介电损耗测试中工频干扰的抑制模块的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本实用新型涉及介质损耗测试技术领域，具体涉及介电损耗测试中工频干扰的抑制模块。背景技术：2.介质损耗是评估电气设备绝缘状态的重要手段，通过测量泄漏电流与施加电压的相位角，可以判断电气设备绝缘的受潮及老化状态。由于电气设备泄漏电流为na和pa等级，极易受到ma级和μa级工频电磁场及工频感应电流的影响，导致测量失败。技术实现要素：3.为了解决上述现有技术存在的不足，本实用新型提供介电损耗测试中工频干扰的抑制模块，可以对试验回路中的工频泄漏电流予以抑制或滤除。4.本实用新型提出的技术方案为：5.介电损耗测试中工频干扰的抑制模块，包括：6.安装外壳，所述安装外壳上设置输入接口、输出接口和接地端接口；7.所述安装外壳内部设置屏蔽磁环、差分模块和工频滤波模块，所述屏蔽磁环套装在待测试电缆的芯线上，其中待测试电缆芯线通过输入接口进入安装外壳内部，所述屏蔽磁环的输出端与差分模块连接，所述差分模块的输出端连接工频滤波模块，所述工频滤波模块的输出端连接输出接口；8.所述接地端接口通过接地线与被测试设备外壳的接地端连接，所述输出接口通过测试电缆与介电损耗测试仪器的测量输入端连接。9.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述接地线为大于等于60mm2的软铜线。10.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述屏蔽磁环为纳米晶材质的环状磁芯。11.进一步地，所述环状磁芯为10khz下磁导率不大于10μh，100khz下磁导率不大于5.0μh，测试电缆芯线缠绕在屏蔽磁环上1至10匝。12.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述差分模块为具有环形磁芯的线圈，所述线圈的输入端连接安装外壳的输入接口，所述线圈的输出端连接接地端口，所述线圈的差分输入端连接安装外壳的接地端口，所述线圈的差分输出端连接安装外壳的输出接口。13.进一步地，所述线圈为纳米晶材质的变比为1的铁芯组成的三绕组变压器或四绕组变压器。14.进一步地，所述铁芯为环形结构，铁芯上的绕组匝数为5至10匝，绕组排布为层状排布，输出绕组位于最内层，被试品输入绕组位于次内层，非被试品输入绕组位于最外层和次外层。15.作为本实用新型的进一步技术方案为，所述工频滤波模块为双极有源模拟滤波器，包括输入端子、输出端子、供电电源、低通支路、高通支路、初级放大器和末级放大器，所述输入端子，所述输入端子的外侧与差分模块的输出端连接，所述输入端子的内部与初级放大器连接，所述初级放大器的输出端连接低通支路，所述低通支路的输出端连接高通支路，所述高通支路的输出端连接末级放大器，所述末级放大器的输出端连接输出端子，所述输出端子与安装外壳的输出接口连接。16.进一步地，所述双极有源模拟滤波器的中心频率为50hz，陷波带宽为6hz，陷波深度大于等于30db。17.本实用新型的有益效果为：18.1、工频干扰抑制方法使用非被试电气设备的工频感应信号作为参考，被试设备与非被试设备同一部位的泄漏电流，流过工频干扰抑制模块的屏蔽磁环，在这一阶段实现脉冲干扰的抑制。19.2、被试设备与非被试设备同一部位的泄漏电流，在工频干扰抑制模块的差分模块处做和电流或差电流的计算，实现利用非被试设备泄漏电流抑制被试设备工频电流的目的。20.3、工频干扰抑制模块的输入端通过测试电缆，连接在被试设备和非被试设备的相同部位(比如套管末屏)；工频干扰抑制模块的接地端通过载流截面积不低于60mm2的软铜线，连接在被试设备外壳的接地扁铁；工频干扰抑制模块的输出端通过测试电缆，连接在介电损耗测试仪器的测量输入端(input)。21.4、差分模块选择具有环形磁芯的线圈,实现利用非被试电气设备泄漏电流信息，抑制工频电磁干扰的目的，改善了以往单调谐滤波性能抑制效果差的问题；22.5、工频滤波双极有源模拟滤波器(陷波器)，进一步降低试验回路中的工频泄漏电流，并且不会影响其他频率下介质损耗的测量，提高干扰抑制模块的抑制效果。阻抗检测电路采用rlc型检测电路,可以对局部放电形成的高频脉冲电流信号进行耦合；有效抑制试验电压的低频谐波信号及工频干扰。附图说明23.