[发明专利]一种绝缘老化测试的击穿自动保护装置

权利要求书

1.一种绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：包括镜头模块、FIFO芯片、微处理器、驱动模块、供电电源、显示屏、屏蔽线、高压固态开关和屏蔽罩；镜头模块电气连接至FIFO芯片，FIFO芯片、显示屏和驱动模块电气连接至微处理器的对应I/O口，供电电源电气连接至微控制器和驱动模块的供电端，驱动模块的输出端通过屏蔽线电气连接至高压固态开关的驱动端，屏蔽罩内用于放置高压固态开关、测试电路和绝缘材料样品，所述测试电路包括脉冲电源、限流电阻和测试电极，限流电阻与高压固态开关依次串联在脉冲电源与测试电极之间，测试电极与绝缘材料样品相接触；脉冲电源经测试电极对绝缘材料样品施加高压脉冲，镜头模块采集测试电极间隙的放电可见光图像，并将该图像通过FIFO芯片传输至微处理器，微处理器根据图像中放电可见光形状判断绝缘材料样品是否发生绝缘击穿，同时，微处理器实时将图像信号传输至显示屏显示并记录时长；若判断发生了绝缘击穿，微处理器立即向驱动模块发送关断触发信号，同时向显示屏输出停止计时信号，驱动模块接收到关断触发信号后通过屏蔽线令高压固态开关进行零电流与零电压关断动作，切断发生绝缘击穿的测试电路。

2.根据权利要求1所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：绝缘击穿前后电极间隙周围的可见光形状会发生突变，预先设置专家数据库并存储于微处理器中，该专家数据库中保存了绝缘击穿前后的图像样本数据，能够准确描述绝缘击穿前后的特征；当进行绝缘老化测试时，微处理器将镜头模块采集到的图像数据与专家数据库进行比对，从而确定是否发生绝缘击穿。

3.根据权利要求2所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：微处理器在收到镜头模块采集的图像后，首先对图像进行平滑降噪处理，然后将图像进行二值化处理得到图像二值化矩阵，将该图像的二值化矩阵与专家数据库中绝缘击穿后的二值化矩阵分别从总体均值、总体标准差和总体相关系数方面进行比较，当相似度达到预设阈值时，判断发生了绝缘击穿。

4.根据权利要求1所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：一个绝缘材料样品对应一条测试电路，同时一条测试电路对应一个驱动模块和一个高压固态开关，当需要对M个绝缘材料样品同时进行绝缘老化测试时，则M条测试电路与对应的M个驱动模块和M个高压固态开关同时工作。

5.根据权利要求4所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：当需要对多个绝缘材料样品进行绝缘老化测试时，即多组测试电路同时工作，此时调整镜头模块，将每组放电可见光均匀分布在图像上，微处理器在接收到图像后，对每组放电可见光成像进行分组编码，根据分组情况分别对每组测试电路进行判断。

6.根据权利要求5所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：当微处理器判断某条测试电路的绝缘材料样品发生绝缘击穿后，根据脉冲电源输出的同步触发信号，微处理器延迟至少一个脉宽时间向该测试电路中的驱动模块发送关断触发信号，同时发送一条仅针对该测试电路的停止计时信号给显示屏，从而显示该条测试电路的测试时长。

7.根据权利要求1所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：所述击穿自动保护装置还包括与微处理器相连接的按键模块，通过触发该按键模块控制镜头模块的启闭，从而控制绝缘老化测试的启闭。

8.根据权利要求1所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：所述高压固态开关包括高压可控硅晶闸管或者IGBT模块，其耐压值在2kV～10kV之间，最大允许电流有效值为20A以上，开断时间为5μs以内。

9.根据权利要求1所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：所述屏蔽线为射频屏蔽线，屏蔽线的编织层为红铜或镀锡铜，能够对1GHz范围内的电磁辐射具有20dB以上的衰减。

10.根据权利要求1所述绝缘老化测试的击穿自动保护装置，其特征在于：所述屏蔽罩为六面封闭结构，该屏蔽罩的材质为不锈钢、铝合金或洋白铜，能够对1GHz以内的电磁辐射进行40dB以上的衰减；在屏蔽罩的一面开有可视窗口，用于镜头模块成像，该可视窗口大小为5cm×5cm以上，其材质为含透明ITO导电涂层的玻璃。