直流泄漏电流（精选八篇）
直流泄漏电流 篇1
目前,供配电系统的10kV电缆中最常用的是交联聚乙烯电缆,10kV交联电缆的主绝缘厚度比高压交联电缆的主绝缘厚度要薄得多,在潮湿环境中,以直埋方式敷设的电缆经过 长期运行,绝缘层遭受外力破坏或中间头老化等会导致电缆受潮裂化、绝缘破损等。实践证明,通过直流耐压试验,可以发现介质中的气泡和损伤等局部缺陷;通过观察泄漏电流变化,可以发现电缆整体受潮劣化情况,把二者结合起来对10kV交联电缆进行综合诊断具有很好的效果。
1交联聚乙烯电缆
交联聚乙烯电缆(简称交联电缆)是指电缆的绝缘层采 用交联聚乙烯(XLPE)材料。交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯(PE)材料通过特定的加工方式,使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯,可以使电缆长期允许工作温度由70℃提高到90℃(或更高),短路允许温度由140℃提高到250℃(或更高),在保持其原有优良电气性能的前提下,大大提高了实际使用性能。
2直流耐压试验
直流耐压试验是对绝缘施加远大于额定电压值 的直流高压,并保持一定的时间(通常为5min),观察绝缘是否发生击穿和有无异响,目的在于检验绝缘体的抗电强度。直流耐压试验是一种破坏性试验,对交联电缆试验时,宜单独进行。
直流耐压试验和交流耐压试验相比有以下特点:(1)直流耐压试验设备比较轻便,体积较小,便于在现场进 行试验。例如,对长电缆线路,一般电容量比较大,如果做交流 耐压试验,则要求实验设备容量大,相对应设备就会比较重,体积较大,而如果做直流耐压试验,设备相对较轻,体积较小,便于现场进行试验。(2)在等值的交流电压和直流电压作用下,后者对良好绝缘的损伤小。(3)在直流耐 压试验同 时也可以 测量泄漏 电流。(4)在直流电压作用下,绝缘中的电压按照电阻分布,当电缆存在局部缺陷(如气泡、绝缘损伤、包扎缺陷,中间头和终 端头制作缺陷等)时,大部分试验电压将加在和缺陷部分串联的良好绝缘上,使缺陷更易暴露。
根据DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》,对交联电缆主绝缘做直流耐压试验应是在新作终端头或者中间接头后进行,试验电压按照表1规定,加压时间5min,不击穿,耐压5min时的泄漏电流应 不大于耐 压1 min时的泄漏 电流为合格,否则不合格。
3直流泄漏电流试验
直流泄漏电流试验是通过对电气设备绝缘施 加不同的 直流电压,测量每个电压下绝缘的直流泄漏电流,记录电流 值大小,绘制泄漏电流曲线I=f(U),根据曲线判断绝缘程度的试验。直流泄漏电流试验比测量绝缘电阻更能有效发现电 气设备的绝缘缺陷。一是此项试验对设备绝缘所加电压较高,且试验电压可调,因而更易于暴露绝缘本身的弱点。二是测量直流泄漏电流使用的是 灵敏度较 高的微安 表,其精确度 比兆欧表高,有利于发现绝缘缺陷和提高试验的准确性。
根据直流泄漏电流值大小,绘制泄漏电流曲线I=f(U)。电缆的良好绝缘在常温下较低电压范围(小于U2)内,其泄漏电流曲线近似呈直线上升状态,且斜率较低,如图1中的OA段;随着电压进一步升高(大于U2),绝缘介质内离子活动加强,再加上强电场作用,绝缘中产生更多的导电离子,此时泄漏 电流比电压增长速度快,如图1中AC段;当电压到达U4时,绝缘将被击穿。若绝缘受潮或者老化,其导电离子增多,在相同电 压下,泄漏电流增大,其曲线斜率明显增大,如图1中OE段所示。若绝缘中存在危险的集中性缺陷,则在电压升高到一定程度时(U1),设备绝缘迅速降低,泄漏电流急剧增大,其曲线如图1中BD段所示;当电压升高到U3时,设备绝缘将被彻底 击穿。故在直流泄漏电流试验中,所加直流电压大多在U2以下,通过泄漏电流值的变化,判断电缆绝缘程度。
4注意事项
(1)建议对长期运行的电缆应先做直流泄漏电流试验,再根据情况做直流耐压试验。如果根据测得的泄漏电流值绘 制出的变化曲线如图1中OA段所示,则表明电缆整体绝缘良好,可以不进行直流耐压试验,电缆可以投入运行;如果泄漏电 流异常,则有必要进行直流耐压试验,耐压试验合格,也可以投入运行,但应在运行中缩短试验周期来加强监督。当发现泄漏电流随时间增加时,该电缆应停止运行。(2)对电缆做直流耐压试验时,一般选择负极性电压,即电缆线芯接负极。因 为如果电缆线芯接正极,绝缘中的水分在电场的作用下,将向电场 较弱的外护层附近移动,使缺陷难以检出。实践中发 现,当电缆线芯接正极时的击穿电压比电缆线芯接负极时的击穿电压高出10%左右。电缆线芯接负极,比较容易检出在潮湿等恶劣环境下绝缘自身的或者是外力引起的破损、裂缝等隐患。(3)在对电缆做直流耐压试验前,应测量电缆的绝缘电阻。对未安装电缆头的电缆,试验前,应按照要求对电缆的端头进行剥除 绝缘和整形处理。(4)试验前应先对电缆验电,并充分放电;将电缆头的两端清洁干净,减少表面泄漏电流引起的误差,必要时在相间用绝缘挡板隔离。(5)升压时,应分段逐渐升高电压,一般在0.25、0.5、0.75、1.0倍试验电压下停留1min记录泄漏电流值;最后在试验电压下按规定时间进行耐压试验,并读取耐压最后的泄漏电流值。(6)每次耐压试验完毕,切断电源后必须对被试电缆对地放电,放电时间持续5min。
5分析判断及处理
