《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》是中國一冶集團有限公司於2013年10月25日申請的專利，該專利的申請號為2013105134370，公布號為CN103576062A，授權公布日為2014年2月12日，發明人是李德家、郭繼舟、程柏超、李和平、季華鋒。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》公開了一種無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法，其中裝置包括手持操作器、變頻控制器和外部迴路，手持操作器與變頻控制器之間通過無線連線，外部迴路與變頻控制器連線；手持操作器包括第一無線收發模組、第一觸摸終端和蓄電池，第一觸摸終端接收測試人員輸入的試驗設定參數，並通過第一無線收發模組傳送給變頻控制器；變頻控制器包括第二無線收發模組、變頻器和第二觸摸終端，第二無線收發模組接收第一無線收發模組傳送的試驗設定參數並轉發給變頻器，變頻器根據試驗設定參數控制外部迴路進行耐壓試驗。該發明可通過觸控螢幕實現對變頻電源的無線控制，操作人員可在一定距離以內對試驗主機進行控制，最大可能地確保現場操作人員的安全。
2018年12月20日，《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法
- 公告號：CN103576062A
- 授權日：2014年2月12日
- 申請號：2013105134370
- 申請日：2013年10月25日
- 申請人：中國一冶集團有限公司
- 地址：湖北省武漢市青山區工業大道3號
- 發明人：李德家、郭繼舟、程柏超、李和平、季華鋒
- Int.Cl.：G01R31/12(2006.01)I
- 代理機構：湖北武漢永嘉專利代理有限公司
- 代理人：唐萬榮、許美紅
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2013年10月25日，在電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗工作中，對電氣設備的絕緣耐壓試驗通常有直流耐壓試驗和交流耐壓試驗兩種方式。變頻諧振交流耐壓試驗是目前考核電氣設備絕緣強度的主要方法之一，對高電壓、大容量的被試品尤其適用。利用傳統變頻諧振耐壓試驗裝置進行試驗時，需要操作人員按照試驗線路進行正確接線並進行手動操作，記錄試驗數據，判斷被試品是否合格。由於整套試驗裝置與高壓系統之間有直接的電氣連線，且試驗設備離被試品較遠時，需要有專人監護被試設備，操作上安全性不足，不能實現數據的自動錄入和判斷。
發明內容
專利目的
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》要解決的技術問題在於提供一種操作安全性高的無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法。
技術方案
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》解決其技術問題所採用的技術方案是：
提供一種無線變頻諧振耐壓試驗裝置，包括手持操作器、變頻控制器和外部迴路，手持操作器與變頻控制器之間通過無線連線，外部迴路與變頻控制器連線；
手持操作器包括第一無線收發模組、第一觸摸終端和蓄電池，蓄電池為手持操作器供電，第一觸摸終端接收測試人員輸入的試驗設定參數，並通過第一無線收發模組傳送給變頻控制器；
變頻控制器包括第二無線收發模組、變頻器和第二觸摸終端，第二無線收發模組接收第一無線收發模組傳送的試驗設定參數並轉發給變頻器，變頻器根據試驗設定參數控制外部迴路進行耐壓試驗。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的裝置中，所述第一觸摸終端上設有USB接口，外部計算機或者移動終端通過USB接口與該第一觸摸終端連線，該第一觸摸終端通過USB接口接收試驗設定參數再通過第一無線收發模組傳送出去。