一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪及其控制方法与流程

1.本发明涉及输变电技术领域，具体为一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪及其控制方法。


背景技术：

2.目前电力系统中电气设备的绝缘电阻测试工作以及电力线路的停电核相工作主要通过绝缘电阻表来完成，而常用的绝缘电阻表无法检测设备及线路上的感应电大小，并且常用的绝缘电阻表采用单极性高压发生器，这种电路设计过分依赖升压比，难以承受2000v以上的感应电，当被测设备或线路附近存在带电设备及线路时，会产生幅值较大的感应电压，从而导致绝缘电阻表被损坏，甚至危及测试人员人身安全。
3.为了实现在强感应电环境下的电力设备及线路的绝缘电阻检测工作，杜绝因感应电过大而损坏绝缘电阻测试仪，甚至危及人身安全事故的发生，设计一种在强感应电环境下，精准检测被测设备感应电压大小并在强感应电环境下能够完成绝缘电阻测试工作的绝缘电阻测试仪尤其重要。
4.于是，本技术人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪及其控制方法，以期达到具有更加实用价值性的目的。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪及其控制方法，能够精准检测50000v以内的感应电，并完成绝缘电阻测试工作，解决了以下技术问题：
7.1、强感应电环境下无法检测被测设备绝缘电阻；
8.2、常规单mos高频pwm过分依赖升压比；
9.3、常规的单管输出的是脉动方波交流，电能质量差，利用率低；
10.4、单向励磁的占空比的利用效率较低。
11.(二)技术方案
12.为实现以上目的，本发明提出一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪及其控制方法，通过设计的双向高频pwm高压发生电路提高电路变压器的耐压等级，同时在变压器内，通过注入环氧树脂，并采用真空烘干的方式提升高压发生电路的耐压等级，有效的解决了绝缘电阻表难以承受强感应电的问题，同时配有感应电测量电路，精准测量感应电大小，实现对强感应电环境下被测设备绝缘电阻的测量。
13.具体方案如下：
14.一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪，包括电源电路、双向高频pwm高压发生电路、测量电路、单片机主控单元、显示屏，所述电源电路包括交直流转换电路、电源智能
管理电路、锂电池、直流降压电路，所述交直流转换电路与电源智能管理电路电性连接，所述电源智能管理电路与锂电池电性连接，所述锂电池与交直流转换电路均与直流降压电路电性连接，所述电源电路与双向高频pwm高压发生电路电性连接，所述电源电路、双向高频pwm高压发生电路、测量电路、显示屏均与单片机主控单元电性连接，所述电源电路、双向高频pwm高压发生电路均与测量电路电性连接。
15.一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪的控制方法，包括被测设备，所述被测设备为电力系统停电设备或停电线路，包括以下步骤：
16.步骤一：将仪器的接线端子e接地；
17.步骤二：电压测量电路分为量程1、量程2、量程3、量程4，量程1范围最大，单片机主控单元将继电器j2、j3、j4断开，此时处于量程1，可测量50kv,进行模式选择，选择感应电测量模式，则进入步骤三；如果选择绝缘电阻测量模式，则进入步骤十五；
18.步骤三：单片机主控单元通过第二十引脚将保护继电器j1断开；
19.步骤四：将仪器的接线端子l接至被测设备；
20.步骤五：开始测量；
21.步骤六：单片机主控单元通过第十八引脚判断感应电大小，如果感应电压超过量程1，则进入步骤七；反之，则进入步骤八；
22.步骤七：显示屏显示感应电压＞50kv；
23.步骤八：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程2，则进入步骤十四；反之，则进入步骤九；
24.步骤九：单片机主控单元通过第三十九引脚闭合继电器j2；
25.步骤十：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程3，则进入步骤十四；反之，则进入步骤十一；
26.步骤十一：单片机主控单元通过第四十引脚闭合继电器j3；
27.步骤十二：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程4，则进入步骤十四；反之，则进入步骤十三；
28.步骤十三：单片机主控单元通过第四十一引脚闭合继电器j4；
29.步骤十四：显示屏显示被测设备上的感应电压具体数值，并进入步骤四十三；
30.步骤十五：单片机主控单元通过第二十引脚将保护继电器j1闭合；
31.步骤十六：将仪器的接线端子l接至被测设备；
32.步骤十七：开始测量；
33.步骤十八：单片机主控单元第二十引脚将保护继电器j1断开，并通过第十八引脚判断感应电大小，如果感应电压超过量程1，则进入步骤十九；反之，则进入步骤二十；
34.步骤十九：单片机主控单元通过第二十引脚将保护继电器j1闭合，显示屏显示感应电压＞50kv，禁止输出高压测量；
35.步骤二十：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程2，则进入步骤二十六；反之，则进入步骤二十一；
36.步骤二十一：单片机主控单元通过第三十九引脚闭合继电器j2；