根据测得的直流泄漏电流值,结合直流 耐压值,进行综合分析判断,确定电缆是否可以投入运行:(1)若试验电压稳定,而泄漏电流值呈周期性变化,则说明被试电缆存在局部孔隙性缺陷。在电压的作用下,孔隙被击穿,泄漏电流变会突然增加,击穿电压下降,孔隙又恢复绝缘,泄漏电流又减小;电缆电容再次充电到一定程度,孔隙又被击穿,泄漏电流又突然增加,电压又下降。如此不断重复,则泄漏电流值周期性变 大变小,不能稳定。此种情况下,排除杂散电流影响后,可以考虑 对该段电缆做直流耐压试验,击穿孔隙,予以修复,再进行试 验,直至合格。(2)泄漏电流值随耐压时间延长应趋于稳定。如果随着时间延长,泄漏电流值明显上升,则多为电缆接头、终端头或电缆内部受潮引起。此种情况,应对电缆进行直流耐 压试验,如果直流耐压试验达到规程要求,该电缆可以投运,在运行中 缩短试验周期,加强监督;如果直流耐压试验不合格,则可以进行故障查找,找出故障点,予以修复,再进行试验,直至合格 才能投入运行,否则,就要考虑更换电缆。(3)如果泄漏电流值随时间增加或者随试验电压升高而不成比例急剧上升,则说明电缆内部存在故障隐患。此种情况下,应查找原因,并予以消除,必要时,根据实际情况,酌量升高试验电压或延长耐压持续时 间使缺陷充分暴露,找出故障点,予以修复,再进行试验,直至合格。
6结语
直流泄漏电流 篇2
【关键词】发电机；直流耐压试验；泄漏电流增大；原因分析
0.概述
江苏华电句容发电有限公司1号发电机采用上海发电机厂制造的THDF125/67型号，发电机的定子绕组采用无盐水直接冷却，转子绕组、定子相间联接线（定子端部弓形引线）和出线套管、过渡引线均采用氢气直接冷却。发电机其它部件的损耗，如铁芯损耗、风摩损耗以及杂散损耗所产生的热量，均由氢气带走。发电机机座能承受较高压力，且为气密型，在汽端和励端均安装有端盖。氢冷却器为串片式热交换器，垂直安装布置在汽侧冷却器罩上的冷却器室内，冷却端上端通过螺栓固定就位，而下端用定位块限位。发电机励磁采用“机端变压器——静止可控硅整流的自并励励磁系统”，其电源取自发电机出口。
1.试验方案
（1）发电机直流耐压及泄漏电流试验分吹水条件下试验（优点是所需试验设备简单，容量较小，读数准确而且不受水质情况影响；缺点是机组结构所致，吹水十分耗时）和通水条件下试验（优点是不用吹水设备，省去了吹水时间；缺点是所需设备容量较大，直流脉动系数大，易使微安表波动，烧坏表头）两种。在与制造厂家、安装公司协商后，结合现场实际情况确定发电机直流耐压及泄漏电流试验在吹水条件下试验，试验电压为DC68kv。（制造厂家推荐电压）。
（2）测试定子绕组绝缘合格。
（3）按照试验原理接线图接好线，检查无错误。
（4）试验电压按每级0.5Un分阶段升高（即13.5kv，27kv，40.5kv，57kv，68kv）共5点，每阶段停留1min，泄漏电流随电压不成比例显著增加时，应立即停止试验，分析原因后才能继续开展工作。
（5）为保证设备的安全，泄漏电流超过3mA时，应立即停止试验，查明原因后再做决定。
试验前的准备工作。
（1）拆除发电机出口及中性点之间的连接线。
（2）发电机转子接地。
（3）发电机的测温元件及CT二次侧全部短接接地。
2.常规试验进行
常规试验。
试验时间为2013年4月11日10点30分，环境温度24℃，环境湿度60%，试验数据见表二。
表1 发电机出厂试验数据
表2
使用仪器：日本公立5000V摇表ZC25B-3/7。
高压直流发生器ZGS-80kv/3mA 苏州华电。
从试验数据可知该机U、W相试验与制造厂家出厂试验数据（表一）比较结果正常，但是V相在电压升至50KV时，泄漏电流迅速上升至280μA，并且电压自动掉了下来，降压放电后，测量V相对UW相及地的绝缘电阻值为6.6MΩ，并没有完全击穿，因此首先怀疑发电机外部的出线套管以及相关部位脏污受潮。决定使用有机溶剂擦拭各相出线套管及引线等相关部位后重新进行试验。
3.结束语
引起发电机泄漏电流异常的常见原因如表4所示，可供分析判断时参考。
表3 引起泄漏电流异常的常见原因
泄漏电流和直流耐压的试验接线和测量方法是一致的，所加的电压也一样。但两者侧重考核的目的不一样。直流耐压主要考核发电机的绝缘强度如绝缘有无气隙或损伤等。而泄漏电流主要是反应线棒绝缘的整体有无受潮，有无劣化，也能反应线棒端部表面的洁净情况，通过泄漏电流的变化能更准确予以判断。
【参考文献】
超临界直流锅炉“四管”泄漏及防范 篇3
某厂l、2号炉是我国首次引进原苏联TK3锅炉厂制造的ΠΠ一1000—25—545KT型超临界压力、一次中间再热、固态排渣直流炉, 配300 MW超临界压力汽轮机, 锅炉为单炉体, 受热面Π型布置, 炉膛的截面设计为矩形, 炉膛截面宽19m, 深11.5m.炉膛有效容积为8190m3, 容积热负荷96.18 kw/m3, 炉膛截面热负荷为3.58mw/m2。
锅炉设计规范见下表
锅炉采用平衡通风, 送、引风系统分为甲、乙侧同时投运。炉膛水冷壁采用本生型多次垂直上升管屏结构。
2 锅炉“四管”泄漏统计分析
1994年二台机组先后投产以来, 锅炉“四管”泄漏不断, 引起泄漏的原因也由投产初期的以安装焊缝质量不良为主逐步变化为以应力撕裂为主, 泄漏次数也明显增多, 2008年更是发生12次“四管”泄漏, 7次导致机组非停, 给发电生产带来很大的不利影响。现把某厂1997年以来二台锅炉历年发生的爆管记录进行整理, 并对泄漏记录按泄漏点部位进行统计。
从上述统计分类情况看, 统计期内某厂锅炉“四管”泄漏总数为72次, 主要发生部位为水冷壁管, 泄漏次数54次, 占比达75%, 过热器一共发生爆漏5次, 占比6.9%, 再热器发生泄漏2次, 仅占比2.8%, 其他炉外管泄漏共11次, 占比为15.3%。
鉴于机组运行多年来仅有二次再热器爆管、且原因为母材缺陷, 经多次机组检修处理基本消除, 五次过热器爆管原因为过热, 经强化运行管理后, 也没有再次出现, 锅炉“四管”泄漏治理应以水冷壁管为主, 同时利用机组周期性检修时机对炉外管进行滚动检查处理。特别是扼制住水冷壁管的泄漏, 就能从根本上提高某厂锅炉“四管”的安全性。
