机车电器综合绝缘检测仪及其检测方法与流程

[0001]
本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种机车电器综合绝缘检测仪及其检测方法。


背景技术：

[0002]
交、直流电力机车绝缘检测对象除主回路接线端子外，还有10、20、48、56芯等连接插头。对于多根线缆的线-线和线-地绝缘检测，采用传统绝缘检测仪表进行绝缘检测时，一次只能选择相应电压等级的绝缘测试仪表进行检测，效率低下，且无法排除人为因数的影响，结果记录也容易出错。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是提供一种机车电器综合绝缘检测仪及其检测方法，以解决现有单台设备在离线及直流在线绝缘检测过程中效率低的问题。
[0004]
本发明采用以下技术方案：机车电器综合绝缘检测仪，包括单片机电路，单片机分别电连接有离线绝缘检测电路、usb输出电路、无线通讯传输电路、触摸操作及显示电路、温湿度检测电路和升压控制电路，升压控制电路通过升压电路与离线绝缘检测电路电连接；机车电器综合绝缘检测仪还包括在线绝缘检测电路；
[0005]
离线绝缘检测电路用于离线检测被测电缆的绝缘值，在线绝缘检测电路用于检测直流电源在通电运行过程中正负两端对地的绝缘值，usb输出电路用于将检测出的绝缘值通过无线通讯传输电路导出，单片机用于根据检测出的绝缘值生成测试结果报告，触摸操作及显示电路用于显示测试结果报告；
[0006]
其中，离线绝缘检测电路包括并联至高压的第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3和第四开关s4；其中，第一开关s1用于与电缆u相串联，第二开关s2用于与电缆v相串联，第三开关s3用于与电缆w相串联，第四开关s4用于与电缆中性线n串联；
[0007]
离线绝缘检测电路还包括并联至v1的第五开关k1、第六开关k2、第七开关k3和第八开关k4；其中，第五开关k1用于与电缆v相串联，第六开关k2用于与电缆w相串联，第七开关k3用于与电缆n相串联，第八开关k4用于与地线ke串联；高压和采样电压v1之间串联采样电阻r；
[0008]
在线绝缘检测电路包括：第三电阻r3和第七电阻r7的一端均接至直流正端v+，第三电阻r3的另一端串联第四电阻r4，第七电阻r7串联第一开关k1；第四电阻r4和第一开关k1均接地；第六电阻r6和第二开关k2一端均接至直流负端v-，第六电阻r6的另一端串联第五电阻r5，第二开关k2串联有第八电阻r8；第五电阻r5和第八电阻r8均接地。
[0009]
本发明采用的第二种技术方案是，一种机车电器综合绝缘检测仪的检测方法，其采用机车电器综合绝缘检测仪，包括以下步骤：
[0010]
机车断电后，根据检测需求，将被测电缆的u、v、w、n或地中的任意两相分别接入机车电器综合绝缘检测仪中，通过离线检测电路测试被测电缆的绝缘值；
[0011]
其中，第一开关s1用于与电缆u相串联，第二开关s2用于与电缆v相串联，第三开关s3用于与电缆w相串联，第四开关s4用于与电缆中性线n串联；
[0012]
第五开关k1用于与电缆v相串联，第六开关k2用于与电缆w相串联，第七开关k3用于与电缆n相串联，第八开关k4用于与ke串联。
[0013]
进一步的，还包括以下步骤：
[0014]
将被测设备的正端绝缘电阻r+的两端分别接直流正端v+和接地，将被测设备的负端绝缘电阻r-分别接直流负端v-和接地，通过在线检测电路测试被测电缆的绝缘值；
[0015]
被测电缆绝缘值的计算方法为：
[0016]
当开关k1、k2全部断开时，直流正端对地电压直流负端对地电压
[0017]
当开关k1闭合时，直流正端对地电压直流负端对地电压则有，
[0018]
其中，v3、v4、v5、v6均可检测出来，结合式(1)、式(2)求出此时的绝缘电阻r
+
和r-；
[0019]
当开关k2闭合时，得结合式(1)、式(3)求出此时的绝缘电阻r
+
和r-。
[0020]
本发明的有益效果是：本装置单台设备实现了机车或客运车辆的全部离线及直流在线绝缘检测，实现了测试结果的智能化管理，可同时满足不同电压的测试需要；增加直流在线绝缘检测功能，测试结果通过usb或无线通讯导出，通过上位机处理所有测试结果并自动生成测试结果报告，使得结果直观、可视化。
附图说明
[0021]
图1为本发明机车电器综合绝缘检测仪的测试原理图；
[0022]
图2为本发明机车电器综合绝缘检测仪的离线绝缘检测电路图；
[0023]
图3为本发明机车电器综合绝缘检测仪的在线绝缘检测电路图。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0025]