37.步骤二十二：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程3，则进入步骤二十六；反之，则进入步骤二十三；
38.步骤二十三：单片机主控单元通过第四十引脚闭合继电器j3；
39.步骤二十四：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程4，则进入步骤二十六；反之，则进入步骤二十五；
40.步骤二十五：单片机主控单元通过第四十一引脚闭合继电器j4；
41.步骤二十六：显示屏显示被测设备上的感应电压具体数值；
42.步骤二十七：选择绝缘电阻测量模式，如果选择固定测量档位模式，则进入步骤二十八；如果选择手动设置输出电压数值模式，则进入步骤三十七；
43.步骤二十八：选择具体电压输出档位，如果选择输出电压为250v，则进入步骤二十九；如果选择输出电压为500v，则进入步骤三十；如果选择输出电压为1kv，则进入步骤三十一；如果选择输出电压为2.5kv，则进入步骤三十二；如果选择输出电压为5kv，则进入步骤三十三；如果选择输出电压为10kv，则进入步骤三十四；如果选择输出电压为15kv，则进入步骤三十五；如果选择输出电压为20kv，则进入步骤三十六；
44.步骤二十九：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为0.52％，并进入步骤三十九；
45.步骤三十：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为1.04％，并进入步骤三十九；
46.步骤三十一：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为2.08％，并进入步骤三十九；
47.步骤三十二：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为5.21％，并进入步骤三十九；
48.步骤三十三：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为10.42％，并进入步骤三十九；
49.步骤三十四：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为20.83％，并进入步骤三十九；
50.步骤三十五：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为31.25％，并进入步骤三十九；
51.步骤三十六：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为41.67％，并进入步骤三十九；
52.步骤三十七：在显示屏上设置输出电压数值x；
53.步骤三十八：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为并进入步骤三十九；
54.步骤三十九：单片机主控单元通过第十八引脚检测被测设备上的直流电压，通过第十九引脚检测被测设备上的电流；
55.步骤四十：单片机主控单元通过欧姆定律计算被测设备绝缘电阻值；
56.步骤四十一：单片机主控单元计算吸收比k和极化指数p；
57.步骤四十二：显示屏上显示被测设备的感应电压值、绝缘电阻值、吸收比k和极化指数p；
58.步骤四十三：检测结束，取下试验接线。
59.(三)有益效果
60.本发明提供了一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪的控制方法。具备以下有益效果：
61.(1)、本发明采用双向高频pwm高压发生电路，能够高效的将直流电转换成交流电，双向励磁，极大的提高了电源转换效率，解决了传统绝缘电阻测试仪过分依赖升压比的问题，提高了仪器的绝缘等级。
62.(2)、本发明通过采用变压器内部注入环氧树脂并且真空烘干的方式，极大的提高了设备的耐压等级，配合双向高频pwm高压发生电路，实现了在50kv范围内的感应电压下的绝缘电阻测试。
63.(3)、本发明通过电源电路实现对电源的高效利用，提高了设备电能质量。
64.(4)本发明通过测量电路实现了对感应电的精准检测并显示，同时通过多档位变换，提高感应电的检测精度，当感应电超出测量范围，通过压敏电阻与双向二极管接地，确保仪器与操作人员的安全。
65.(5)本发明通过固定档位与手动设置输出电压两种测量绝缘电阻的模式，能够满足更多试验场景的测量需求。
附图说明
66.图1为本发明具体实施方式的硬件结构框图；
67.图2为本发明具体实施方式的交直流转换电路原理图；
68.图3为本发明具体实施方式的电源智能管理电路原理图；
69.图4为本发明具体实施方式的直流降压电路原理图；
70.图5为本发明具体实施方式的电源电路原理图；
71.图6为本发明具体实施方式的双向高频pwm高压发生电路原理图；
72.图7为本发明具体实施方式的测量电路原理图；
73.图8为本发明具体实施方式的单片机主控单元；
74.图9为本发明具体实施方式的一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪的控制方法的流程图。
具体实施方式
75.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
76.实施例1：实现本发明基本功能的测试仪
77.一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪，如图1所示，包括电源电路、双向高频pwm高压发生电路、测量电路、单片机主控单元、显示屏，所述电源电路包括交直流转换电路、电源智能管理电路、锂电池、直流降压电路。