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的裝置中，所述第二觸摸終端上設定有USB接口，外部計算機或者移動終端通過USB接口與該第二觸摸終端連線，該第二觸摸終端通過觸控螢幕或者USB接口接收試驗設定參數。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的裝置中，外部迴路包括勵磁變壓器、電抗器組和電容分壓器，被試品與電抗器組勵磁變壓器連線。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的裝置中，該裝置還包括模式轉換模組，與手持操作器和第二觸摸終端連線，用於控制該裝置進入有線控制模式或者無線控制模式。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的裝置中，所述第一觸摸終端和第二觸摸終端均設有試驗報告生成模組，用於在試驗完成時生成試驗報告，並通過觸控螢幕接收試驗人員輸入的電子簽名。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的裝置中，所述第一收發模組和第二收發模組之間通過藍牙協定收發數據。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》解決其技術問題所採用的另一技術方案是：
提供一種無線變頻諧振耐壓試驗方法，基於上述的無線變頻諧振耐壓試驗裝置，包括以下步驟：
通過第一觸摸終端設定當次試驗的各種參數，通過第一無線收發模組傳送給變頻控制器；
變頻控制器根據設定的參數進行耐壓測試，當電壓升到試驗的耐壓值時，自動進行耐壓計時，當時間到設定時的耐壓時間時，自動降壓；
自動記錄試驗過程中的各項數據，試驗完成時，生成試驗報告。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》所述的試驗方法中，還包括步驟：
通過USB接口導出試驗報告。
有益效果
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》可通過觸摸終端實現對變頻電源的無線控制，操作人員可在一定距離以內對試驗主機進行控制，最大可能地確保現場操作人員的安全。
附圖說明
圖1是《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》實施例無線變頻諧振耐壓試驗裝置的結構示意圖；
圖2是《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》實施例無線變頻諧振耐壓試驗裝置的電路圖。
技術領域
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》涉及電力系統電氣安裝工程施工領域，尤其涉及一種無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法。
權利要求
1.一種無線變頻諧振耐壓試驗裝置，其特徵在於，包括手持操作器、變頻控制器和外部迴路，手持操作器與變頻控制器之間通過無線連線，外部迴路與變頻控制器連線；手持操作器包括第一無線收發模組、第一觸摸終端和蓄電池，蓄電池為手持操作器供電，第一觸摸終端接收測試人員輸入的試驗設定參數，並通過第一無線收發模組傳送給變頻控制器；變頻控制器包括第二無線收發模組、變頻器和第二觸摸終端，第二無線收發模組接收第一無線收發模組傳送的試驗設定參數並轉發給變頻器，變頻器根據試驗設定參數控制外部迴路進行耐壓試驗。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一觸摸終端上設有USB接口，外部計算機或者移動終端通過USB接口與該第一觸摸終端連線，該第一觸摸終端通過USB接口接收試驗設定參數再通過第一無線收發模組傳送出去。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第二觸摸終端上設定有USB接口，外部計算機或者移動終端通過USB接口與該第二觸摸終端連線，該第二觸摸終端通過觸控螢幕或者USB接口接收試驗設定參數。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，外部迴路包括勵磁變壓器、電抗器組和電容分壓器，被試品與電抗器組勵磁變壓器連線。