直流高压发生器、直流高压发生器组件及控制系统

摘要

本发明提供直流高压发生器，属于电气技术领域。包括依次连接的电源模块、低压控制模块、倍压模块和高压电流测量模块，所述电源模块为电池，用于为所述直流高压发生器供电；所述高压电流测量模块包括微安表和红外信号发射组件，所述红外信号发射组件与所述微安表相连接，用于通过红外信号传输所述微安表的电流示数；所述低压控制模块包括PCB板，以及集成在所述PCB板上的脉冲调宽功率开关、蓝牙收发组件、红外收发组件、功率控制电路和MOS桥式逆变组件；所述直流高压发生器通过所述倍压模块输出直流高压电。本发明实施例还提供直流高压发生器组件以及直流高压发生器组件控制系统。

说明书

技术领域

本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种直流高压发生器、直流高压发生器组件及控制系统。

背景技术

直流高压发生器是一种常见的高压试验设备，能够输出稳定的直流高压电源，适用于电力检修部门、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门，对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机等高压电气设备进行直流耐压试验和泄漏电流试验，用于检测其电气绝缘强度和性能。

直流高压发生器通常由控制台、高压倍压筒、成套电线电缆（电源电缆、中频输出电缆、专用接地线、加压线等）、微安表、限流电阻（选用）、放电棒等组成。在正式试验前，还需配备220V交流电源为直流高压发生器供电。由于零部件较多，在试验前，需依次完成设备组装（倍压筒分多节时需组装、倍压筒与微安表组装、限流电阻组装）、接线（用电源电缆连接220V交流电源与控制台、用中频输出电缆连接控制台和高压倍压筒、用专用接地线将倍压筒和控制台分别接地、用加压线将倍压筒高压端连接至被试设备）、加压试验，试验前必须保证接线正确无误。

使用上述直流高压发生器主要存在以下三方面问题：一是难以保证特殊工况下在高压端安全距离以外进行加压试验，高电压放电会给试验人员带来触电风险，安全性得不到有效保证；二是零部件多，组装连接繁琐，试验前需组装接线和多次复核，会花费大量的准备时间；三是需外部电源供电，在基建站或野外地区，220V交流电源可能比较难以直接提供，需要自备汽油发电机或发电车等临时电源进行供电，不够便捷，试验效率低，此外，这类临时电源易出现电压不稳情况，很有可能造成直流高压发生器及被试设备损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种直流高压发生器、直流高压发生器组件及控制系统，通过设计专门的电源模块，以内置蓄电池的方式解决发生器供电问题，通过提供远程操控功能降低近距离现场作业的人身安全风险，简化组装接线的过程，有效地节约工作时间，杜绝接线出现错误导致设备损伤的可能，提升工作效率。

本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种直流高压发生器，包括依次连接的电源模块、低压控制模块、倍压模块和高压电流测量模块，

所述电源模块为电池，用于为所述直流高压发生器供电；

所述高压电流测量模块包括微安表和红外信号发射组件，所述红外信号发射组件与所述微安表相连接，用于通过红外信号传输所述微安表的电流示数；

所述低压控制模块包括PCB板，以及集成在所述PCB板上的脉冲调宽功率开关、蓝牙收发组件、红外收发组件、功率控制电路和MOS桥式逆变组件，所述红外收发组件用于接收所述高压电流测量模块发送的所述微安表的电流示数，所述蓝牙收发组件用于所述直流高压发生器与远程遥控终端之间传输第一蓝牙信号，所述第一蓝牙信号携带所述微安表的电流示数以及所述直流高压发生器中高压输出端的电压值；

所述直流高压发生器的所述高压输出端连接到被试设备后，通过所述倍压模块向所述被试设备输出直流高压电。

较优地，所述电源模块的电池为锂电池，用于向所述低压控制模块输入直流电。

较优地，所述电源模块为48V直流电源。

较优地，所述低压控制模块还包括集成于所述PCB板上的直流高压给定单元、保护电路、直流高压负反馈单元，

所述直流高压给定单元与所述功率控制电路相连接，用于设定所述倍压模块输出电压的设定电压值；

所述直流高压负反馈单元与所述功率控制电路相连接，用于向所述功率控制电路反馈所述倍压模块输出电压的实际电压值；

所述保护电路与所述功率控制电路相连接；

所述红外收发组件与所述功率控制电路相连接；所述蓝牙收发组件与所述功率控制电路相连接；所述脉冲调宽功率开关分别与所述功率控制电路、所述MOS桥式逆变组件以及所述电源模块相连接。