图1为本实用新型提出的介电损耗测试中工频干扰的抑制模块结构图；24.图2为本实用新型提出的另一具体实施例结构图；25.图3为本实用新型提出的差分模块结构图；26.图4为本实用新型提出的差分模块另一具体实施例结构图；27.图5为本实用新型提出的差分模块接线结构图；28.图6为本实用新型提出的屏蔽磁环安装结构图；29.图7为本实用新型提出的工频滤波模块结构图；30.图中所示：31.10-安装外壳，20-屏蔽磁环，30-差分模块，40-工频滤波模块，50-芯线；32.101-输入接口，102-输出接口，103-接地端接口；33.131-接地线；34.201-第一屏蔽磁环，202-第二屏蔽磁环，203-第三屏蔽磁环；35.2011-环状磁芯，2012-过滤线匝；36.301-铁芯，302-被试品输入绕组，303-非被试品输入绕组，304-输出绕组， 305-第二非被试品输入绕组；37.321-被试品输入绕组首端，322-被试品输入绕组尾端；38.331-非被试品输入绕组首端，332-非被试品输入绕组尾端；39.341-输出绕组首端，342-输出绕组尾端；40.351-第二非被试品输入绕组首端，352-第二非被试品输入绕组尾端；41.401-输入端子，402-输出端子，403-供电电源，404-低通支路，405-高通支路，406-初级放大器，407-末级放大器。具体实施方式42.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。43.本实用新型使用非被试电气设备的工频感应信号作为参考，被试设备与非被试设备同一部位的泄漏电流，流过工频干扰抑制模块的屏蔽磁环，在这一阶段实现脉冲干扰的抑制。被试设备与非被试设备同一部位的泄漏电流，在工频干扰抑制模块的差分模块处做和电流或差电流的计算，实现利用非被试设备泄漏电流抑制被试设备工频电流的目的。44.参见图1至图7，介电损耗测试中工频干扰的抑制模块，包括：45.安装外壳10，所述安装外壳10上设置输入接口101、输出接口102和接地端接口103；46.所述安装外壳10内部设置屏蔽磁环20、差分模块30和工频滤波模块40，所述屏蔽磁环20套装在待测试电缆的芯线上，其中待测试电缆芯线通过输入接口101进入安装外壳10内部，所述屏蔽磁环20的输出端与差分模块30连接，所述差分模块30的输出端连接工频滤波模块40，所述工频滤波模块40的输出端连接输出接口102；47.所述接地端接口103通过接地线131与被测试设备外壳的接地端连接，所述输出接口102通过测试电缆与介电损耗测试仪器的测量输入端连接。48.进一步地，所述接地线131为大于等于60mm2的软铜线。49.本实用新型实施例中，非被试电气设备的工频感应信号，取自与被试电气设备同类型的电气设备，并且取自与试品相同的测量部位。50.工频干扰抑制模块的输入端通过测试电缆，连接在被试设备和非被试设备的相同部位(比如套管末屏)；所述工频干扰抑制模块的接地端通过载流截面积不低于60mm2的软铜线，连接在被试设备外壳的接地扁铁；所述工频干扰抑制模块的输出端通过测试电缆，连接在介电损耗测试仪器的测量输入端 (input)。51.参见图6，本实用新型实施例中，所述屏蔽磁环20为纳米晶材质的环状磁芯2011，输入电缆的芯线50穿过环状磁芯2011，形成过滤线匝2012，所述环状磁芯为10khz下磁导率不大于10μh，100khz下磁导率不大于5.0μh，测试电缆芯线缠绕在屏蔽磁环上1至10匝。52.其中，差分模块30为具有环形磁芯的线圈，所述线圈的输入端连接安装外壳的输入接口，所述线圈的输出端连接接地端口，所述线圈的差分输入端连接安装外壳的接地端口，所述线圈的差分输出端连接安装外壳的输出接口。53.本实用新型实施例中，铁芯为环形结构，铁芯上的绕组匝数为5至10匝，绕组排布为层状排布，输出绕组位于最内层，被试品输入绕组位于次内层，非被试品输入绕组位于最外层和次外层。54.线圈是一个铁芯301为纳米晶材质的变比为1的三绕组变压器或四绕组变压器，铁芯为环形，绕组匝数为5至10匝。绕组排布为层状排布，输出绕组位于最内层，被试品输入绕组位于次内层，非被试品输入绕组位于最外层和次外层。55.所述线圈的输入绕组，首端连接分别连接在工频干扰抑制模块的输入端，尾端连接在工频干扰抑制模块的接地端；所述线圈差分的输出绕组，首端连接在工频干扰抑制模块的接地端，尾端连接在工频干扰抑制模块的输出端。56.