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括模式轉換模組，與手持操作器和第二觸摸終端連線，用於控制該裝置進入有線控制模式或者無線控制模式。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述第一觸摸終端和第二觸摸終端均設有試驗報告生成模組，用於在試驗完成時生成試驗報告，並通過觸控螢幕接收試驗人員輸入的電子簽名。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述第一無線收發模組和所述第二無線收發模組之間通過藍牙協定收發數據。
8.一種無線變頻諧振耐壓試驗方法，基於權利要求1的無線變頻諧振耐壓試驗裝置，其特徵在於，包括以下步驟：通過第一觸摸終端設定當次試驗的各種參數，通過第一無線收發模組傳送給變頻控制器；變頻控制器根據設定的參數進行耐壓測試，當電壓升到試驗的耐壓值時，自動進行耐壓計時，當時間到設定時的耐壓時間時，自動降壓；自動記錄試驗過程中的各項數據，試驗完成時，生成試驗報告。
9.根據權利要求8所述的試驗方法，其特徵在於，還包括步驟：通過USB接口導出試驗報告。
實施方式
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》實施例的無線變頻諧振耐壓試驗裝置，如圖1所示，包括手持操作器10、變頻控制器20和外部迴路30，手持操作器10與變頻控制器20之間通過無線連線，外部迴路20與變頻控制器30連線。
手持操作器10包括第一無線收發模組11、第一觸摸終端12和蓄電池13，蓄電池13為手持操作器10供電，第一觸摸終端12接收測試人員輸入的試驗設定參數，並通過第一無線收發模組11傳送給變頻控制器20。
變頻控制器20包括第二無線收發模組21、變頻器22和第二觸摸終端23，第二無線收發模組21接收第一無線收發模組11傳送的試驗設定參數並轉發給變頻器22，變頻器22根據試驗設定參數控制外部迴路30進行耐壓試驗。
在《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》一個實施例中，第一觸摸終端12上設有USB接口，外部計算機或者移動終端通過USB接口與該第一觸摸終端12連線，該第一觸摸終端12通過USB接口接收試驗設定參數再通過第一無線收發模組11傳送出去。
同理，在第二觸摸終端23上也設定有USB接口，外部計算機或者移動終端通過USB接口與該第二觸摸終端23連線，該第二觸摸終端23通過觸控螢幕或者USB接口接收試驗設定參數。
外部迴路30包括勵磁變壓器31、電抗器組32和電容分壓器33，被試品與電抗器組32以及勵磁變壓器31連線。
該裝置還包括模式轉換模組，與手持操作器10和第二觸摸終端23連線，用於控制該裝置進入有線控制模式或者無線控制模式。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》的一個較佳實施例中，第一觸摸終端12和第二觸摸終端23均設有試驗報告生成模組，用於在試驗完成時生成試驗報告，並通過觸控螢幕接收試驗人員輸入的電子簽名。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》的一個較佳實施例中，如圖2所示，手持操作器10包括直流蓄電池BC，SB4/SB5控制按鈕，觸控螢幕MT2，無線收發模組KYL2；變頻控制器20包括變頻器AFP，三相電源開關QF，開關電源ZL，控制按鈕SB1/SB2/SB3，交流感測器JGQ，觸控螢幕MT1，無線收發模組KYL1，高壓信號指示燈XD，壓敏電阻YM，放電管FD；外部迴路包括勵磁變壓器LCB，電抗器L，電容分壓器DRF等。
在手持操作器10迴路中，直流蓄電池BC的+5V端子與控制按鈕SB4的2號端子相連，-5V端子與控制按鈕SB4的4號端子相連，+24V端子與控制按鈕SB5的2號端子相連，-24V端子與控制按鈕SB5的4號端子相連；控制按鈕SB4的1號端子與無線收發模組KYL2的+5V端子相連，控制按鈕SB4的3號端子與無線收發模組KYL2的-5V端子相連，控制按鈕SB5的1號端子與觸控螢幕MT2的-24V端子相連，控制按鈕SB5的3號端子與觸控螢幕MT2的+24V端子相連；觸控螢幕MT2的485+端子與無線收發模組KYL2的485+端子相連，觸控螢幕MT2的485-端子與無線收發模組KYL2的485-端子相連。直流蓄電池BC可以通過充電器充電。