较优地，所述倍压模块包括中频高压变压器和倍压整流单元，所述中频高压变压器连接所述低压控制模块，所述倍压整流单元连接到所述高压电流测量模块的所述微安表。

较优地，所述电源模块、所述低压控制模块、所述倍压模块和所述高压电流测量模块接线后整合于一个环氧树脂筒内，形成一体化装配设备。

本发明实施例还提供一种直流高压发生器组件，包括直流高压发生器、均压环、金属底板、自动接地装置，所述直流高压发生器为前述的直流高压发生器，

所述均压环安装在所述直流高压发生器的高压输出端；

所述直流高压发生器和所述自动接地装置均安装在所述金属底板上，所述金属底板接地，所述自动接地装置接触到所述均压环时，所述均压环接地。

较优地，所述自动接地装置为自动升降的接地推杆，所述接地推杆的顶部为地电位，所述接地推杆从收拢状态转变为展开状态后，所述接地推杆的顶部抵住所述均压环，所述直流高压发生器通过所述均压环接地。

本发明实施例还提供一种直流高压发生器组件控制系统，包括直流高压发生器组件和远程遥控终端、自动接地装置遥控器，所述直流高压发生器组件为前述的直流高压发生器，

所述自动接地装置遥控器，用于远程控制所述直流高压发生器组件中自动接地装置的升降操作；

所述远程遥控终端，包括显示屏、蓝牙收发模块和处理器，

所述蓝牙收发模块，用于接收所述直流高压发生器发送的第一蓝牙信号，所述第一蓝牙信号携带所述直流高压发生器中所述微安表的电流示数以及所述高压输出端的电压值；

所述处理器，用于编译所述第一蓝牙信号，获取所述电流示数和所述电压值；

所述显示屏，用于显示所述电流示数和所述电压值。

较优地，所述远程遥控终端中的所述显示屏为触摸屏，

所述显示屏，还用于获取携带操控指令的触控信号，所述操控指令包括高压通操作、高压断开操作、加压操作、降压操作中的一种；还用于发送所述触控信号给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述触控信号生成第二蓝牙信号，所述第二蓝牙信号携带对所述直流高压发生器的所述操控指令；

所述直流高压发生器中的所述低压控制模块，用于接收所述第二蓝牙信号；还用于解析所述第二蓝牙信号，执行所述操控指令。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的直流高压发生器、直流高压发生器组件及直流高压发生器组件控制系统，通过设计专门的电源模块，以内置蓄电池的方式解决发生器供电问题，通过提供远程操控功能降低了近距离现场作业的人身安全风险，简化了组装接线的过程，有效地节约了工作时间，杜绝了接线出现错误导致设备损伤的可能，提升了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的直流高压发生器的结构示意图。

图2为本发明实施例的直流高压发生器工作原理图。

图3为本发明实施例的直流高压发生器组件的结构示意图。

图4为本发明实施例的直流高压发生器组件控制系统的结构示意图。

图中：直流高压发生器1、远程遥控终端2、直流高压发生器组件3、自动接地装置遥控器4、电源模块11、低压控制模块12、倍压模块13、高压电流测量模块14、高压输出端15、均压环31、自动接地装置32、金属底板33、脉冲调宽功率开关121、蓝牙收发组件122、红外收发组件123、功率控制电路124、MOS桥式逆变组件125、直流高压给定单元126、保护电路127、直流高压负反馈单元128、中频高压变压器131、倍压整流单元132、微安表141、红外信号发射组件142。

