[发明专利]一种导电滑环绝缘电阻快速测量装置与方法

说明书

本发明公开了一种导电滑环绝缘电阻快速测量装置与方法。该装置包括采样电阻、限流电阻、各包含多个单刀单掷开关的第一开关矩阵和第二开关矩阵、高压激励源、电压采样单元、控制单元。利用该装置对导电滑环进行测试时，首先通过每一抽头相对其它所有抽头短接点的绝缘电阻测试，初步缩小缺陷位置的范围；再利用二分法原理快速定位存在缺陷的抽头组合。本发明能够有效减少单个导电滑环测试所需时间，提升产品检测效率。

技术领域

本发明属于测试仪器领域，特别涉及一种导电滑环绝缘电阻快速测量装置与方法。

背景技术

导电滑环是一种电器产品，用于相对转动结构的电气连接，以解决需要无限制旋转时的导线缠绕问题。导电滑环的种类很多，包括过孔导电滑环、帽式导电滑环、微型导电滑环、以太网导电滑环、直插式导电滑环等，在安防、电力、仪器等多个领域行业有广泛应用。

导电滑环器件上一般会在圆柱形绝缘材料上安装几个到几十个滑环，滑环之间的绝缘强度对其耐压性能有重要影响。滑环短路和滑环材料缺陷，如灌胶时出现裂纹、孔洞等，都有可能导致导电滑环器件的绝缘性能下降。为了检测导电滑环产品的绝缘电阻或耐压能力，传统上使用绝缘电阻测试仪或绝缘耐压测试仪对各环之间的绝缘阻抗进行测试。测试时，测试仪连接被被测试的两个滑环抽头，根据该产品的耐压指标要求，在两环之间施加电压。在此情况下测量两环之间的绝缘电阻，该绝缘电阻值应大于规定值(如10MΩ)。对于有多个滑环的器件，每两个滑环之间的绝缘电阻均应符合要求。

随着技术的发展，目前导电滑环器件的环数可以几十达到上百个。然而，环数的增长导致需要检测的抽头组合数呈指数级增长。例如，10环的导电滑环仅需测试组绝缘电阻值，而100环的导电滑环则需要测试组绝缘电阻值。测试量的急剧增长导致导电滑环的测试效率降低，最终影响生产效率。

发明内容

本发明针对现有技术中不能快速且高效地获取所有导电滑环抽头间绝缘电阻的数值问题，提供了一种导电滑环绝缘电阻快速测量装置与方法。

本发明所涉及的装置包括与滑环抽头数N数量相等的采样电阻和限流电阻、N个单刀双掷开关的第一开关矩阵、两个N选1开关的第二开关矩阵、高压激励源、电压采样单元和控制单元。

每个限流电阻的一端与一个滑环抽头相连接，另一端则与采样电阻串联后，连接至第一开关矩阵中一个单刀双掷开关的不动端；

第一开关矩阵中所有单刀双掷开关的第一动端短接至一点并与高压激励源的第一输出端相连接；第一开关矩阵中所有单刀双掷开关的第二动端短接至另一点并与高压激励源的第二输出端相连接；

第一个N选1开关的N个动端分别连接采样电阻的一端，第二个N选1开关的N个动端分别连接采样电阻的另一端；第一个N选1开关的不动端、第二个N选1开关的不动端与电压采样单元连接；

控制单元通过数字控制总线分别与第一开关矩阵的控制端、第二开关矩阵的控制端以及电压采样单元的控制端相连。

优选的，所述的第一开关矩阵中的单刀双掷开关为SPDT型继电器或模拟开关。

优选的，所述的第二开关矩阵中的N选1开关为MUX型模拟开关或多个继电器的组合。

优选的，所述的高压激励源为高压包，高压激励源的参考电位与采样单元的参考电位相连。

优选的，所述的数字控制总线中包含隔离器

本发明所涉及的方法包括以下步骤：

步骤1：设定滑环任意两抽头间绝缘阻抗合格阈值R_th。

步骤2：在滑环所有抽头与采样电阻串联的支路中，取未测过的一个采样电阻抽头作为独立抽头，并将剩余支路的采样电阻抽头短接至一点。