在變頻控制器20的迴路中，外部三相電源A/B/C分別與三相電源開關QF的1/3/5端子相連，三相電源開關QF的2/4/6端子分別與變頻器AFP的R/S/T端子相連，外部三相電源的零線N分別與開關電源ZL的N端子、變頻器的N端子相連，三相電源開關QF的2號端子與開關電源ZL的L端子相連。開關電源ZL的-5V端子與無線收發模組KYL1的-5V端子相連，開關電源ZL的+5V端子與無線收發模組KYL1的+5V端子相連，開關電源ZL的-24V端子分別與交流感測器JGQ的3號端子、觸控螢幕MT1的-24V端子、變頻器AFP的GND端子、變頻器AFP的COM2端子相連，開關電源ZL的+24V端子分別與交流感測器JGQ的1號端子、觸控螢幕MT1的+24V端子、高壓信號燈XD的一端相連，開關電源ZL的接地端子與變頻器的接地端子和大地相連。交流感測器JGQ的5號端子與變頻器的AI1端子相連，交流感測器JGQ的4號端子分別與壓敏電阻YM的一端、放電管FD的一端、膠苯二芯插座的1號端子相連，交流感測器JGQ的6號端子分別與壓敏電阻YM的另一端、放電管FD的另一端、膠苯二芯插座的2號端子相連。觸控螢幕MT1的485-端子與控制按鈕SB3的3號端子相連，觸控螢幕MT1的485+端子與控制按鈕SB3的4號端子相連；控制按鈕SB3的1號端子分別與變頻器AFP的485-端子、無線收發模組KYL1的485-端子相連，控制按鈕SB3的2號端子分別與變頻器AFP的485+端子、無線收發模組KYL1的485+端子相連。變頻器AFP的x4端子與控制按鈕SB1的1號端子相連，控制按鈕SB1的2號端子分別與控制按鈕SB2的2號端子、變頻器AFP的COM1端子相連；控制按鈕SB2的1號端子與變頻器AFP的x2端子相連，變頻器AFP的y1端子與高壓信號燈XD的另一端相連。
在外部迴路30中，變頻器的L1端子與勵磁變壓器LCB的A1端子相連，變頻器的L2端子與勵磁變壓器LCB的A2端子相連，勵磁變壓器LCB的SC1端子與電抗器組L的1號端相連，勵磁變壓器LCB的SC2端子分別與分壓器DRF的低壓端、被試品的低壓端以及大地相連；電抗器組L的2號端分別與分壓器DRF的高壓端、被試品的試驗端相連。電容分壓器的二次測量線分別與膠苯二芯插座的1、2號端子相連。
在圖2中KYL1/KYL2為KYL-1020U型無線收發模組；QF為C65N32D型三相開關；AFP為AFP-MS011型變頻器；ZL為D-30型開關電源；SB1為A16-11SY型急停按鈕；SB2為A16-11SY型復位按鈕；SB3/SB4/SB5是由按鈕ZB2BA5C、觸電模組ZB2BZ102C、自鎖模組ZB2B821C組成的自鎖開關；XD為AD16-16C型高壓信號燈；YM為ZNRV1011U型壓敏電阻；FD為R1000W03-02型放電管；CZ為膠苯二芯插座；MT1/MT2為MT6070iH型觸控螢幕；JGQ為WBV412S01-0-2型交流感測器；BC為AC220V/DC5V-2A/DC24V-0.5A型直流蓄電池；LCB為WAJLB-7.5kVA/1.5KV/3/6KV型勵磁變壓器；L為多個WADK-33.75KVA/27KV型電抗器組；DRF為WAFRC-110KV/1000PF型電容分壓器；Cx為被試品。
根據圖2連線好電氣線路，合閘空氣開關，操作箱通電。有線控制、無線控制模式轉換操作：觸控螢幕MT1為有線控制模式，觸控螢幕MT2（手持式）為無線控制模式。兩種控制之間的轉換則由SB3自鎖按鈕開關來完成。
1、操作箱通電時，無線控制端觸控螢幕通電（合上SB4與SB5）時，系統為無線控制模式。
2、無線控制模式轉化為有線控制模式：斷開無線控制端的自鎖開關SB4和SB5。閉合操作箱上面的自鎖開關SB3。系統進入有線控制模式。
3、有線控制模式轉化為無線控制模式：閉合無線控制端的自鎖開關SB4和SB5。斷開操作箱上面的自鎖開關SB3。系統進入無線控制模式。
4、當切換了控制模式時需要重新啟動變頻器，即按操作箱上的復位按鈕。然後再進行試驗。