具体实施方式

以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

如图1-2所示，本发明实施例提供一种直流高压发生器，其可包括依次连接的电源模块11、低压控制模块12、倍压模块13和高压电流测量模块14。

其中，电源模块11为蓄电池，本发明实施例采用便携的锂电池，电压为DC48V，用于为直流高压发生器的低压控制模块12输入直流电；

低压控制模块12包括PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板，以及集成在PCB板上的脉冲调宽功率开关121、蓝牙收发组件122、红外收发组件123、功率控制电路124、MOS桥式逆变组件125、直流高压给定单元126、保护电路127和直流高压负反馈单元128，其中，红外收发组件123与功率控制电路124相连接；蓝牙收发组件122与功率控制电路124相连接；脉冲调宽功率开关121分别与功率控制电路124、MOS桥式逆变组件125以及电源模块相连接，保护电路127与功率控制电路124相连接，直流高压给定单元126与功率控制电路124相连接，直流高压负反馈单元128与功率控制电路124相连接。

红外收发组件123用于接收高压电流测量模块14发送的微安表141的电流示数，蓝牙收发组件122用于直流高压发生器1与远程遥控终端2之间传输第一蓝牙信号，第一蓝牙信号携带微安表的电流示数以及直流高压发生器中高压输出端15的电压值，这里高压输出端15的电压值是一个计算值，是通过低压控制模块12的输出电压根据倍压整流参数计算得出；

直流高压给定单元126用于设定倍压模块13输出电压的设定电压值；

直流高压负反馈单元128与功率控制电路124相连接，用于向功率控制电路124反馈倍压模块13输出电压的实际电压值；

直流高压发生器1的高压输出端15连接到被试设备后，通过倍压模块13向被试设备输出直流高压电。

倍压模块13包括中频高压变压器131和倍压整流单元132，中频高压变压器131连接低压控制模块12，倍压整流单元132连接到高压电流测量模块14的微安表141。

高压电流测量模块14包括微安表141和红外信号发射组件142，红外信号发射组件142与微安表141相连接，微安表141用于测量倍压模块13通过高压输出端输出的电流大小，红外信号发射组件142用于通过红外信号传输微安表141的电流示数。微安表141采用电池供电，其电流示数不通过目视读取，而是通过红外信号传输微安表141传输给低压控制模块12，再经低压控制模块12传输给远程遥控终端2。

本发明实施例中，红外信号发射组件142以及红外收发组件123可采用HW3000。

蓝牙收发组件122可采用GCBT40 蓝牙4.0模块，其有效距离有100米，支持直流高压发生器1和远程遥控终端2之间进行数据交互，工作现场的试验人员无需近距离操作，可通过与直流高压发生器1配套的远程遥控终端2远程操控直流高压发生器1，并获得试验结果（试验电压、泄漏电流），保证在足够的安全距离以外进行操作。另一方面，还可以从远程遥控终端2接收用于操控直流高压发生器1的蓝牙信号，以执行高压通断、手动加压、自动加压、降压等操作指令。

直流高压发生器1的高压输出端15接线方式为螺旋式，用于固定加压引线。直流高压发生器1的通断指示灯和电源开关均在直流高压发生器1底部。

本发明实施例中，由于无需外接直流电源，电源模块11、低压控制模块12、倍压模块13和高压电流测量模块14接线后可整合于一个环氧树脂筒内，形成一体化装配设备，避免了常规直高发应用时的复杂接线，也无需另寻电源，工作效率大大提高。

如图3所示，本发明实施例还提供一种直流高压发生器组件3，包括直流高压发生器1、均压环31、自动接地装置32和金属底板33，其中，直流高压发生器1为图1、图2描述的直流高压发生器1，均压环31安装在直流高压发生器1的高压输出端15，直流高压发生器1和自动接地装置32均安装在金属底板33上，在投入使用时，金属底板33接地，自动接地装置32接触到均压环31时，均压环31接地。

自动接地装置32的动力电源由直流高压发生器1的电源模块11提供，自动接地装置32受自动接地装置遥控器4远程控制。

本发明实施例中，自动接地装置32为一种自动升降的接地推杆，金属底板33接地后，接地推杆的顶部为地电位，试验作业进行时，接地推杆为收拢状态；试验作业结束，接地推杆从收拢状态转变为展开状态，接地推杆的顶部抵住均压环31，直流高压发生器通过均压环31接地，并一直保持此状态，待下次试验前，通过自动接地装置遥控器4控制接地推杆降下。