对于三绕组变压器，其被试品输入绕组302的绕向与非被试品输入绕组303 的绕向相反，输出绕组304的绕向与被试品输入绕组302的绕向相同。以此达到输出绕组电流为输入绕组差电流的目的。57.对于四绕组变压器，其输出绕组304、被试品输入绕组302、非被试品输入绕组303、第二非被试品输入绕组305，四个绕组的绕向相同，以此达到输出绕组电流为输入绕组和电流的目的。58.输出绕组304具有两个输入端子，首端341与尾端342；被试品输入绕组 302具有两个输入端子，首端321与尾端322；非被试品输入绕组303具有两个输入端子，首端331与尾端332；第二非被试品输入绕组305具有两个输入端子，首端351与尾端352。59.输出绕组304的首端341连接在工频干扰抑制模块中的工频滤波40输入端 401，输出绕组304的尾端341连接在工频干扰抑制模块的接地端103；60.被试品输入绕组302的首端321连接在第一屏蔽磁环201，尾端322连接工频干扰抑制模块接地端103；61.非被试品输入绕组303的首端331连接在第二屏蔽磁环202，尾端332连接工频干扰抑制模块接地端103；62.非被试品输入绕组305的首端351连接在第三屏蔽磁环203，尾端352连接工频干扰抑制模块接地端103；63.进一步地，所述工频滤波模块40为双极有源模拟滤波器，包括输入端子401、输出端子402、供电电源403、低通支路404、高通支路405、初级放大器406 和末级放大器407，所述输入端子401的外侧与差分模块30的输出端连接，所述输入端子401的内部与初级放大器406连接，所述初级放大器406的输出端连接低通支路404，所述低通支路404的输出端连接高通支路405，所述高通支路405的输出端连接末级放大器407，所述末级放大器407的输出端连接输出端子402，所述输出端子402与安装外壳10的输出接口102连接。64.其中，双极有源模拟滤波器的中心频率为50hz，陷波带宽为6hz，陷波深度大于等于30db。65.本实用新型实施例中，工频滤波为中心频率50hz的双极有源模拟滤波器(陷波器)，陷波带宽6hz，陷波深度不低于30db。包括电容c1至c22，电阻r1至 r18，5v至12v供电，以及两枚lm258运算放大器u1和u2；双极有源模拟滤波器(陷波器)的输入接口与差分模块的输出端相连，所述双极有源模拟滤波器(陷波器)的输出接口与干扰抑制模块的输出端相连。66.工频干扰抑制方法使用非被试电气设备的工频感应信号作为参考，工频干扰抑制模块包括屏蔽磁环、差分模块、工频滤波。67.工频干扰抑制方法使用非被试电气设备的工频感应信号作为参考，被试设备与非被试设备同一部位的泄漏电流，流过工频干扰抑制模块的屏蔽磁环，在这一阶段实现脉冲干扰的抑制。68.被试设备与非被试设备同一部位的泄漏电流，在工频干扰抑制模块的差分模块处做和电流或差电流的计算，实现利用非被试设备泄漏电流抑制被试设备工频电流的目的。69.所述工频干扰抑制模块的输入端通过测试电缆，连接在被试设备和非被试设备的相同部位(比如套管末屏)；所述工频干扰抑制模块的接地端通过载流截面积不低于60mm2的软铜线，连接在被试设备外壳的接地扁铁；所述工频干扰抑制模块的输出端通过测试电缆，连接在介电损耗测试仪器的测量输入端 (input)。70.所述工频干扰抑制模块由屏蔽磁环、差分模块、工频滤波串联组成，屏蔽磁环套接在测试电缆的芯线，差分模块串接在干扰抑制模块的输入端和工频滤波之间，工频滤波串接在差分模块和干扰抑制模块的输出端之间。71.本实用新型实施例中，差分模块选择具有环形磁芯的线圈,实现利用非被试电气设备泄漏电流信息，抑制工频电磁干扰的目的，改善了以往单调谐滤波性能抑制效果差的问题；72.工频滤波双极有源模拟滤波器(陷波器)，陷波带宽不大于6hz，陷波深度不低于30db，进一步降低试验回路中的工频泄漏电流，并且不会影响其他频率下介质损耗的测量，提高干扰抑制模块的抑制效果。阻抗检测电路采用rlc型检测电路,可以对局部放电形成的高频脉冲电流信号进行耦合；有效抑制试验电压的低频谐波信号及工频干扰。73.以上对本实用新型进行了详细介绍，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。









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