水冷壁管泄漏的主要表现形式:一是水冷壁鳍片上产生应力裂纹并发展至母材;二是吹灰器过吹水冷壁。
3泄漏产生的主要原因分析及防范措施
水冷壁鳍片上产生应力裂纹并发展至母材的原因分析
炉墙振动是导致水冷壁鳍片上产生应力裂纹并发展至母材的主要原因。某厂两台锅炉炉墙存在一定的振动问题, 尤其是炉膛水冷壁前墙振动剧烈, 且伴有撞击声。在炉膛水冷壁区域炉前+40.4m至+46.2m一带最大振幅16mm, 最小振幅8mm, 炉墙长时间的振动使屏间的各条焊缝产生交变应力。在一些应力集中区域就会产生细小的裂纹, 并进一步发展成为深入母材的大裂纹。
某厂应力裂纹主要分布在两类区域:一类是在燃烧器孔、吹灰器孔、人孔等各类孔洞直管与弯管连接处应力集中的鳍片上易产生应力裂纹, 同时裂纹的产生与管间吸热不均、存在温差以及此处密封焊接是否有缺陷也是有关联的;另一类是在屏间拼缝采用小盖板单面焊接密封处易发生应力撕裂损坏水冷壁管的现象, 此类现象的发生更是由于炉墙的振动, 导致交变应力的产生, 在交变应力作用下与水冷壁管连接处单面焊接的焊缝受到反复弯折而疲劳开裂。可以说炉墙的振动是某厂造成“四管”泄漏的主要原因之一。
造成炉墙振动的原因主要有流体动力学原因、燃烧动力学原因、炉膛压力波动频率与声学固有频率共振。
防范措施
从检修的角度出发, 减弱炉墙振动, 并控制振动值在合理的范围内。最近的小修中, 某厂着手对炉膛振动进行了整治。这也是某厂建厂以来第一次对炉膛振动开始进行整治, 以前由于认识、技术、人力等不足, 从未开展相应的工作。整治工作分两步进行:第一步, 对振动处炉墙圈梁角销进行处理;第二步, 对振动处炉墙圈梁腯型甲销及销孔进行处理。
对振动处炉墙圈梁角销进行处理
说明:表中数据为工作后测量记录的。
对割下的圈梁与角板联接销与销孔组件测量原始尺寸分别为Φ60mm和68mm, 其原始间隙为8mm, 长期晃动磨损, 磨损后间隙更大 (达13mm~14mm) , 是炉墙振动大的主要原因。2011年某厂1号炉小修中是用Φ70mm圆钢铣削成Φ67mm、长130mm的圆销, 再将其铣削出二相距65mm二平面, 最后二端各车削出长40mm、Φ60mm的圆柱。销与销孔的配合间隙为3mm~4mm, 既能有效降低炉墙晃动幅度、减小炉墙对圈梁的冲击力, 又能充分满足锅炉膨胀的需要。这次小修, 对炉膛炉前上部7层和炉后1层圈梁角销进行更换, 销孔补焊打磨。
对振动处炉墙圈梁腯型甲销及销孔进行处理
经对割下的圈梁腯型甲组件测量原始尺寸, 圈梁腯型甲联接销原始直径为Φ36mm, 销孔原始直径为Φ40mm, 配合间隙为4mm。本次检修, 缩小间隙, 加工孔板 (Φ38mm) 卡入圈梁腯型甲联接销, 再将卡板与销孔板焊接好, 减小销与孔间隙 (2mm) 。本次检修, 对炉膛炉前+51.8m至+40.4m和炉后+51.8m共6根圈梁的销孔进行了处理。
通过上述处理, 原先炉膛振动剧烈区域振动值现降低到1.5~2.0mm。
吹灰器过吹水冷壁的原因分析及防范措施
吹灰器蒸汽吹扫区域水冷壁管被吹损减薄情况也比较严重, 多的年份查出此类问题需要换管处理近200根, 少的年份发现些类问题需要换管的也有10根以上。目前过吹现象主要集中在炉膛吹灰器附近。
原因分析
炉膛吹灰器安装时未能保证喷口起喷方向与水冷壁管屏平面平行。
吹灰管疏水不畅会造成吹灰蒸汽带水。
吹灰蒸汽压力过高, 易导致吹损水冷壁管。
吹灰器在伸缩运行过程中卡涩, 水冷壁管同一位置长时间受蒸汽冲刷, 会导致该方向上的水冷壁管被吹损。
防范措施
根据炉内水冷壁被吹损的位置, 查找相应位置的吹灰器布置情况, 并对该吹灰器的安装、调试情况进行复核, 确保喷口起喷方向与水冷壁管屏平面平行。
为了避免蒸汽带水, 吹灰结束后疏水阀常开, 为了确保进汽阀门的严密性, 在电动门后加装同等级的手动门。对高负荷下吹灰器吹灰压力进行测量, 测量表明需要加装调门, 即进行系统隔离安装调门。
巡检和检修的过程中, 重点关注疏水。在进行炉膛吹灰前, 打开疏水门, 确保吹灰器管内的疏水排干净, 杜绝不疏尽水而直接投运吹灰器。夏季吹灰器吹灰疏水时间5min, 冬季吹灰器吹灰疏水时间10min。为了保证疏水排净, 在疏水门处加装温度测点闭锁装置, 保证疏水门处测点温度为蒸汽温度时才能进行吹灰, 彻底杜绝蒸汽带水吹灰的现象。
加强设备的巡查力度, 及时清理吹灰器传动装置上的积灰, 保证传动齿条的润滑。在巡查过程中如果发现吹灰器管被卡涩, 及时采取措施进行修复, 防止同一位置长时间受蒸汽冲刷。
根据发生的情况针对性地安排对应提升阀进行解体, 防止蒸汽内漏造成管子吹损。
对炉膛吹灰器吹扫起始点进行调整, 避开轻微吹损的扇形区域。
对吹灰器周围水冷壁进行金属喷涂, 增强水冷壁管子的耐磨性和耐腐蚀性。
建立科学合理的炉膛吹灰器运行制度, 结合炉膛出口温度、燃烧煤质及燃烧工况来决定吹灰的频次。
针对其他隐患应采取相应的措施
如在近年锅炉“四管”防磨检查中发现低再管与尾部受热面悬吊管碰磨情况。悬吊管与低再管碰磨产生撞击坑, 最深的达3mm左右, 此类情况可以通过加装防护板来进行防范。
4 采取防范措施后的效果
直流泄漏电流 篇4
近年来,电器产品的安全认证(如长城、3C及国外各种认证)已成为各电器生产厂家的必备认证项目,而电器产品的泄漏电流测试项目是安全认证中的主要项目之一。用于测试泄漏电流项目的泄漏电流测试仪是根据GB/T 4793.1-1995《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第一部分:通用要求》、GB/T 12113-2003《接触电流和保护导体电流的测量方法》、GB/T 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分:通用要求》等国家最新标准要求研制生产的,主要用于测量电器的工作电源(或其他电源)在工作状态下通过绝缘或分布参数阻抗产生的与工作无关的泄漏电流。因此,正确分析和评估泄漏电流测试仪的不确定度来源及其示值误差的测量结果不确定度具有一定的现实意义。
