一种绝缘材料频域介电响应测试系统的制作方法

1.本实用新型属于绝缘材料老化检测技术领域，特别是涉及到一种绝缘材料频域介电响应测试系统。


背景技术：

2.变压器是电网运行中的重要设备之一，其出现严重事故不仅会导致自身损坏，还会中断电力供应，故变压器的安全稳定运行是供电安全可靠的重要保障，在变压器的长期运行过程中，其内部油纸绝缘会受到电场、温度、水分和机械应力等因素的综合作用而逐渐老化，引起变压器的绝缘性能下降。因此对变压器绝缘系统进行有效检测和诊断至关重要。
3.传统的吊芯取样检测方法无法实现现场测试，而采用介电响应技术可以对变压器内部绝缘进行无损诊断，进行对绝缘材料老化状态评估，可以代替传统的吊芯取样，并为现场测试的技术人员提供更为准确的参考。
4.因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术存在的不足：本实用新型提供一种绝缘材料频域介电响应测试系统，用于解决现场绝缘设备进行频域介电响应分析绝缘状态，为分析时提供理论支持。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种绝缘材料频域介电响应测试系统，包括自变频高压交流电源单元、试品单元、三路并联微电流检测单元和上位机单元；所述自变频高压交流电源单元与试品单元连接；所述试品单元放置有测试所需绝缘试品，试品单元通过主电路与三路并联微电流检测单元连接；所述上位机单元与三路并联微电流检测单元连接，上位机单元与自变频高压交流电源单元连接；
7.所述三路并联微电流检测单元包括tcl2201芯片、ad825芯片和lf353芯片；所述ad825芯片与lf353芯片串联。
8.所述自变频高压交流电源单元包括信号发生器单元、光耦隔离单元和运放单元。
9.所述光耦隔离单元应用hcnr201芯片，供电电压
±
5v。
10.所述运放单元应用pa88，供电电压
±
200v。
11.所述自变频高压交流电源单元的电压输出范围为0～750v，电压频率范围0.001hz～10khz。
12.所述三路并联微电流检测单元的电流量程分别为1μa、1na和1pa。
13.通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：
14.1.为现场对绝缘设备进行频域介电响应分析，分析绝缘状态提供理论支持。
15.2.微电流检测单元能自动改变量程，同时在上位机界面可进行监测和对测试数据控制更改。
16.3.可通过上位机进行绝缘材料的变电压测试，有助于分析电压这一影响因素对测试结果造成影响及随电压频域介电响应的变化规律。
附图说明
17.图1为本实用新型一种绝缘材料频域介电响应测试系统的工作流程框图。
18.图2为本实用新型一种绝缘材料频域介电响应测试系统的自变频高压交流电源单元原理框图。
19.图3为本实用新型一种绝缘材料频域介电响应测试系统的三路并联微电流检测单元电路图。
20.图4为本实用新型一种绝缘材料频域介电响应测试系统对含水率1.1％未老化油浸纸板变电压测试频域介电曲线。
21.图5为本实用新型一种绝缘材料频域介电响应测试系统对含水率3.2％未老化油浸纸板变电压测试频域介电曲线。
22.图6为本实用新型一种绝缘材料频域介电响应测试系统对含水率0.7％老化15天油浸纸板变电压测试频域介电曲线。
23.图中1
‑
自变频高压交流电源单元、101
‑
信号发生器单元、102
‑
光耦隔离单元、103
‑
运放单元、2
‑
试品单元、3
‑
三路并联微电流检测单元、4
‑
上位机单元。
具体实施方式
24.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明
25.需要特别说明的是文中所述"前后，上下，左右"等只是基于附图为了直观描述位置关系的一种简化说法，并非对技术方案的限定。
26.由附图1～6所示：一种绝缘材料频域介电响应测试系统，包括自变频高压交流电源单元1、试品单元2、三路并联微电流检测单元3和上位机单元4；所述自变频高压交流电源单元1与试品单元2连接；所述试品单元2放置有测试所需绝缘试品，试品单元2通过主电路与三路并联微电流检测单元3连接；所述上位机单元4与三路并联微电流检测单元3连接，上位机单元4与自变频高压交流电源单元1连接；
27.所述三路并联微电流检测单元3包括tcl2201芯片、ad825芯片和lf353芯片；所述ad825芯片与lf353芯片串联。三路并联微电流检测单元3的其中一路包括tcl2201芯片，另外两路都是包括ad825芯片与lf353芯片且ad825芯片与lf353芯片串联。
28.所述自变频高压交流电源单元1包括信号发生器单元101、光耦隔离单元102和运放单元103。
29.所述光耦隔离单元102应用hcnr201芯片，供电电压
±
5v。
30.所述运放单元103应用pa88，供电电压
±
200v。
31.所述自变频高压交流电源单元1的电压输出范围为0～750v，电压频率范围0.001hz～10khz。
32.所述三路并联微电流检测单元3的电流量程分别为1μa、1na和1pa。
33.具体测试包括如下步骤：所述自变频高压交流电源单元1与试品单元2连接，为测试提供不同频率和幅值电压；自变频高压交流电源单元1与上位机单元4连接，三路并联微电流检测单元3和上位机单元4连接，并通过上位机单元4自动调控，上位机单元4处理采集数据得到绝缘材料介电响应图谱。上位机单元4采用labview主机进行显示测试结果。上位机界面可对自变频高压交流电源单元1的电压幅值与频率和三路并联微电流检测单元的电
流量程进行调控，并对数据进行分析计算自动保存。
34.自变频高压交流电源单元1包括信号发生器单元101、光耦隔离单元102与运放单元103，其中三个pa88运算放大设备并联由信号发生器单元101提供电压，每个pa88与电源中间加有光耦隔离，并且三个pa88输出端口与接地端口首尾相连。
35.绝缘材料极化去极化电流测试方式如下：
36.自变频高压交流电源单元1给试品单元2中的绝缘试品提供电压，并将电压信号传送给上位机4；三路并联微电流检测单元3采集电压信号并转换为电流输入给上位机4；上位机4接受处理计算得出绝缘纸板的频域介电谱。
37.自变频高压交流电源单元1是5v的信号发生器同时给三个pa88运算放大器提供电压，每个放大器的放大倍数为250，串入并出连接方式，将输出电压最高放大到750v。
38.应用实例
39.测试选用厚度为1mm油浸纸板绝缘材料作为测试试样，分别进行不同吸潮程度下油浸纸板的不同电压的频域介电响应测试。
40.含水率1.1％未老化油浸纸板在30℃下，电压500v、1000v下进行频域介电响应测试测试，频域介电谱如图4所示。
41.含水率3.2％油浸纸板在30℃下，电压500v、1000v下进行频域介电响应测试测试，频域介电谱如图5所示。
42.含水率0.7％老化15天，聚合度为617的油浸纸板在30℃下，电压500v、1000v下进行频域介电响应测试测试，频域介电谱如图6所示。
43.显然，上述所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。