78.单片机主控单元采用stm32f103c8t6。
79.交直流转换电路与电源智能管理电路电性连接，所述电源智能管理电路与锂电池
电性连接，所述锂电池与交直流转换电路均与直流降压电路电性连接，所述电源电路与双向高频pwm高压发生电路电性连接，所述电源电路、双向高频pwm高压发生电路、测量电路、显示屏均与单片机主控单元电性连接，所述电源电路、双向高频pwm高压发生电路均与测量电路电性连接。
80.交直流转换电路用于将市电转换成为设备电源所需的12v直流电压，并达到电气隔离的目的。
81.电源智能管理电路用于给锂电池充电，并根据锂电池充电的电压电流调节输出占空比，提高电池充电效率，提升电池使用寿命，同时在市电和锂电池之间进行选择输出给双向高频pwm高压发生电路用于绝缘电阻测试仪的直流高压输出。
82.直流降压模块用于将交直流转换电路转换的直流电和锂电池输出的直流电转换成单片机主控单元所需的3.3v直流电以及测量电路运算放大器所需的
±
5v直流电。
83.双向高频pwm高压发生电路用于将电源电路输出的12v直流电转换成高频脉冲电压，并根据实际需求改变占空比，达到输出高压直流电的目的。
84.测量电路用于测量被测设备上的感应电并通过显示屏显示出来，同时在量程范围内的感应电环境下测量被测设备的绝缘电阻值，吸收比以及极化指数等数据。
85.显示屏用于显示被测设备上的感应电的具体数值，同时进行系统设置，选择工作模式以及绝缘电阻测量模式。
86.锂电池电压为12v。
87.实施例2：交直流转换电路的具体结构
88.在实施例1的基础上，交直流转换电路包括第一保险丝、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第一电源芯片、第一变压器，交直流转换电路原理图如图2所示。第一保险丝f1的一端与市电输入的火线l相连，第一保险是f1的另一端同时与第一电容c1的一端以及第一电感l1的第一引脚相连，第一电容c1的另一端同时与第一电阻r1的一端以及第一电感l1的第二引脚相连，第一电阻r1的另一端与市电输入的零线n相连，第一电感l1的第三引脚同时与第一二极管d1的阳极以及第二二极管d2的阴极相连，第一电感l1的第四引脚同时与第四二极管d4的阴极以及第三二极管d3的阳极相连，第一二极管d1的阴极同时与第三二极管d3的阴极、第二电容c2的一端、第二电阻r2的一端、第三电容c3的一端、第三电阻r3的一端以及第一变压器t1的第一引脚相连，第二二极管d2的阳极同时与第四二极管d4的阳极、第二电容c2的另一端、第一电源芯片u1的s引脚、第一电源芯片u1的x引脚、第一电源芯片u1的f引脚、第六电容c6的一端、第七电容c7的一端、第五电容c5的一端、第四电容c4的一端以及第一变压器t1的第三引脚相连，第二电阻r2的另一端与第一电源芯片u1的v引脚相连，第三电容c3的另一端同时与第三电阻r3的另一端以及第四电阻r4的一端相连，第四电阻r4的另一端与第五二极管d5的阴极相连，第五二极管d5的阳极同时与第一电源芯片u1的d引脚以及第一变压器t1的第二引脚相连，第一电源芯片u1的c引脚同时与第六电容c6的另一端、第六电阻r6的一端以及第七二极管d7的阳极相连，第六电阻r6的另一端与第七电容c7的另一端相连，第七二极管d7的阴极同时与第五电容c5的另一端以及第五电阻r5的一端相连，第五
电阻r5的另一端同时与第四电容c4的另一端以及第六二极管d6的阴极相连，第六二极管d6的阳极与第一变压器t1的第四引脚相连，第一变压器t1的第7引脚相连同时与第八二极管d8的阳极以及第七电阻r7的一端相连，第七电阻r7的另一端与第八电容c8的一端相连，第八电容c8的另一端同时与第九电容c9的一端、第八二极管d8的阴极以及第二电感l2的一端相连，第二电感l2的另一端同时与第十电容c10的一端以及电源智能管理电路的输入端vin相连，第十电容c10的另一端同时与第九电容c9的另一端、第一变压器t1的第六引脚以及地相连，其中第一电阻r1为热敏电阻，第一电源芯片u1的型号为top264eg。
89.通过该交直流转换电路，实现市电电压与直流电压的转换。市电电压为85v至265v的全球电压范围，进线端的第一电容c1为x电容，抑制差模干扰，第一电阻r1为热敏电阻，在温度低的时候阻值高，在电路接入市电的时候起到抑制浪涌的作用，第一电感l1为共模电感，抑制共模干扰。通过第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4组成的桥式整流电路将市电转换成直流电压，并通过第一电源芯片u1与第一变压器t1组成的，高频开关电源变压器将直流电转换成脉动直流电并传递到变压器副边供给装置的电源电路使用。
90.实施例3：电源智能管理电路的具体结构
91.在实施例1的基础上，电源智能管理电路，包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第二十九电容、第三十电容、第三十一电容、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第九二极管、第三电感、第二电源芯片。电源智能管理电路原理图如图3所示。