2 评定概述
测量依据:JJG 843-2007《泄漏电流测试仪检定规程》。
测量环境条件:温度(20±2)℃;相对湿度45%~75%。
测量用标准器:1271型标准数字多用表。交流电流10 mA(50 Hz)量程的最大允许误差为±3×10-3mA,分辨力为±1×10-3mA。
被测对象及其技术指标:9620A型泄漏电流测试仪,交流2~20 mA量程50 Hz时泄漏电流准确度为±3%。
测量方法:采用标准数字多用表比较法测量泄漏电流测试仪。在标准检定条件下,对被检9620A型泄漏电流测试仪开机通电预热,并按使用说明书要求的操作步骤将其功能置于测量状态。检定时通过标准信号源输出稳定的交流电流信号,将1271型数字多用表与被检泄漏电流测试仪串联后测量标准信号源所输出的电流信号,通过标准数字多用表的实际值和被检泄漏电流测试仪的显示值,确定被检泄漏电流测试仪的示值误差。本文以交流10 mA(50 Hz)的测量点为例对被检泄漏电流测试仪进行评定。另外,由于该评定是在其检定规程要求的标准检定条件下进行,环境温度、湿度的偏移、波动等对测量结果的影响几乎很小,由此引入的不确定度分量可以忽略不计。
评定结果的使用:符合上述条件的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定方法,其中交流10 mA(50 Hz)点可直接使用本不确定度的评定结果。
3 数字模型
3.1 误差公式
式中,ΔI为被检泄漏电流测试仪的示值误差,mA;IX为被检泄漏电流测试仪的显示值,mA;IN为标准数字多用表的实际值,mA。
3.2 方差和灵敏系数
(1)方差:由得出
(2)灵敏系数:
4 不确定度来源
采用1271型标准数字多用表的标准表法对9620A型泄漏电流测试仪进行检定,其检定结果的不确定度来源主要有:
(1)由被检泄漏电流测试仪引入的标准不确定度分量u(IX),采用A类评定方法。
(2)由数字多用表引起的标准不确定度分量u(IN),采用B类评定方法。
5 标准不确定度分量评定
5.1 由被检泄漏电流测试仪引入的标准不确定度分量u(IX)
(1)由被检泄漏电流测试仪测量不重复引入的标准不确定度分量u(IX1)。
该标准不确定度分量由被检泄漏电流测试仪测量不重复引起,而该测量不重复又主要由读数的不重复和标准信号源稳定性两方面造成,主要影响数字模型中的IX分量。
在实际检定过程中,对被检泄漏电流测试仪的泄漏电流20 mA量程的交流10 mA(50 Hz)点进行10次重复测量,可根据贝塞尔公式(Bessel formula)取得该标准不确定度分量。该标准不确定度分量的自由度vX1=n-1=10-1=9,结果见表1。
(2)由标准信号源的稳定度和调节细度引入的标准不确定度分量u(IX2)。
该标准不确定度分量由标准信号源的稳定度和调节细度引起。其中标准信号源的稳定度对测量的影响绝大部分在被检泄漏电流测试仪的测量不重复中体现出来,此部分标准不确定度分量已在上面分析过,而标准信号源调节细度较小,在检定中连续可调,其对测量的影响可忽略。因此,由标准信号源的稳定度和调节细度引入的标准不确定度分量可以忽略不计,即u(IX2)≈0。
5.2 由标准数字多用表引起的标准不确定度分量u(IN1)
(1)由数字多用表允许误差引起的标准不确定度分量u(IN1)。
该标准不确定度分量由数字多用表本身示值误差的不确定度引起,主要影响数字模型中的分量IN,可采用B类评定方法。
由于所使用的经上级检定机构检定合格的数字多用表在测量前已按说明书要求经过充分的开机预热,且检定条件符合其技术要求,故按照该标准器的技术指标,可求得其在交流电流10 mA(50Hz)点的最大允许误差e=±3×10-3mA,其区间半宽a属于均匀分布,设包含因子,故标准不确定度分量,估计ΔIN1/IN1=0.1,其自由度vN1=50,结果见表2。
(2)由数字多用表分辨力引起的标准不确定度分量u(IN2)。
该标准不确定度分量由数字多用表的分辨力引起,主要影响数字模型中的IN分量,也采用B类评定方法。
由于分辨力是数字多用表在误差范围内固有的技术特性,可认为在其分辨力范围内均匀分布,包含因子,另外,数字多用表允许误差100%在其分辨力范围内,由此获得的标准不确定度非常可靠,所以其自由度vN2可取为∞,结果见表3。
6 合成标准不确定度评定
标准不确定度分量汇总见表4。各标准不确定度分量彼此独立,互不相关,所以合成标准不确定度按计算,即,其自由度按计算,即veff=15。
7 扩展不确定度评定
用1271型标准数字多用表测量泄漏电流测试仪时,为提高可靠性,通常取置信概率p=95%,相应的包含因子k95=2,则其扩展不确定度U95=k95uc=2×3.89×10-3mA≈7.8×10-3mA。
8 测量结果不确定度报告
通过上述分析,采用1271型数字多用表测量9620A型泄漏电流测试仪,在交流电流10 mA(50 Hz)测量值的测量结果的扩展不确定度为U95=7.8×10-3mA,k95=2。
9 结论
通过对泄漏电流测试仪示值误差测量不确定度来源分析及其评定结果可知,对测量结果不确定度的影响主要是被测仪器示值误差测量时引入的不确定度分量,而其他影响因素较小。
参考文献
[1]JJG843-2007,泄漏电流测试仪[S].
[2]JJF1001-1998,通用计量术语及定义[S].