本发明提供了一个机车电器综合绝缘检测仪，机车电器综合绝缘检测仪，包括单片机电路，单片机分别电连接有离线绝缘检测电路、usb输出电路、无线通讯传输电路、触摸操作及显示电路、温湿度检测电路和升压控制电路，升压控制电路通过升压电路与离线绝缘检测电路电连接；机车电器综合绝缘检测仪还包括在线绝缘检测电路；
[0026]
离线绝缘检测电路用于离线检测被测电缆的绝缘值，在线绝缘检测电路用于检测
直流电源在通电运行过程中正负两端对地的绝缘值，usb输出电路用于将检测出的绝缘值通过无线通讯传输电路导出，单片机用于根据检测出的绝缘值生成测试结果报告，触摸操作及显示电路用于显示测试结果报告；
[0027]
其中，离线绝缘检测电路包括并联至高压的第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3和第四开关s4；其中，第一开关s1用于与电缆u相串联，第二开关s2用于与电缆v相串联，第三开关s3用于与电缆w相串联，第四开关s4用于与电缆中性线n串联；
[0028]
离线绝缘检测电路还包括并联至v1的第五开关k1、第六开关k2、第七开关k3和第八开关k4；其中，第五开关k1用于与电缆v相串联，第六开关k2用于与电缆w相串联，第七开关k3用于与电缆n相串联，第八开关k4用于与地线ke串联；高压和采样电压v1之间串联采样电阻r；
[0029]
在线绝缘检测电路包括：第三电阻r3和第七电阻r7的一端均接至直流正端v+，第三电阻r3的另一端串联第四电阻r4，第七电阻r7串联第一开关k1；第四电阻r4和第一开关k1均接地；第六电阻r6和第二开关k2一端均接至直流负端v-，第六电阻r6的另一端串联第五电阻r5，第二开关k2串联有第八电阻r8；第五电阻r5和第八电阻r8均接地。
[0030]
本发明还提供了一种机车电器综合绝缘检测仪的检测方法，包括以下步骤：机车断电后，根据检测需求，将被测电缆的u、v、w、n或地中的任意两相分别接入机车电器综合绝缘检测仪中，通过离线检测电路测试被测电缆的绝缘值；
[0031]
其中，第一开关s1用于与电缆u相串联，第二开关s2用于与电缆v相串联，第三开关s3用于与电缆w相串联，第四开关s4用于与电缆中性线n串联；
[0032]
第五开关k1用于与电缆v相串联，第六开关k2用于与电缆w相串联，第七开关k3用于与电缆n相串联，第八开关k4用于与ke串联。比如：如hv为500v，r为100kω，测量电压v1为5v，绝缘电阻计算结果为100
×
500
÷
5-100＝9900kω。
[0033]
还包括以下步骤：将被测设备的正端绝缘电阻r+的两端分别接直流正端v+和接地，将被测设备的负端绝缘电阻r-分别接直流负端v-和接地，通过在线检测电路测试被测电缆的绝缘值；
[0034]
被测电缆绝缘值的计算方法为：
[0035]
当开关k1、k2全部断开时，直流正端对地电压直流负端对地电压
[0036]
当开关k1闭合时，设v1、v2会变为v1'、v2'，此时直流正端对地电压直流负端对地电压设计r3、r4远大于r
+
，其通过的电流可忽略，
[0037]
则有，
[0038]
其中，v3、v4、v5、v6均可检测出来，结合式(1)、式(2)求出此时的绝缘电阻r
+
和r-；
[0039]
当开关k2闭合时，得结合式(1)、式(3)求出此时的绝缘电阻r
+
和r-。
[0040]
本发明的机车电器综合绝缘检测仪可以进行自动电缆校线，把被测电缆两端插头接到机车电器综合绝缘检测仪的输入插口，确认无误，开启装置电源开关，触摸液晶屏显示操作界面，点击校线窗口，测试开始，完成后显示测试结果。其还可以完成多芯电缆线-线间绝缘检测，将被测电缆一端插头接到装置的输入插口，确认无误，开启装置电源开关，触摸液晶屏显示操作界面，点击绝缘检测窗口，测试开始，完成后显示测试结果。其还可以完成机车设备线-线和线-地间绝缘检测，将被测电缆一端插头接到装置的输入插口，把机车设备的接地点连线至装置的接地端口，确认无误，开启装置电源开关，触摸液晶屏显示操作界面，点击绝缘检测窗口，测试开始，完成后显示测试结果。
[0041]
本发明的机车电器综合绝缘检测仪的温度测量误差：0.5℃；湿度测量误差：2％；整机功耗：<2.5w；蓄电池参数：12v、15ah锂电池，工余充电一次可使用4-5天；充电器：ac220转dc12v。绝缘检测误差：<5％。该机车电器综合绝缘检测仪采用高压电子继电器阵列，对多芯连接器端口的绝缘值进行自动循环检测，测试完成后数据可保存在装置的存储器中，可通过usb端口导出，也可通过手机通讯网实现无线异地传输。该机车电器综合绝缘检测仪的软件运行在windows7操作系统下，主要功能包括检测数据查询、数据报表打印、用户新增等。