第十一电容c11的一端同时与第八电阻r8的一端、第一mos管q1的漏极、第九二极管d9的第二引脚以及第十八电阻r18的一端相连，第十一电容c11的另一端同时与第十二电容c12的一端以及地相连，第十二电容c12的另一端与第八电阻r8的另一端相连，第一mos管q1的栅极g同时与第二mos管q2的栅极g以及第十一电阻r11的一端相连，第十一电阻r11的另一端与第二电源芯片u2的第八引脚相连，第一mos管q1的源极s同时与第二mos管q2的源极s以及第十二电阻r12的一端相连，第十二电阻r12的另一端与第二电源芯片u2的第七引脚相连，第二mos管q2的漏极d同时与第九电阻r9、第十三电容c13、第十五电容c15以及第二电源芯片u2的第六引脚相连，第九电阻r9的另一端同时与第十三电容c13的另一端、第十四电容c14的一端、第二电源芯片u2的第五引脚、第十电阻r10的一端、第三mos管q3的漏极d、第二十一电容c21的一端、第二十电容c20的一端、第十九电容c19的一端、第二电源芯片u2的第三引脚、第二电源芯片u2的第二引脚以及双向高频pwm高压发生电路的输入端相连，第十四电容c14的另一端同时与第十五电容c15的另一端以及地相连，第十电阻r10的另一端同时与第三mos管q3的栅极g以及第二电源芯片u2的第十九引脚相连，第三mos管q3的源极s同时与第二十九电容c29的一端、第三十电容c30的一端、第三十一电容c31的一端、第二十六电阻r26的一端、第九二极管d9的第一引脚、第二十八电容c28的一端、第二十二电阻r22的一端、第二十五电容c25的一端、第二十七电容c27的一端以及第二电源芯片u2的第十
五引脚相连，第二十八电容c28的另一端同时与第二十九电容c29的另一端、第三十电容c30的另一端、第三十一电容c31的另一端以及地相连，第二十六电阻r26的另一端同时与第二十七电阻r27的一端以及单片机主控单元的第十六引脚相连，第二十七电阻r27的另一端与地相连，第二十二电阻r22的另一端同时与第三电感l3的一端、第二十五电容c25的另一端、第二十六电容c26的一端以及第二电源芯片u2的第十六引脚相连，第二十六电容c26的另一端同时与第二十七电容c27的另一端以及地相连，第三电感l3的另一端同时与第二十四电容c24的一端、第二十三电容c23的一端、第二电源芯片u2的第一引脚以及第二电源芯片u2的第二十四引脚相连，第二十四电容c24的另一端与第二十三电阻r23的一端相连，第二十三电阻r23的另一端与地相连，第二十三电容c23的另一端与第二电源芯片u2的第二十一引脚相连，第二电源芯片u2的第二十引脚与第二十二电容c22的一端相连，第二十二电容c22的另一端与地相连，第二电源芯片u2的第十四引脚与第二十四电阻r24的一端相连，第二十四电阻r24的另一端同时与第二十五电阻r25的一端以及第二电源芯片u2的第十二引脚相连，第二十五电阻r25的另一端与单片机主控单元的第三十引脚相连，第二电源芯片u2的第二十五引脚同时与第二电源芯片u2的第二十二引脚、第二电源芯片u2的第二十三引脚、第二十一电容c21的另一端、第二十电容c20的另一端、第十九电容c19的另一端、第十八电容c18的一端、第二十电阻r20的一端、第十九电阻r19的一端以及地相连，第十八电容c18的另一端同时与第二电源芯片u2的第四引脚以及第十七电阻r17的一端相连，第十七电阻r17的另一端与第九二极管d9的第三引脚相连，第二十电阻r20的另一端同时与第二十一电阻r21的一端以及第二电源芯片u2的第十引脚相连，第二十一电阻r21的另一端与第二电源芯片u2的第十二引脚相连，第十九电阻r19的另一端同时与第十八电阻r18的另一端以及第二电源芯片u2的第十八引脚相连，第二电源芯片u2的第十一引脚与第十七电容c17的一端相连，第十七电容c17的另一端与地相连，第二电源芯片u2的第十七引脚同时与第十五电阻r15的一端以及第十三电阻r13的一端相连，第二电源芯片u2的第十三引脚同时与第十四电阻r14的一端以及第十六电阻r16的一端相连，第十五电阻r15的另一端同时与第十六电阻r16的另一端以及地相连，第十三电阻r13的另一端同时与第十四电阻r14的另一端以及第二电源芯片u2的第十二引脚相连，其中第九二极管为肖特基二极管，第二电源芯片的型号为bq24133rgyr。
92.通过该电源智能管理电路，由第十一电容c11和第十二电容c12以及第八电阻r8构成的电阻电容并联电路用来消除电源谐波振荡，第一mos管q1和第二mos管q2反向连接，实现电流双向切断，防止锂电池反向充电，第九电阻r9为电流检测电阻，用来检测充电电流大小，当电流超出锂电池承受极限时，第二电源芯片u2控制第一mos管q1和第二mos管q2关断充电回路。第九电阻r9连接第二电源芯片u2的第二引脚和第三引脚，第二电源芯片u2的第二引脚和第三引脚pvc与第一引脚和第二十四引脚sw内部有一个通断电路，电源芯片内部开关通过高速开通和关断调节占空比的方式来调节充电电流大小并且通过第二十二电阻r22对锂电池的电流大小。当电源芯片内部开关关断时，第三电感l3与第二十八电容c28、第二十九电容c29、第三十电容c30以及第三十一电容c31组成lc滤波器，当电源芯片内部开关开通时，第三电感l3与第二十八电容c28、第二十九电容c29、第三十电容c30、第三十一电容c31、第十九电容c19、第二十电容c20以及第二十一电容c21组成clcπ式滤波器，保证锂电池充电的电能质量，提高锂电池充电效率，同时保护装置电源电路并在市电供电与锂电池供
电之间进行选择，为绝缘电阻测量工作提供12v的直流电源供应。
93.实施例4：直流降压电路的具体结构