直流泄漏电流 篇5
关键词：泄漏电流,测试技术,人体阻抗网络,频率因数
泄漏电流是指在正常或故障条件下,电气设备的带电部件与用绝缘隔开的金属部件间通过绝缘表面所形成的电流,也包括当人体触及电器设备时,由设备经人体到达大地的电流或由设备经人体又回到设备的电流。泄漏电流是对人体有直接影响的电气安全参数。
在电气设备泄漏电流的测试中,一般引用人体阻抗网络模型来模拟流过人体电流的大小,人体阻抗网络本质上是电阻电容滤波电路。当人体触及不同工作频率的电气设备时所流经人体的泄漏电流频率也不相同,不同产品、不同标准中的人体阻抗网络不尽相同。
国内目前还没有满足多标准的泄漏电流测试仪器,而国外设计的满足多标准的泄漏电流测试系统主要是通过切换不同的人体模拟阻抗网络,这造成了硬件电路的复杂以及测试过程中的不便。因此针对不同标准、不同产品的要求和特点,采用先进的测试技术测量出泄漏电流的多种参数,研究采用单一人体阻抗网络的方法实现符合多标准的泄漏电流测试系统的任务具有重要的意义。
1 人体阻抗网络
根据设备的不同状态(如正常工作状态、单故障状态、双故障状态、一定的温湿度等环境条件),在泄漏电流的测量中引入人体阻抗网络模型来模拟流过人体电流的大小。因此人体阻抗网络模型是测量泄漏电流的关键。
IEC、UL、GB标准化组织根据电流流过人体实验研究得出人体阻抗网络模型,它是由一些特定阻抗值和功率要求的电阻、电容等组成的电路,能够比较合理地模拟人体内部阻值,相当于代替人体触电。根据不同标准、不同产品的要求和特点,多种国际或国家标准针对泄漏电流测试提供了多种模拟人体阻抗网络。
在IEC60990等标准中采用的模拟人体阻抗网络如图1,该网络为无加权人体阻抗网络,常用于测量电灼伤电流[1]。所谓不加权人体阻抗网络,即网络只考虑了人体模拟阻抗(人体电阻Rb,接触电阻Rs和接触电容Cs),并没有给出对高频电流的补偿。模拟网络阻抗数值主要是考虑最普遍的触电情况下的人体参数,正常条件下从手到脚和手到手的接触模型。
不同测试线路对高频泄漏电流的加权效果是不同的。为了表征测试线路网络对交流电流加权的程度,根据IEC60990的内容,这里采用频率因数的概念来进行描述。频率因数是指通过该测试网络的实际电流值与测试结果的指示电流值之比,这个数值相当于对高频电流进行加权的倍数。
该网络的频率因数:
在IEC60335[2]、UL60335、GB 4706[3]等标准中采用的模拟人体阻抗网络如图2,这同时也是IEC60990标准中提供的感知与反应人体阻抗网络。
此网络应用于测量感知与反应电流,在IEC60990中提供的电灼伤人体阻抗网络的基础上引入了R1、C1低通滤波网络,以补偿频率对人体效应阈值的影响。其中,Rs=1 500Ω,C8=0.22μF,两者并联为皮肤的接触阻抗;Rb=500Ω,为模拟的人体内部阻抗;R1=10 kΩ,C1=0.022μF,通过R1、C1组成的电阻电容分压网络来实现加权值。随着频率的升高,阻抗网络中流过人体的电流效应阈值增大,即R1和C1组成高频加权补偿网络。
该网络的频率因数:
在IEC 61010[4]、UL61010《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》等标准中采用的人体阻抗网络如图3,也在IEC60598.1-2008《照明设备第1部分:一般要求与试验》中被采用。该网络同时为IEC60990中提供的摆脱电流人体阻抗网络模型。
该网络用于测量摆脱电流,同感知与反应网络对比,对于高频泄漏电流的加权效果并不相同。
该网络的频率因数:
在IEC60601-1[5]、EN60601-1、GB9706[6]等标准中采用模拟人体阻抗网络如图4所示。
该网络主要针对直流、交流及频率小于等于1 MHz的复合波形。该网络中电阻R1取1kΩ,不考虑接触电容的影响,另外也加入了对频率的加权R2-C1网络。
对直流、交流及频率小于或等于1 MHz的复合波形来说,测量装置给漏电流源加上约1kΩ的阻性阻抗。图中对于U02的测量仪表对从直流到小于或等于1 MHz频率交流都必须有一约1 MΩ或更高的阻抗。它必须指示测量阻抗两端的直流或交流,或有频率从直流到小于或等于1 MHz频率分量的复合波形电压的真正有效值,指示的误差不超过指示值的5%。
该网络的频率因数:
2 人体阻抗网络模型的对比分析
以上分析了四种模拟人体阻抗网络,此外还有其他一些人体阻抗网络,分析方法如上面所述,这里不进行一一列举。
文中提到的第一种人体阻抗网络的频率因数恒为1,其余三种人体阻抗网络在0～1 MHz频率下的频率因数见图5。
从图5中可以看出这三种人体阻抗网络模型的频率因数随频率变化的规律性。采用图2所示的模拟人体阻抗网络,直接采集实际流过人体的电流对应的电压值U02,针对图1、图3、图4所示的网络,对比相对应的频率因数,通过软件进行数据处理,可以得出相应的电流值对应的电压UO1、UO3和UO4。这样只需要采用一个人体模拟阻抗,就能设计出同时满足多种标准的泄漏电流的测试系统,可以简化硬件电路,提高测试精度。
计算公式如下所示:
3 泄漏电流测试系统设计
3.1 泄漏电流测试系统硬件设计
泄漏电流测试系统是根据IEC、UL和国标等最新电气安全测试标准要求,对多种国际或国家标准进行研究的一个系统。该系统借鉴了计算机测控仪器的设计思路及模块化的设计思想,其硬件总体结构框图如图6所示。
该泄漏电流测试系统由被测设备、单一人体阻抗网络、信号调理系统、继电器模块、计算机、DSP等部分组成。
为了能够较真实地模拟市网电压的波动对被测设备的影响,并防止被测设备故障反作用于市网电压而影响测试系统的正常测量,按照UL60601-1等标准的通用要求,采用1:1.06的隔离变压器产生供电网1.06倍的电压为被测设备供电。
泄漏电流通过模拟人体网络进行加权计算并转化为电压信号。由于是以相线或零线为电位参考点,使得信号采集部分与信号处理部分必须进行电气隔离,因而设计了由高线性度的光电耦合器和宽频带低噪声高精密运算放大器组成的交流线性隔离电路,进过隔离后信号进入调理放大模块。
合理的继电器模块组合设计能够方便有序地进行泄漏电流测试,通过DSP控制采用继电器的闭合来选择测试状态,实现单一故障和正常状况的选择,以及实现表面间、表面对电源、表面对地之间的切换。
DSP采用TI公司推出的TMS320F2812,内部集成了一个12位的ADC转换模块,最高采样速率达到12.5 MS/s。经过信号滤波、信号放大和电平抬高等使得被测信号的范围调到适合DSP进行A/D采集的电压范围,即在0～3 V之间,最后由DSP高速采集处理,并通过串口将信号送入计算机进行波形显示和数据显示,更全面地反映泄漏电流的情况并判断泄漏电流是否合格。实现了测试过程的自动化,改善了操作性能。
