本發(fā)明總體上涉及用于測(cè)量裝置的改進(jìn)的操作方法和用于測(cè)量電絕緣體的絕緣電阻的改進(jìn)的測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

1、電絕緣體(例如電動(dòng)機(jī)的繞組的絕緣)的電阻的測(cè)量通常周期性地執(zhí)行，以檢查絕緣體的狀況，絕緣體可能隨時(shí)間而退化。測(cè)量可以通過(guò)施加增加的電壓(通常作為階躍函數(shù)或作為斜坡增加)并測(cè)量在絕緣體中流動(dòng)的所得電流來(lái)執(zhí)行。測(cè)試可以根據(jù)ieee95-2002交流電機(jī)絕緣測(cè)試的推薦實(shí)踐(recommended?practice?of?insulation?testing?of?acelectric?machinery)來(lái)執(zhí)行，并且如luis?beltran的“pruebas?eléctricas?estáticasrecomendadas?en?sistemas?de?aislamiento?de?máquinas?eléctricas?rotativas?paraun?mantenimiento?predictivo?eficaz”靜態(tài)文章luis?beltran?pdf|pdf(scribd.com)(旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣系統(tǒng)中用于有效的預(yù)測(cè)性維護(hù)的推薦靜態(tài)電氣測(cè)試)所描述的。如果施加的電壓增加到絕緣體擊穿的點(diǎn)，則絕緣體可能損壞，因此期望在達(dá)到擊穿電壓之前停止測(cè)試。操作員可以通過(guò)觀察電流對(duì)電壓的特征偏離平滑曲線來(lái)檢測(cè)施加的電壓正在接近擊穿電壓。然而，這需要操作員部分的判斷，并且電流對(duì)電壓特征的形狀和絕對(duì)值根據(jù)絕緣體的類型及其狀況而變化很大。此外，尤其是對(duì)于具有高電阻的絕緣體，或者如果在噪聲環(huán)境中執(zhí)行測(cè)量，待測(cè)量的電流值可能非常小，并且測(cè)量可能有噪聲，導(dǎo)致不規(guī)則的特征，使得難以判斷電流對(duì)電壓的特征何時(shí)偏離平滑曲線?？梢詫?duì)電流可以從施加電壓的一個(gè)值增加到下一個(gè)值的比例設(shè)置限制。例如，如果當(dāng)電壓增加時(shí)電流增加兩倍，則可以停止測(cè)試。然而，由于針對(duì)不同絕緣體的典型特征之間的高度變化，這種方法是不可靠的。期望有一種使用測(cè)量技術(shù)的測(cè)量裝置，該測(cè)量技術(shù)自動(dòng)地適于測(cè)量具有廣泛不同特征的不同類型的絕緣體，并且使用潛在的噪聲測(cè)量來(lái)操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)第一方面，提供了一種測(cè)量裝置的操作方法，測(cè)量裝置用于通過(guò)向電絕緣體施加電壓、隨時(shí)間增加電壓、并且針對(duì)多個(gè)施加的電壓測(cè)量通過(guò)電絕緣體的所得電流來(lái)執(zhí)行電絕緣體的絕緣電阻的測(cè)量，該方法包括：

2、對(duì)來(lái)自用于測(cè)量通過(guò)電絕緣體的電流的電路的輸出進(jìn)行采樣，以產(chǎn)生至少一個(gè)樣本，至少一個(gè)樣本表示當(dāng)存在施加到電絕緣體的第一電壓時(shí)測(cè)量的電流；

3、迭代地執(zhí)行對(duì)來(lái)自電路的輸出進(jìn)行采樣以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)另外的樣本的步驟，一個(gè)或多個(gè)另外的樣本表示當(dāng)施加到電絕緣體的電壓以連續(xù)增量增加時(shí)測(cè)量的相應(yīng)電流；

4、對(duì)于每次迭代，通過(guò)處理針對(duì)相應(yīng)迭代測(cè)量的至少一個(gè)樣本和針對(duì)多個(gè)先前迭代測(cè)量的樣本，來(lái)確定針對(duì)表示迭代中測(cè)量的電流的至少一個(gè)樣本的第一類別的閾值；并且

5、響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第一類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，停止增加施加到電絕緣體的電壓。

6、該方法允許測(cè)量裝置自動(dòng)操作，以測(cè)量具有廣泛不同特征的不同類型的絕緣體，同時(shí)降低了導(dǎo)致絕緣體擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。

7、在示例中，該方法包括通過(guò)以下過(guò)程來(lái)確定針對(duì)表示每次迭代中測(cè)量的電流的至少一個(gè)樣本的第一類別的閾值：對(duì)于每次迭代，將電流與電壓相關(guān)的函數(shù)擬合到針對(duì)相應(yīng)迭代測(cè)量的至少一個(gè)樣本和針對(duì)多個(gè)先前迭代測(cè)量的樣本。