94.在实施例1的基础上，直流降压电路，包括第二保险丝、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电容、第三十三电容、第三十四电容、第三十五电容、第三十六电容、第三十七电容、第三十八电容、第三十九电容、第四十电容、第四十一电容、第四十二电容、第四十三电容、第四十四电容、第四十五电容、第四十六电容、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第四电感、第五电感、第六电感、第三电源芯片、第四电源芯片、第五电源芯片，直流降压电路原理图如图4所示。第二保险丝f2的一端与智能电源管理电路的第九二极管d9的第三引脚相连，第二保险丝f2的另一端同时与第三十二电容c32的一端、第三十三电容c33的一端、第三十四电容c34的一端、第十一二极管d11的阴极以及第三电源芯片u3的第二引脚相连，第三十二电容c32的另一端同时与第三十三电容c33的另一端、第三十四电容c34的另一端、第十一二极管d11的阳极、第二十八电阻r28的一端、第三电源芯片u3的第七引脚、第三十六电容c36的一端、第三十七电容c37的一端、第十二二极管d12的阳极、第三十一电阻r31的一端、第三十八电容c38的负极、第三十九电容c39的一端、第四电源芯片u4的第一引脚、第四十电容c40的一端、第四十一电容c41的一端以及地相连，第三电源芯片u3的第三引脚与第十二极管d10的第三引脚相连，第三电源芯片u3的第四引脚与第二十八电阻r28的另一端相连，第十二极管d10的第二引脚与单片机主控单元的第二十九引脚相连，第十二极管d10的第一引脚与电源按键相连，第三电源芯片u3的第六引脚同时与第三十六电容c36的另一端以及第二十九电阻r29的一端相连，第二十九电阻r29的另一端与第三十七电容c37的另一端相连，第三电源芯片u3的第五引脚同时与第三十电阻r30的一端以及第三十一电阻r31的另一端相连，第三电源芯片u3的第一引脚与第三十五电容c35的一端相连，第三电源芯片u3的第八引脚同时与第三十五电容c35的另一端、第十二二极管d12的阴极以及第四电感l4的一端相连，第四电感l4的另一端同时与第三十电阻r30的另一端、第三十八电容c38的正极、第三十九电容c39的另一端、第四电源芯片u4的第二引脚、第四十三电容c43的一端、第五电感l5的一端以及第五电源芯片u5的第八引脚相连，第四电源芯片u4的第三引脚同时与第四十电容c40的另一端以及第四十一电容c41的另一端相连，第四十三电容c43的另一端与地相连，第五电感l5的另一端与第四十四电容c44的一端相连，第四十四电容c44的另一端与地相连，第五电源芯片u5的第二引脚与第四十二电容c42的一端相连，第四十二电容c42的另一端与第五电源芯片u5的第四引脚相连，第五电源芯片u5的第三引脚与地相连，第五电源芯片u5的第六引脚与地相连，第五电源芯片u5的第五引脚同时与第四十五电容c45的一端以及第六电感l6的一端相连，第四十五电容c45的另一端与地相连，第六电感l6的另一端与第四十六电容c46的一端相连，第四十六电容c46的另一端与地相连，其中第十二极管d12为肖特基二极管，第三十八电容c38为电解电容，第三电源芯片u3型号为tps54360ddar，第四电源芯片u4型号为mcp1700t-3302e/mb，第五电源芯片u5型号为icl7660。
95.通过该直流降压电路，将交直流转换电路转换的直流电和锂电池输出的直流电转换成单片机主控单元所需的3.3v直流电以及测量电路运算放大器所需的
±
5v直流电。
96.实施例5：双向高频pwm高压发生电路的具体结构
97.在实施例1的基础上，双向高频pwm高压发生电路，包括第三十二电阻、第三十三电
阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第四十七电容、第四十八电容、第四十九电容、第五十电容、第五十一电容、第五十二电容、第五十三电容、第五十四电容、第五十五电容、第十三二极管、第十四二极管、第十五二极管、第十六二极管、第十七二极管、第十八二极管、第十九二极管、第二十二极管、第二十一二极管、第二十二二极管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、第七mos管、第六栅极驱动芯片、第七栅极驱动芯片、第二变压器、第一互感器，双向高频pwm高压发生电路原理图如图6所示。第四十七电容c47的一端同时与第十三二极管d13的阳极、第七栅极驱动芯片u7的第一引脚、第六栅极驱动芯片u6的第一引脚、第四十九电容c49的一端、第十四二极管d14的阳极、第四mos管q4的漏极以及第五mos管的漏极相连，第十三二极管d13的阴极同时与第七栅极驱动芯片u7的第八引脚以及第四十八电容c48的一端相连，第四十八电容c48的另一端同时与第七栅极驱动芯片u7的第六引脚、第四mos管q4的源极、第六mos管q6的漏极以及第一互感器ct1原边的一端相连，第七栅极驱动芯片u7的第七引脚与第三十二电阻r32的一端相连，第三十二电阻r32的另一端与第四mos管的栅极相连，第七栅极驱动芯片u7的第五引脚与第三十四电阻r34的一端相连，第三十四电阻r34的另一端与第六mos管q6的栅极相连，第六mos管q6的源极同时与第七栅极驱动芯片u7的第四引脚、第四十七电容c47的另一端、第七mos管q7的源极、第二十一二极管d21的阳极、第十九二极管d19的阳极、第三十六电阻r36的一端、第六栅极驱动芯片u6的第四引脚、第四十九电容c49的另一端以及地相连，第十四二极管d14的阴极同时与第六栅极驱动芯片u6的第八引脚以及第五十电容c50的一端相连，第五十电容c50的另一端同时与第六栅极驱动芯片u6的第六引脚、第五mos管q5的源极、第七mos管q7的漏极以及第五十一电容c51的一端相连，第六栅极驱动芯片u6的第七引脚与第三十三电阻r33的一端相连，第三十三电阻r33的另一端与第五mos管q5的栅极相连，第六栅极驱动芯片u6的第五引脚与第三十五电阻r35的一端相连，第三十五电阻r35的另一端与第七mos管q7的栅极相连，第六栅极驱动芯片u6的第三引脚同时与单片机主控单元的第四十五引脚以及第七栅极驱动芯片u7的第二引脚相连，第六栅极驱动芯片u6的第二引脚同时与单片机主控单元的第四十六引脚以及第