3.2 泄漏电流测试系统软件设计
根据多标准泄漏电流测试的要求和内容,测试系统以Microsoft Visual C++6.0为开发环境。采用软件处理的方法来处理数据,其泄漏电流测试系统功能框图如下图7所示。
4 测试数据处理分析
根据图1、图2、图3、图4所示的人体阻抗网络,在网络的输入端接入不同频率、不同幅值的电压信号,在输出端测量输出电压。将按照计算公式(5)、(6)、(7)得到的值作为图1、图3、图4网络测量数据的比对标准。利用Multisim软件模拟硬件电路,其中测得数据以及计算数据如表1所示。的系统。
该泄漏电流测试系统符合最新IEC60335、GB4706、IEC60601、IEC60990、IEC61010、UL61010、UL60335等国家标准或国际标准。并且在测试系统的信号处理、光耦电路和计算机控制等方面采用了一些新的技术和设计,所以该泄漏电流测试系统具有测试方法符合新的国际标准、电路简单、测试精度较高、测试过程自动化等特点。
通过表1可以看出,依照计算公式得出的图1、图3、图4所示网络中的输出电压值与模拟电路中的输出电压值相比,相对误差小,经计算得出,最大相对误差为±1%。由此可知,利用计算公式得出的值,可以模拟实际电路中的测量值。这从数据上说明采用单一人体阻抗网络(即图2所示网络)完全可以取代实际电路中多标准的不同人体阻抗网络。
本文对IEC、UL以及GB的最新标准中提出的测量泄漏电流过程中所采用的模拟人体阻抗网络进行了分析,并做了对比,寻找出其中的共同点和差异性。并且在此基础上进行加权计算和频率因数的分析,设计出采用单一人体阻抗网络完成符合多标准泄漏电流测试
参考文献
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直流泄漏电流 篇6
发电机直流耐压及泄漏电流试验是判断发电机绝缘性能的一项重要指标, 通过测量泄漏电流可有效地发现发电机主绝缘受潮和局部缺陷, 特别是能检出绕组端部绝缘缺陷。
试验实例中当直流电压升至较高阶段时, B相泄漏电流相对A、C两相有差别, 但泄漏电流绝对值并不大。以下通过对泄漏曲线图进行比对及数据纵向横向计算两种方法, 分析了异常原因。
2 实例分析
发电机容量为250MW, 额定电压为15750V, 额定电流为10473A。定子绕组直流耐压及泄漏电流试验接线如图1所示。
根据试验要求, 先对发电机定子进行绝缘电阻试验, 试验合格。然后进行直流耐压及泄漏电流试验。根据数据分别从曲线图及数据两个方面对发电机绝缘是否存在缺陷进行分析和判断。
2.1 曲线图比对分析
从试验数据中可知B相绕组在试验电压升至2 UN阶段时泄漏电流均高于A、C相较多, 绘出该组数据的泄漏曲线图, 如图2所示。
图2表明B相曲线在1.5UN到2UN阶段发生了显著的变化, 曲线上升趋势明显。A、C曲线自始至终成线性增长。
发电机绝缘在做直流耐压试验过程中泄漏电流变化的一些典型曲线如图3所示。对于良好的绝缘, 泄漏电流随电压而直线上升, 而且电流值较小, 如曲线1所示;如果绝缘受潮, 那么电流数值加大, 如曲线2所示;曲线3表示绝缘中有集中性缺陷存在。当泄漏电流超过一定标准, 应尽可能找出原因加以消除。如果0.5倍额定电压附近泄漏电流已迅速上升, 如曲线4所示, 那么这台发电机在运行时有击穿的危险。
比对泄漏电流典型曲线图后怀疑发电机B相绕组可能存在集中性缺陷。
2.2 数值计算分析
根据DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》要求:在规定试验电压下, 各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100%;最大泄漏电流在20μA以下者, 相间差值与历次试验结果比较, 不应有显著的变化。计算当直流电压升至2倍额定电压时, 相间泄漏电流差别ΔIBA相=>100% , B相泄漏电流变化率>100%。
从数据可知B相泄漏电流的增长率较试验电压的增长率大5倍多, 泄漏电流随电压不成比例地显著增长。
结合以上分析, 怀疑B相绕组可能存在的缺陷:有贯穿性缺陷, 端部绝缘有断裂;端部表面脏污出现沿面放电;端部或槽口防晕层断裂处气隙放电, 绝缘中气隙放电。
3 缺陷检查与处理
将母排外表面绝缘层全部拆除, 打磨平整后用桐玛玻璃丝带及无碱玻璃丝带经环氧树脂及聚酰胺脂胶浸泡后包扎处理, 另将长螺杆锯短, 并用玻璃丝带包扎, 最后用高压热缩套套在外层。处理后再次进行直流耐压及泄漏电流试验, 试验合格。
4 结束语
在进行发电机直流耐压及泄漏电流试验的过程中。当发现试验数据存在异常时, 应先排除影响测试准确性的因素。全面地综合地分析测试数据, 根据反映出的故障特征, 有针对性地检查发电机寻找故障点。以上实例所反映的故障特征是十分典型的, 电压低时泄漏电流是平衡的, 当电压升至某一数值时, 一相的泄漏电流突然剧增, 最大与最小的差别超过30%, 反映出有绝缘缺陷。机组在长时间运行后有可能导致绝缘损伤加剧甚至绝缘击穿, 从而造成发电机运行过程中突发短路接地, 机组跳闸等严重的生产事故。
电气试验是判断电气设备性能的一项重要指标。对试验结果必须全面地、历史地进行综合分析。为检修提供可靠的依据。
摘要：对水轮发电机进行定子直流耐压及泄漏电流原因进行分析, 并提出解决办法。
关键词：发电机,泄漏电流,数据分析,绝缘缺陷
参考文献
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直流泄漏电流 篇7
1 ZD114牵引电机泄流超标原因分析
ZD114牵引电机泄漏超标在襄北机务段发生多起泄流超标故障, 在段访排查时发现, 内部干净的电机泄流在限度范围内, 反馈电机绝缘表面全部有油污腐蚀现象, 而且反馈电机端盖外表面存在大量油污, 电机返厂后, 经过煮洗、烘干重新装配后没有出现接地、泄流超标的现象[4]。
ZD114电机绝缘材料和其他电机相比, 绝缘等级为C级, 高于其他车型的H级, 绝缘方式和浸漆等符合相关工艺要求。电机清洁后检测, 没有发现绝缘老化等现象, 引起泄流的原因为绝缘层上有导电性质的油污, 也就是油污的内部污染是导致泄流超标的主要原因。
