值比较，评估线路及电气 设备的绝缘老化状况，并根据经验公式估算线路及电气 设备的剩余绝缘寿命，以指导线路和电气设备的维修工 作；

3）电压测量：

（1）输入被测设备号；

（2）CPU连续采样a、b两点间的电压，取平均值；

（3）当计算数值过大或过小时，CPU发出命令自动调节放大 器放大倍数重新进行电压测量；

（4）CPU对测量数据进行存贮；

4）接地测试：

（1）输入被测设备号；

（2）输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测量频率： 0.1～1000Hz；

（3）CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压，加 于被测线路上；

（4）CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止，在 测量回路中产生相应频率的方波信号；

（5）被测两点间的电压和测量回路的电流信号经过放大后， 送入A/D转换器变为数字信号后送入CPU；

（6）CPU对电压和电流数字信号进行均值处理后，计算出接 地电阻，并在LCD上显示出接地电阻值和电流值大小；

（7）当被测线路同频干扰较大时，改变测量信号频率，避开 同频干扰，重新测量接地电阻；

（8）CPU对测量数据进行存贮；

5）接地故障查找：

（1）在主机上输入测量电压：50V、250V、500V、500V，测 量频率：0.1～1000Hz；

（2）主机CPU根据所输入的测量电压控制高压单元产生高压， 加于被测线路上；

（3）主机CPU根据所输入测量频率控制MOS管的导通和截止， 在测量回路中产生相应频率的方波信号，该信号在故障 点处产生一个和输入频率相同的泄露电流；

（4）设置信号接收器接收频率和主机测量信号频率一致；

（5）在主机发射出测量信号的同时，钳形设计的信号接收器 夹住被测线路，当有故障泄露电流流过时，信号接收器 能够检测到故障泄露电流；

（6）信号接收器在出现接地故障的线路多个部位进行检测， 根据喇叭或耳机发出声音的大小及LED亮灯数量的多少 判断泄露电流的大小，通过检测故障泄露电流，最终查 出接地故障点的具体位置；

（7）接地故障查找在线路带电的情况下进行查找，当存在同 频干扰时，通过改变主机发射信号频率和信号接收器接 收信号频率避开同频干扰；

（8）当现场工作环境嘈杂时，所述主机应设置为断续信号工 作模式，信号接收器检测到故障泄露电流时将发出断续 的声音，人耳更加敏感；

6）信号检测：

（1）将信号接收器设定为全频工作模式，对被查线路进行 检查，并找出线路上信号的特征频率；

（2）将信号接收器设置为选频工作模式，并将检测频率设 为特征频率，对被查线路进行检测。