七栅极驱动芯片u7的第三引脚相连，第五十一电容c51的另一端与第二变压器t2原边同名端相连，第二变压器t2原边异名端与第一互感器ct1原边的另一端相连，第一互感器ct1副边的一端同时与第二十一二极管d21的阴极以及第二十二二极管d22的阳极相连，第一互感器ct1副边的另一端同时与第十九二极管d19的阴极以及第二十二极管d20的阳极相连，第二十二极管d20的阴极同时与第二十二二极管d22的阴极、第三十六电阻r36的另一端以及单片机主控单元的第十五引脚相连，第二变压器t2副边的同名端同时与第五十二电容c52的一端以及第十五二极管d15的阳极相连，第十五二极管的d15的阴极同时与第十六二极管d16的阳极、第五十四电容c54的一端以及第五十五电容c55的一端相连，第五十四电容c54的另一端同时与第二变压器t2副边异名端以及地相连，第十六二极管d16的阴极同时与第十七二极管d17的阳极、第五十二电容c52的另一端以及第五十三电容c53的一端相连，第五十三电容c53的另一端同时与第十八二极管d18的阴极以及测量电路相连，第十八二极管d18的阳极同时与第五十五电容c55的另一端以及第十七二极管d17的阴极相连，其中第六栅极驱动芯片u6和第七栅极驱动芯片u7的型号为irs21867s，第二变压器t2的变比为1:500,该变比可根据实际工作需求进行变化，同时变压器t2采用注入环氧树脂并真空烘干的方式进行制作。
98.通过该双向高频pwm高压发生电路，由电源电路输入的12v直流电，通过单片机主控单元输出的两路pwm控制信号控制第六栅极驱动芯片u6和第七栅极驱动芯片u7来驱动第四mos管q4、第五mos管q5、第六mos管q6以及第七mos管q7的开通与关断，第五mos管q5和第七mos管q7开通时，第四mos管q4和第六mos管q6关断，电流从第二变压器t2的同名端输入异名端输出，变压器电流为正，反之则电流为负，由此实现直流电转为交流电的功能，达到双向励磁的目的，大幅提高电能利用率，提升电路耐压等级，解决传统电路单mos管调压依赖升压比的问题，并且通过第二变压器t2将12v扩大500倍，再通过副边的倍压整流电路实现二次放大，达到20kv以上的高压输出。同时该双向高频pwm高压发生电路利用第二变压器t2的高漏感与第五十一电容c51构成lc滤波，达到正弦交流输出的目的，提升了输出的电能质量。同时变压器t2采用注入环氧树脂并真空烘干的方式进行制作，再次提升电路耐压等级，确保能承受50kv的感应电压。
99.实施例6：测量电路的具体结构
100.在实施例1的基础上，测量电路包括第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻、第四十八电阻、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十六电容、第五十七电容、第五十八电容、第五十九电容、第六十电容、第六十一电容、第六十二电容、第六十三电容、第六十四电容、第六十五电容、第六十六电容、第六十七电容、第二十三二极管、第二十四二极管、第二十五二极管、第二十六二极管、第二十七二极管、第二十八二极管、第二十九二极管、第三十二极管、第三十一二极管、第三十二二极管、第八mos管、第九mos管、第十mos管、第十一mos管、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第八运算放大器、第九运算放大器、第十运算放大器、第十一运算放大器、第十二运算放大器、第十三运算放大器，测量电路原理图如图7所示。第三十七电阻r37的一端与双向高频pwm高压发生电路相连，第三十七电阻r37的另一端同时与第一继电器j1的第四引脚、第三十八电阻r38的一端、第四十五电阻r45的一端、第二继电器j2的第四引脚以及接线端子l相连，第四十五电阻r45的另一端与地相连，第一继电器j1的第三引脚与地相连，第一继电器j1的第二引脚同时与第八mos管q8的漏极以及第二十三二极管d23的阳极相连，第八mos管q8的源极与地相连，第八mos管q8的栅极同时与第五十电阻r50的一端以及单片机主控单元的第二十引脚相连，第二十三二极管d23的阴极同时与电源电路的pwr_out输出端、第一继电器j1的第一引脚、第三继电器j3的第一引脚、第四继电器j4的第一引脚、第二十六二极管d26的阴极、第二十五二极管d25的阴极、第二十四二极管d24的阴极以及第二继电器j2的第一引脚相连，第二继电器j2的第二引脚同时与第二十四二极管d24的阳极以及第十一mos管q11的漏极相连，第十一mos管q11的源极与地相连，第十一mos管q11的栅极同时与第五十三电阻r53的一端以及单片机主控单元的第三十九引脚相连，第五十三电阻r53的另一端与地相连，第二继电器j2的第三引脚同时与第三十八电阻r38的另一端、第三十九电阻r39的一端以及第三继电器j3的第四引脚相连，第三继电器j3的第二引脚同时与第二十五二极管d25的阳极以及第十mos管q10的漏极相连，第十mos管q10的源极与地相连，第十mos管q10的栅极同时与第五十二电阻r52的一端以及单片机主控单元的第四十引脚相连，第五十二电阻r52的另一端与地相连，第三继电器j3的第三引脚同时与第三十九电阻r39的另一端、第四十电阻r40的一端以及第四继电器j4的第四引脚相