电机采用迷宫密封, 各迷宫槽 (油槽) 配合处存在间隙, 其齿轮箱回流原理是:齿轮箱油经过电机封环与传动端外油封之间的间隙进入封环第一道油槽, 在后封环第一道油槽下方开有一个R10的半圆弧, 圆弧底部与油槽底部相切, 齿轮箱油从圆弧处回到齿轮箱;当油量太大或圆弧处有黄油阻挡时, 齿轮箱油进入第二道油槽, 封环外端面加工有两个深17 mm、直径8 mm的回流孔与齿轮箱相通, 可以将多余的油排回齿轮箱;还有少量的齿轮箱油会由封环与外油封的间隙到达轴承盖的空位, 轴承盖下方钻有一个深20 mm、直径16 mm的孔, 与外部相通, 这样极少量的齿轮箱油会由此排油孔排到电机外部, 这种情况的齿轮箱油排出不会影响电机的正常运行[5]。
经过对油路的分析 (见第106页图1) , 造成电机窜油的原因有以下几种情况:齿轮箱油位过高, 进入回路的油量增大;封环的回油孔堵塞, 回油不畅;封环与内油封的间隙变大;轴承盖的负压孔堵塞, 将回路的油吸入轴承盖内部。
1—转轴;2—封环;3—后端外油封;4—后端轴承盖;5—轴承;6—端盖;7—后端内油封
当以上任一情况发生时, 都会使大量的齿轮箱润滑油经过电机封环、内油封的间隙, 进入轴承盖空位, 从轴承盖的排油管排出。在电机的运行过程中, 排出的油从后端盖的网孔盖板处甩入电机内部, 污染定子线圈和电枢, 导致泄流超标[6]。
2 ZD114牵引电机泄流超标防止措施
由以上分析可知, 电机窜油是引起泄流超标的主要原因, 防止泄流超标必须防止排出的油进入电机内部, 针对该问题提出了改造方案。
1) 增大回流孔直径, 将后端密封环上回流孔的直径由2-φ8 mm扩至2-φ10mm。
2) 加装排油管, 使齿轮箱排出的油进入后端轴承盖的空位后, 通过排油管直接排到了电机外部, 避免甩入电机内。
加装的具体方案:轴承端盖下方的排油孔改为φ16 mm通孔, 并铰扣M18×1.5, 螺纹有效长度不小于25 mm;加装排油管, 内径不小于14 mm, 加工M18×1.5×20 mm的螺纹;采用内径为18 mm, 长450 mm的塑料软管, 将其套在排油管上, 用管箍固定后, 旋入排油孔, 拧紧;将卡子焊接在端盖上, 固定软管下端 (不允许堵塞负压孔) 结构改造方案见图2。
1-轴承盖;2-排油管;3-塑料软管;4-卡子
3 结束语
通过对改造后的电机进行质量跟踪, 电机泄流超标的故障率由4%降低到1%, 大大降低了ZD114牵引电机泄流超标的质量问题, 改善了电机外观质量, 效果理想, 而且改造简单易行、实用性强, 适合广泛推广。
参考文献
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直流泄漏电流 篇8
随着现代科学技术的不断发展,电力电子设备得到了广泛应用,与此同时,电磁干扰问题也引起了人们的关注。因此很多国家纷纷制定了一系列的电磁兼容认证与测试标准[1,2,3,4],要求进入市场的电力电子产品必须通过相关标准测试,如此可最大限度杜绝电磁干扰问题的发生。
我国关于电磁兼容性问题的研究起步较晚,直到上世纪六十年代该问题才逐渐在我国引起了关注。我国最早对电磁兼容性问题展开研究的是上海电器科学研究所,于1962年该研究所就开始进行无线电干扰的测量和船用电机电器无线电干扰标准的制定工作。在此之前我国对于电磁兼容性知之甚少,所以几乎所有的舰船都没有提出抗电磁干扰的要求,导致很多舰船设备相互干扰,无法真正发挥作用和优势,影响和降低了其通讯、探测、导航能力,因此有必要建立了电磁兼容试验研究室。[5,6]
本课题主要研究泄漏电流仪与计算机通讯时电磁干扰的影响问题,通过进行泄漏电流与计算机有线和无线通讯设计,进而对通讯时的防群脉冲干扰进行测试和分析。
1 泄漏电流仪简介
泄漏电流仪是按照IEC、ISO、BS、UL、JIS等国际国内的安全标准要求而设计的。泄露输出电压0-250V连续可调,输出功率为500VA,适合各种家用电器、电源、电机、医疗、化工、电子仪器、仪表、整机等,以及强电系统的泄露电流的测试,同时也是科研实验室、技术监督部门不可缺少的泄漏电流试验设备。
CS5505型泄漏电流仪为智能型耐压测试仪,它采用CPU控制技术、VFD显示屏,能实时显示泄露电流值和测试电压值。CS5505型泄露电流测试仪的测试网络符合GB4706.1-2005(IEC335-1:1999)要求,采用真有效AC-DC转换,可根据不同安全标准以及用户的不同需求连续任意设置泄漏电流报警值。在测试方面精度高,测试时间精度提高到±1%以上,而且测试范围提高到999秒功能更加丰富实用。设置的各项参数本机可自动保存,不会因为关机或者掉电而丢失,开机后,不需要进行新的设置。本机配有“RS232C”接口,可与PC机组成测试系统,进行质量统计、分析、报表打印等作业。
2 RS232有线通讯、Zigbee无线通讯的介绍
2.1 RS232有线通讯介绍
RS232标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(Recommend Standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改。[7]RS232接口是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现,一般个人计算机上会有两组RS-232接口,分别称为COM1和COM2。
2.2 Zigbee无线通讯介绍
Zig Bee名字来源于“蜜蜂”的通信方式,“蜜蜂”之间通过跳“Zig Zag”舞蹈来相互交流信息,以便共享食物源的方向、距离和位置等信息。其标准由Zig Bee Alliance与IEEE 802.15.4的任务小组来共同制订。其中实体层、M A C层、数据链接层,以及传输过程中的资料加密机制等发展由IEEE所主导,Zig Bee联盟负责高层应用、测试和市场推广等工作。[8]
Zig Bee技术的抗干扰特性主要是指抗同频干扰,即来自共用相同频段的其他技术的干扰,对于同频干扰抵御能力的强弱直接影响到设备的性能。Zig Bee在2.4GHz频段内具备强抗干扰能力,这将能够可靠地与Wi Fi、蓝牙、Wireless USB以及家用的微波炉、无线电话互不干扰。
3 群脉冲抗扰度试验介绍
3.1 群脉冲发生器的工作原理
电快速瞬变脉冲群试验的目的是验证电子设备机械开关对电感性负载切换、继电器触点弹跳、高压开关切换等引起的瞬时扰动的抗干扰能力[9]。这种试验方法是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。容易出现问题的场合有电力设备或监控电网的设备、使用在工业自动化上面的设备、医疗监护等检测微弱信号设备。
电快速瞬变(EFT),脉冲群持续时间为15ms,脉冲群间隔为300ms,单脉冲宽度为50ns,脉冲上升沿5ns,脉冲重复率为2.5k Hz。开关断开电感负载时产生反电势。反电势向寄生电容充电,随着充电电压的升高,开关断开处要出现击穿现象,共用此电源的其它电路或装置就要受到该脉冲电压的影响,这就是EFT形成的原因。