5、無線和有線控制的觸控螢幕操作步驟是完全一樣的。USB接口為試驗數據的存儲，拷貝和滑鼠接口。
6、試驗步驟
由觸控螢幕控制變頻器完成整個串聯諧振迴路的調諧，升壓，計時，降壓動作。以及出現閃絡保護或者過流，過壓保護時的保護動作。具體步驟是：
1）開機後，在每次試驗前必須正確設定當次試驗的各種參數。點擊“參數配置”，根據說明書分別設定起始頻率、終止頻率、起始電壓、分壓器變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護等參數。
2）自動試驗：當“參數配置”設定完時，點擊“自動試驗”進入“自動試驗”界面，點擊“開始試驗”，系統自動尋找諧振點，螢幕右下角提示“正在調諧，如有異常情況，請點擊“降壓停機””；紅色代表電壓曲線，綠色代表頻率曲線，找到諧振點後，系統自動升壓，右下角提示“正在調壓，如有異常情況，點擊“降壓停機””；當U諧振電壓升到試驗的耐壓值時，系統自動耐壓計時，右下角提示“正在計時，如有異常情況，請點擊“降壓停機””；當時間到設定時的耐壓時間時，系統自動降壓，右下角提示“正在降壓，如有異常情況，請點擊“降壓停機””；當U諧振電壓降壓0時，右下角提示“試驗完成，如想查詢試驗記錄，請點擊“資料查詢””；
3）手動試驗：當“試驗參數”設定完時，點擊“手動試驗”，進入“手動試驗”界面，點擊“開始試驗”，如想自動找諧振點，點擊“調諧”，系統自動尋找諧振點，紅色代表電壓曲線，綠色代表頻率曲線，如不想自動找諧振點，先點擊“升電壓”，將“U低壓”升到10V，再點擊“升頻率”來找諧振點，找到諧振點後，點擊“升電壓”；當U諧振電壓升到設定時的耐壓值，點擊“耐壓計時”，系統開始計時。當“耐壓時間”到時，點擊“降壓停機”，系統自動降壓；當U諧振電壓降壓0時，試驗完成，如想查詢試驗記錄，請點擊“資料查詢”；選擇“記錄序號”，導出並打開檔案，查詢資料。如在試驗過程中遇到緊急情況時，點擊“緊急停機”，“緊急停機”後，點擊“故障復位”，在手動升壓和手動調頻時，可根據試驗情況選擇電壓步進調節和頻率步進調節。
綜上，通過上述實施例的無線變頻諧振耐壓試驗裝置實現無線變頻諧振耐壓試驗方法，主要包括以下步驟：通過第一觸摸終端設定當次試驗的各種參數，通過第一無線收發模組傳送給變頻控制器；變頻控制器根據設定的參數進行耐壓測試，當電壓升到試驗的耐壓值時，自動進行耐壓計時，當時間到設定時的耐壓時間時，自動降壓；自動記錄試驗過程中的各項數據，試驗完成時，生成試驗報告。進一步地，還包括步驟：通過USB接口導出試驗報告。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》利用遙控技術通過觸控螢幕實現對變頻電源的無線控制，操作觸控螢幕可與試驗迴路完全分離，操作人員可在50米以內無縫對試驗主機進行控制，最大可能性確保現場操作人員的安全性。
在北方冬天季節，當氣溫在零下10度左右的時候，觸控螢幕就普遍存在當機現象。《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》在無線控制模式下，操作人員可以在室內、車內等環境溫度、條件較好的地方完成試驗的操作，解決了觸控螢幕低溫無法啟動、控制的問題。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》接線簡單，現場試驗時，只需要連線電源及高壓出線到被試品即可，避免了現場試驗的複雜性。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》數據處理方便，試驗完畢後，只需要將觸控螢幕與電腦連線，即可以將當次試驗的數據上傳到電腦，進行記錄和分析。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》採用有線和無線控制相結合的方式，兩種控制之間的轉換簡單、操作方便。
《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》利用壓敏電阻、放電管，具有很好的過流、過壓及試品閃絡保護功能。
榮譽表彰
2018年12月20日，《無線變頻諧振耐壓試驗裝置及其試驗方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