连，第四继电器j4的第二引脚同时与第二十六二极管d26的阳极以及第九mos管q9的漏极相连，第九mos管q9的源极与地相连，第九mos管q9的栅极同时与第五十一电阻r51的一端以及单片机主控单元的第四十一引脚相连，第五十一电阻r51的另一端与地相连，第四继电器j4的第三引脚同时与第四十电阻r40的另一端以及第四十一电阻r41的一端相连，第四十一电阻r41的另一端同时与第二十七二极管d27的阴极、第二十八二极管d28的阳极、第四十二电阻r42的一端以及第八运算放大器u8的第四引脚相连，第二十七二极管d27的阳极同时与第二十八二极管d28的阴极、第八运算放大器u8的第三引脚、第五十七电容c57的一端、第五十六电容c56的一端以及地相连，第五十七电容c57的另一端同时与-5v直流电vee以及第八运算放大器u8的第二引脚相连，第五十六电容c56的另一端同时与 5v直流电vdd以及第八运算放大器u8的第五引脚相连，第八运算放大器u8的第一引脚同时与第四十二电阻r42的另一端以及第四十三电阻r43的一端相连，第四十三电阻r43的另一端同时与第四十四电阻r44的一端以及第九运算放大器u9的第四引脚相连，第九运算放大器u9的第五引脚同时与 5v直流电vdd以及第五十八电容c58的一端相连，第五十八电容c58的另一端与地相连，第九运算放大器u9的第三引脚同时与第五十九电容c59的一端以及地相连，第九运算放大器u9的第二引脚同时与第五十九电容c59的另一端以及-5v直流电vee相连，第九运算放大器u9的第一引脚与第二十九二极管d29的阳极相连，第二十九二极管d29的阴极同时与第四十四电阻r44的另一端、第十运算放大器u10的第三引脚、第六十一电容c61的一端以及地相连，第六十一电容c61的另一端同时与-5v直流电vee、第十运算放大器u10的第二引脚相连，第十运算放大器u10的第四引脚同时与第十运算放大器u10的第一引脚以及单片机主控单元的第十八引脚相连，第十运算放大器u10的第五引脚同时与 5v直流电vdd以及第六十电容c60的一端相连，第六十电容c60的另一端与地相连，接线端子e同时与第三十二极管d30的阴极、第三十一二极管d31的阳极、第四十六电阻r46的一端以及第十一运算放大器u11的第四引脚相连，第十一运算放大器u11的第三引脚同时与第六十二电容c62的一端、第六十三电容c63的一端、第三十一二极管d31的阴极、第三十二极管d30的阳极以及第四十九电阻r49的一端相连，第四十九电阻r49的另一端与接线端子g相连，第六十三电容c63的另一端同时与第十一运算放大器u11的第二引脚以及-5v直流电vee相连，第六十二电容c62的另一端同时与第十一运算放大器u11的第五引脚以及 5v直流电vdd相连，第十一运算放大器u11的第一引脚同时与第四十六电阻r46的另一端以及第四十七电阻r47的一端相连，第四十七电阻r47的另一端同时与第四十八电阻r48的一端以及第十二运算放大器u12的第四引脚相连，第十二运算放大器u12的第三引脚同时与第六十五电容c65的一端以及地相连，第六十五电容c65的另一端同时与第十二运算放大器u12的第二引脚以及-5v直流电vee相连，第十二运算放大器u12的第五引脚同时与第六十四电容c64的一端以及 5v直流电vdd相连，第六十四电容c64的另一端与地相连，第十二运算放大器u12的第一引脚与第三十二二极管d32的阳极相连，第三十二二极管d32的阴极同时与第四十八电阻r48的另一端、第十三运算放大器u13的第三引脚、第六十七电容c67的一端以及地相连，第六十七电容c67的另一端同时与第十三运算放大器u13的第二引脚以及-5v直流电vee相连，第十三运算放大器u13的第五引脚同时与第六十六电容c66的一端以及 5v直流电vdd相连，第六十六电容c66的另一端与地相连，第十三运算放大器u13的第四引脚同时与第十三运算放大器u13的第一引脚以及单片机主控单元的第十九引脚相连。其中第四十五电阻r45为压敏电阻，第三十八电阻、第三
十就电阻、第四十电阻、第四十一电阻的阻值之和为500mω，电阻具体数字根据实际工作需要进行设定。
101.通过该测量电路，测量被测设备上的感应电并通过显示屏显示出来，同时通过多档位变换，提高感应电的检测精度，当感应电超出测量范围，通过压敏电阻与双向二极管接地，确保仪器与操作人员的安全。在50kv量程范围内的感应电环境下测量被测设备的绝缘电阻值，吸收比以及极化指数等数据。
102.实施例7：单片机主控单元的具体结构
103.在实施例1的基础上，单片机主控单元采用stm32f103c8t6，外围电路包括第一晶振、第六十八电容、第六十九电容，第一晶振o1的第一引脚与单片机u14的第五引脚相连，第一晶振o1的第二引脚同时与第六十九电容c69的一端以及3.3v直流电vcc相连，第一晶振o1的第三引脚与单片机u14的第六引脚相连，第一晶振o1的第四引脚同时与第六十九电容c69的另一端、单片机u14的第四十四引脚、第六十八电容c68的一端以及地相连，第六十八电容c68的另一端与单片机u14的第七引脚相连，单片机u14的第一引脚同时与单片机u14的第二十四引脚、单片机u14的第三十六引脚、单片机u14的第四十八引脚、单片机u14的第九引脚以及3.3v直流电vcc相连，单片机u14的第八引脚同时与单片机u14的第四十七引脚、单片机u14的第三十五引脚、单片机u14的第二十三引脚以及地相连。
104.实施例8：一种适用于强感应电环境的绝缘电阻测试仪的控制方法
105.包括被测设备，所述被测设备为电力系统停电设备或停电线路，如图9所示。包括以下步骤：
106.步骤一：将仪器的接线端子e接地；
107.步骤二：电压测量电路分为量程1、量程2、量程3、量程4，量程1范围最大，单片机主控单元将继电器j2、j3、j4断开，此时处于量程1，可测量50kv,进行模式选择，选择感应电测量模式，则进入步骤三；如果选择绝缘电阻测量模式，则进入步骤十五；
108.步骤三：单片机主控单元通过第二十引脚将保护继电器j1断开；
109.步骤四：将仪器的接线端子l接至被测设备；
110.步骤五：开始测量；