EFT的特点是脉冲成群出现,重复频率高,单个脉冲的上升时间短暂、能量较小,一般不会造成设备本身的损坏,但脉冲群会对装置中半导体器件结电容充电,当结电容上的能量累积到一定程度,便会引起装置的误动作。对地电容是EFT的一个主要传播途径,属共模干扰,是EMC抗扰性试验中容易出现问题的一个项目。EFT电压的大小取决于负载电路的电感、负载断开速度和介质的耐受能力。
3.2 群脉冲试验的条件配置
3.2.1 接地参考平面
接地参考平面应该为一块最小厚度为0.25mm的金属板(铜或铝),也可以使用其他的金属材料,但它们的最小厚度应为0.65mm。接地平面最小尺寸为1m×1m,实际尺寸与EUT大小有关。
3.2.2 耦合装置
EMS61000-4智能型群脉冲发生器内置的单相耦合/去耦网络或EFTC-2群脉冲电容耦合夹。
3.2.3 试验条件
①EUT(受试设备)应放置在接地参考平面上,并用厚度为0.1m±0.01m的绝缘支座与之隔开;②接地平面至少应比EUT的四周伸出0.1m并与保护接地相连接,除了位于EUT下方接地平面外,EUT和所有其它导电性结构(例如屏蔽室的墙壁)之间的最小距离大于0.5m;③试验设有接地电缆,与接地参考平面和所有接头的连接应保证电感量最小;④在耦合装置和EUT之间的信号线和电源线的长度应为0.5m±0.05m。如果设备的电源电缆的长度超过0.5m,那么超过的部分应折叠在一起并放置在接地参考平面上方0.1m处,EUT和耦合装置之间的距离应保持在0.5m±0.05m。台式设备信号线抗干扰性型式试验的配置如图1所示。
3.3 群脉冲试验的参数要求
本课题选用EMS61000-4智能型群脉冲发生器,表1为群脉冲发生器特性参数要求,试验中选择的参数为试验电压1k V,频率100k Hz,脉冲持续时间0.75ms。
4 测试系统组成与实现
4.1 测试硬件部分
4.1.1 无线通讯设备———Zigbee
通过对常见的无线通讯设备蓝牙、Wi Fi、Zigbee之间的综合比较。从使用成本,整体性能和维护成本上考虑,实际选择Zigbee通讯模块作为实际上位机与测试设备之间的无线通讯模块。
Zig Bee技术的抗干扰特性主要是指抗同频干扰,即来自共用相同频段的其它技术的干扰,对于同频干扰抵御能力的强弱直接影响到设备的性能。Zig Bee在2.4GHz频段内具备强抗干扰能力,这意味着能够可靠地与Wi Fi、蓝牙、Wireless USB以及家用的微波炉、无线电话共存。
4.1.2 有线通讯设备———RS232
考虑到实际操作时上位机与测试设备一对一操作简便,以及后续实际推广过程中,与其它有线通讯相替换的可行性。实际研究过程中,选择较基础简单的RS232总线进行通讯。
遵循RS232标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其接口是个人计算机上的通讯接口之一通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现。
4.2 测试软件部分
本研究采用以VB为手段的人机交互界面创建,具有窗体可视化,后续数据库调用便捷,开发周期短,程序操作度高、安全性强等诸多优点。本系统软件主要包括:测试登入界面的创建,测试方案的选用,测试过程受控性的实时记录与监控,测试数据以及相关结果的录入与保存。
图2为主程序流程图。在用户登入界面成功转至主测试界面后,软件自行进行相关初始化与建立通讯。通过用户选择相关测试参数后,开始测试,界面通过可视化图形的变化对测试过程进行监控,通过对实时数据折线图的观察,进行实际测试状态的直观了解。其后,通过实时数据的数据存入,建立完善的数据库体系,便于后期的数据调用和研究。
图3为用户交互界面。主界面为用户提供方案选择的同时,实时录入现场数据,监控现场状态。辅以测试数据的导出,系统参数的设计等功能,使测试系统更具人性化。
5 测试数据与测试结果的比较与研究
5.1 有线通讯测试结果
5.1.1 有线通讯测试(未干扰)
将PC与泄漏电流仪用RS232有线通讯线连接,试验结果如表2。
将其绘制成折线图,如图4所示。
图4中所示泄漏电流值均在0.1左右波动,测试数据较稳定。
5.1.2 有线通讯测试(加干扰)
将群脉冲发生器的脉冲信号通过耦合夹传递到RS232有线通讯线中,观察其对有线通讯干扰的影响,得到如表3所示数据。
绘制折线图得到如图5所示结果。
从图5中可以看出:8s、16s、17s、20s时泄漏电流超出阈值,即泄漏电流数据超出安全电流值,可以看出干扰对通讯影响较大。
5.2 无线通讯测试(加干扰)
将Zigbee模块连接至PC和泄漏电流仪,设置通讯参数,同时施加群脉冲干扰,测试结果如表4所示。
将其绘制成折线图,如图6所示。
如图所示,加干扰的无线通讯测试对比未加干扰有线通讯,数据有所波动,但均在阈值以下。
脉冲群试验是利用干扰对线路结电容充电,当其能量积累到一定程度,就可能引起线路(乃至系统)出错。因此线路出错有个过程,而且有一定偶然性,不能保证间隔多少时间必定出错,特别是当试验电压接近临界值时,故试验中群脉冲耦合到通讯线路中对通讯系统的干扰是杂乱的,与未加干扰的系统测试相比有明显的差异。从试验中可以看出无线通讯的稳定性明显优于有线通讯,其原因是收到群脉冲辐射干扰时,有线通讯会将脉冲信号直接耦合到通讯线。
6 结论
本文运用VB编写了一套泄漏电流仪的自动通讯软件,并在此基础上,施加群脉冲干扰试验,比较有线通讯与无线通讯的稳定性。主要内容如下:
①结合实际测试流程,在比较各软件开发平台的优劣后,选择利用VB进行上位机控制软件的编写。在完成测试系统基本功能的前提下,对操作者的使用需求进行分析,为上位机软件增加辅助功能模块,如信息采集与保存、测试结果报告生成和系统设置等。
②以通讯抗干扰为目标,提出利用Zig Bee通讯技术,并分析了系统主要模块,对各模块中的主要芯片进行了分析与选型。完成各个模块设计的同时,对模块电路从元器件选择到PCB板的布置进行了抗干扰设计,提高Zig Bee模块的电磁兼容性。
摘要：为设计计算机对泄漏电流仪的控制,建立了RS232通讯的连接,但发现在进行电磁兼容测试时有干扰,因此开展了对计算机上位机和泄漏电流仪间有线、无线通讯的测试比较,从抗干扰情况角度进行通讯能力评价,旨在评价现阶段所搭建的智能泄漏电流仪的抗干扰测试平台,从而以保证计算机上位机与泄漏电流仪通讯的可靠性。
关键词：电磁干扰,无线通讯,群脉冲
参考文献
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