修試一體化試驗平臺綜合測試系統的研究

周炳凌 成熙 蔡云清 施杰

摘 要：本文介紹了變壓器直流電阻測試儀、回路電阻測試儀、絕緣電阻測試三合一修試一體化試驗平臺綜合測試系統的研究背景、理論依據、現實意義，闡述了該測試系統的基本原理和實現方案，并對實現方案進行了詳細的論述，最后簡要說明了該測試系統的功能特點、實際應用意義以及經濟效益、社會效益和應用前景。

關鍵詞：變壓器 直流電阻 回路電阻 絕緣電阻 修試一體化 基本原理 結構設計

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-00-02

傳統的員工培訓大多采用書本教材及一些電聲教學資料灌輸模式，學員學之枯燥無味，導致學員掌握的知識參差不齊，也缺乏實際操作能力，取到的教學效果甚微。如果采取現場教學，就需要準備合適的檢修及故障現場，從而投入大量人力、物力，而且現今檢修周期一般很長，對于用來培訓員工幾乎是不可能的事情。因此我們有必要研究一種綜合性的試驗平臺，該平臺可以進行多種常規檢修試驗的演示，可以測試模擬的試驗裝置，并且可以模擬出一些故障現象，以供學員分析及做出相應的措施。

對于電力檢修試驗項目，我們選用了最常規的3個試驗項目：變壓器直流電阻測試、回路電阻測試及絕緣電阻測試。原本這3個試驗項目需要3臺單獨的設備去試驗，每種設備都有很多廠家生產，而且操作風格迥異，功能單一，不利于培訓教學。因此我們將3臺設備的功能集成到一個綜合性的試驗平臺，該平臺只通過一個人機交互界面，僅靠軟件選擇即可完成3個試驗項目，并且配合一些現場模擬裝置，可做到真正意義上的現場教學。

1 基本原理

該測試系統主控模塊采用基于ARM的嵌入式操作系統，實時響應，控制精準，人機交互模塊采用大屏幕高分辨率真彩色液晶屏，顯示直觀。主控模塊負責協調各個測試模塊進行測試操作及測試數據的輸出；回路測試模塊可以進行開關觸點或其他設備接觸電阻測試；直流電阻測試模塊可以進行變壓器直流電阻的測試；絕緣電阻測試模塊專用于試驗室或現場做絕緣測試試驗；接線區包含各個測試模塊接線端子；系統電源為整套測試平臺提供測試電源及平臺運行電源；整套測試平臺結構清晰，模塊化，便于維護與操作。同時可外配通訊電纜與PC電腦進行聯機操作，以便對測試結果的分析與整理。

2 實現方案

該測試系統運用了數字化的信號處理技術、高穩定恒流源技術、多功能切換電路、高精度AD采樣技術等來保證測試設備多種功能的實現。其中高穩定恒流源電路可產生用于直流電阻測量和回路電阻測試的恒流源；高壓發生電路可用于產生用于絕緣電阻測試的高壓信號源；多功能切換電路，通過此電路可切換不同的信號采樣（直阻、回路小信號采樣，絕緣電阻高壓采樣）；高精度AD采樣技術將模擬信號轉換成數字信號，通過32位中央處理器進行處理，從而計算出所需各種試驗參數。整體結構采用一體式結構設計，進行3個檢測項目的試驗時，只需要一次性把測試線接好，然后通過人機交互模塊選擇進行相應測試項目，即可完成所有項目的測試。

該測試系統基本結構框圖如圖1所示。

3 功能特點

（1）一次性接線即可完成直流電阻、回路電阻、絕緣電阻的測試。

（2）可以進行多種常規檢修試驗的演示，模擬故障現象，供學員分析及做出相應的措施。

（3）該平臺只通過一個人機交互界面，并配合一些現場模擬裝置，可做到真正意義上的現場教學。

（4）測試系統具有完善的保護電路。

4 結語

變壓器直流電阻測試儀、回路電阻測試儀、絕緣電阻測試三合一修試一體化試驗平臺綜合測試系統以微電子技術、計算機技術、數字信號處理技術為基礎，將傳統的單一測量技術整合成高效先進的多功能組合測量技術，彌補了現今對員工理論知識和操作技能培訓的短板，提升了被培訓員工專業技能，提高了檢修隊伍整體的電力電氣設備檢修技術水平，并做到了真正意義上的現場教學。

本測試平臺可廣泛應用于各類變壓器的直流電阻測量、回路電阻測量、絕緣電阻測量，并能廣泛應用于模擬現場教學，具有很寬廣的應用前景。項目的實施和推廣應用，能最大限度地減少資源的浪費，提高工作效率，具有極大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 李新覺.機電液一體化試驗平臺動態性能仿真分析[D].長安大學，2014.

[2] 余仕彪.機電一體化精確定位裝置及其控制系統的研究[D].上海海洋大學，2013.