111.步骤六：单片机主控单元通过第十八引脚判断感应电大小，如果感应电压超过量程1，则进入步骤七；反之，则进入步骤八；
112.步骤七：显示屏显示感应电压＞50kv；
113.步骤八：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程2，则进入步骤十四；反之，则进入步骤九；
114.步骤九：单片机主控单元通过第三十九引脚闭合继电器j2；
115.步骤十：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程3，则进入步骤十四；反之，则进入步骤十一；
116.步骤十一：单片机主控单元通过第四十引脚闭合继电器j3；
117.步骤十二：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程4，则进入步骤十四；反之，则进入步骤十三；
118.步骤十三：单片机主控单元通过第四十一引脚闭合继电器j4；
119.步骤十四：显示屏显示被测设备上的感应电压具体数值，并进入步骤四十三；
120.步骤十五：单片机主控单元通过第二十引脚将保护继电器j1闭合；
121.步骤十六：将仪器的接线端子l接至被测设备；
122.步骤十七：开始测量；
123.步骤十八：单片机主控单元第二十引脚将保护继电器j1断开，并通过第十八引脚判断感应电大小，如果感应电压超过量程1，则进入步骤十九；反之，则进入步骤二十；
124.步骤十九：单片机主控单元通过第二十引脚将保护继电器j1闭合，显示屏显示感应电压＞50kv，禁止输出高压测量；
125.步骤二十：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程2，则进入步骤二十六；反之，则进入步骤二十一；
126.步骤二十一：单片机主控单元通过第三十九引脚闭合继电器j2；
127.步骤二十二：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程3，则进入步骤二十六；反之，则进入步骤二十三；
128.步骤二十三：单片机主控单元通过第四十引脚闭合继电器j3；
129.步骤二十四：单片机主控单元判断感应电压大小，如果超过量程4，则进入步骤二十六；反之，则进入步骤二十五；
130.步骤二十五：单片机主控单元通过第四十一引脚闭合继电器j4；
131.步骤二十六：显示屏显示被测设备上的感应电压具体数值；
132.步骤二十七：选择绝缘电阻测量模式，如果选择固定测量档位模式，则进入步骤二十八；如果选择手动设置输出电压数值模式，则进入步骤三十七；
133.步骤二十八：选择具体电压输出档位，如果选择输出电压为250v，则进入步骤二十九；如果选择输出电压为500v，则进入步骤三十；如果选择输出电压为1kv，则进入步骤三十一；如果选择输出电压为2.5kv，则进入步骤三十二；如果选择输出电压为5kv，则进入步骤三十三；如果选择输出电压为10kv，则进入步骤三十四；如果选择输出电压为15kv，则进入步骤三十五；如果选择输出电压为20kv，则进入步骤三十六；
134.步骤二十九：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为0.52％，并进入步骤三十九；
135.步骤三十：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为1.04％，并进入步骤三十九；
136.步骤三十一：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为2.08％，并进入步骤三十九；
137.步骤三十二：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为5.21％，并进入步骤三十九；
138.步骤三十三：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为10.42％，并进入步骤三十九；
139.步骤三十四：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为20.83％，并进入步骤三十九；
140.步骤三十五：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为31.25％，并进入步骤三十九；
141.步骤三十六：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为
41.67％，并进入步骤三十九；
142.步骤三十七：在显示屏上设置输出电压数值x；
143.步骤三十八：单片机主控单元控制双向高频pwm高压发生电路输出占空比为并进入步骤三十九；
144.步骤三十九：单片机主控单元通过第十八引脚检测被测设备上的直流电压，通过第十九引脚检测被测设备上的电流；
145.步骤四十：单片机主控单元通过欧姆定律计算被测设备绝缘电阻值；
146.步骤四十一：单片机主控单元计算吸收比k和极化指数p；
147.步骤四十二：显示屏上显示被测设备的感应电压值、绝缘电阻值、吸收比k和极化指数p；
148.步骤四十三：检测结束，取下试验接线。
149.虽然本实施例中采用锂电池作为储能电池，采用其他类型的储能电池也属于本发明的保护范围。另外本实施例中列举了一些设备型号，其他实现相同或类似功能的设备也应当包括在本发明的保护范围中。
150.对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
151.另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。