本发明实施例提供的直流高压发生器组件，其中直流高压发生器通过设计专门的电源模块，以内置蓄电池的方式解决发生器供电问题，通过提供远程操控功能降低了近距离现场作业的人身安全风险，简化了组装接线的过程，避免了繁琐的接线组装过程，有效地节约了工作时间，杜绝了接线出现错误导致设备损伤的可能，提升了工作效率。试验结束后可通过自动接地装置32进行放电、接地，便利性大大提升，避免了人工操作带来的诸多不便。

如图4所示，本发明实施例还提供一种直流高压发生器组件控制系统，其可包括直流高压发生器组件1、远程遥控终端2和自动接地装置遥控器4，其中，直流高压发生器组件1为图3所描述的直流高压发生器组件1，包括直流高压发生器1、均压环31、自动接地装置32和金属底板33，自动接地装置遥控器4用于远程控制直流高压发生器组件3中自动接地装置32的升降操作，远程遥控终端2包括显示屏、蓝牙收发模块和处理器，远程遥控终端2的显示屏可以为一种触摸屏。

蓝牙收发模块，用于接收直流高压发生器1发送的第一蓝牙信号，其中，第一蓝牙信号携带直流高压发生器1中微安表141的电流示数以及高压输出端15的电压值；

处理器，用于编译第一蓝牙信号，获取电流示数和电压值；

显示屏，用于显示电流示数和电压值。

显示屏，还用于获取携带操控指令的触控信号，操控指令包括高压通操作、高压断开操作、加压操作、降压操作中的一种；还用于发送触控信号给处理器；

处理器，用于根据触控信号生成第二蓝牙信号，其中，第二蓝牙信号携带对直流高压发生器的操控指令；

直流高压发生器1中的低压控制模块11，用于接收第二蓝牙信号；还用于解析第二蓝牙信号，执行操控指令，使直流高压发生器1执行高压通操作、高压断开操作、加压操作、降压操作等命令。

远程遥控终端2可以是内置蓝牙收发组件的终端平板，通过终端平板可完成对脉冲宽度和功率的调节。在对终端平板的软件进行编程，对蓝牙收发的信号进行编译后，平板上即可显示倍压模块13输出的电压、电流值，通过终端平板的触摸屏，试验人员可以进行高压通断、手动加压、自动加压、降压等触摸操作内容。

自动接地装置遥控器4，用于直流高压发生器1的高压输出端15连接到被试设备之前，控制自动接地装置32远离直流高压发生器1的均压环31；还用于直流高压发生器1的试验操作结束后，控制自动接地装置32接触均压环31。

试验前，将本案的直流高压发生器组件3放置于合适位置，通过自动接地装置遥控器4控制自动接地装置32远离均压环31，通过高压引线将直流高压发生器1的高压输出端15（带有均压环）连接至被试设备（如氧化锌避雷器）；打开远程遥控终端2（终端平板）与直流高压发生器1的电源，确认两者通信是否正常；操作人员手持终端平板在远离直流高压发生器1的安全地点（不超过100米）依次点击高压通、加压，如图4中的屏幕示例，当显示泄漏电流值达到被试设备的额定参考电流值时，保持10秒并记录下此时终端平板上显示的电压值（此电压为被试设备的直流参考电压）；随后点击终端平板上的“0.75电流”触控区，电压快速下降至75%的直流参考电压，并迅速记录下此时终端平板上显示的泄漏电流值；随后直接快速降压至0；待终端平板上电压电流均显示为0后，关闭终端平板及直流高压发生器1电源，通过自动接地装置遥控器4控制自动接地装置32接触均压环31，拆除高压引线，试验结束。

本发明实施例提供的直流高压发生器组件控制系统，采用了图3的直流高压发生器组件3，解决外部供电不便的问题，简化了组装接线的过程，有效地节约了工作时间，杜绝了接线出现错误导致设备损伤的可能；通过远程遥控终端2可远程操控直流高压发生器组件3，降低了近距离现场作业的人身安全风险，提升了工作效率。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。