8、該方法允許根據(jù)被測(cè)量的絕緣體的特征自動(dòng)地調(diào)整用于停止測(cè)量的閾值。

9、在示例中，擬合包括計(jì)算針對(duì)當(dāng)前迭代和先前迭代的函數(shù)的平均梯度，其中，取決于相應(yīng)梯度為負(fù)，為了計(jì)算平均梯度的目的，相應(yīng)梯度被設(shè)置為零。

10、該方法允許可靠地確定用于停止測(cè)量的閾值，例如對(duì)于具有高電阻的絕緣體，對(duì)于具有高電阻的絕緣體，待測(cè)量的電流值可能非常小并且測(cè)量可能有噪聲，導(dǎo)致電壓對(duì)電流的不規(guī)則特征。

11、在示例中，擬合包括計(jì)算針對(duì)當(dāng)前迭代和先前迭代的函數(shù)的平均截距，其中，取決于相應(yīng)截距為負(fù)，為了計(jì)算平均截距的目的，相應(yīng)截距被設(shè)置為零。

12、該方法允許在測(cè)量可能有噪聲，導(dǎo)致電壓對(duì)電流的不規(guī)則特征的情況下可靠地確定用于停止測(cè)量的閾值。

13、在示例中，該方法包括通過(guò)以下過(guò)程來(lái)計(jì)算針對(duì)表示迭代中測(cè)量的電流的至少一個(gè)樣本的第一類別的閾值：確定用于針對(duì)討論中的迭代施加的電壓值的函數(shù)的值，并將確定的函數(shù)的值乘以第一預(yù)定因子。

14、這允許使用適用于各種不同絕緣類型的預(yù)定因子可靠并且自動(dòng)地確定閾值。

15、在示例中，該方法包括通過(guò)以下過(guò)程來(lái)計(jì)算針對(duì)表示迭代中測(cè)量的電流的至少一個(gè)樣本的第一類別的閾值：將確定的函數(shù)的值乘以預(yù)定因子并添加與測(cè)量數(shù)據(jù)中的噪聲水平相關(guān)的因子。

16、在示例中，與測(cè)量數(shù)據(jù)中的噪聲水平相關(guān)的因子通過(guò)以下過(guò)程來(lái)生成：取測(cè)量數(shù)據(jù)與函數(shù)之間的差的標(biāo)準(zhǔn)差或方差，其中，與較舊的數(shù)據(jù)相比，較新的數(shù)據(jù)被去加權(quán)。

17、該方法允許對(duì)噪聲進(jìn)行可靠的估計(jì)，該估計(jì)不會(huì)受到由于接近擊穿電壓而導(dǎo)致的電流增加效應(yīng)的過(guò)度影響。

18、在示例中，該方法包括生成電子顯示器，電子顯示器示出作為施加的電壓的函數(shù)的電流的測(cè)量樣本以及表示作為施加的電壓的函數(shù)的第一類別的閾值的函數(shù)。

19、該方法允許向用戶提供直觀的顯示，以示出測(cè)試的進(jìn)展并指示測(cè)試是否接近擊穿電壓。

20、在示例中，該方法包括通過(guò)處理針對(duì)相應(yīng)迭代測(cè)量的至少一個(gè)樣本和針對(duì)多個(gè)先前迭代測(cè)量的樣本，來(lái)確定針對(duì)每次迭代的第二類別的閾值；并且

21、響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第二類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，生成指示存在絕緣故障風(fēng)險(xiǎn)的第二電子信號(hào)。

22、該方法允許在停止測(cè)量之前自動(dòng)提供絕緣故障風(fēng)險(xiǎn)的警告。

23、在示例中，該方法包括生成電子顯示器，電子顯示器示出作為施加的電壓的函數(shù)的電流的測(cè)量樣本以及作為施加的電壓的函數(shù)的第二類別的閾值。

24、該方法允許向用戶提供直觀的顯示，以示出測(cè)試的進(jìn)展并指示測(cè)試接近擊穿電壓的程度。

25、在示例中，該方法包括：

26、通過(guò)處理針對(duì)相應(yīng)迭代測(cè)量的至少一個(gè)樣本和針對(duì)多個(gè)先前迭代測(cè)量的樣本，來(lái)針對(duì)每次迭代確定第三類別的閾值；并且

27、響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第三類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，生成指示存在絕緣故障風(fēng)險(xiǎn)的第三電子信號(hào)，其中，第三電子信號(hào)指示比第二電子信號(hào)更高的絕緣故障風(fēng)險(xiǎn)。

28、該方法允許向用戶更精細(xì)地分級(jí)指示絕緣擊穿的風(fēng)險(xiǎn)水平。

29、在示例中，該方法包括響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第一類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，停止向電絕緣體施加電壓。

30、該方法允許降低絕緣擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。

31、在示例中，該方法包括響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第一類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，生成指示測(cè)量已經(jīng)停止的電子信號(hào)。

32、該方法向用戶提供測(cè)量狀態(tài)的指示。

33、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種測(cè)量裝置，用于通過(guò)向電絕緣體施加電壓、隨時(shí)間增加電壓、并且針對(duì)多個(gè)施加電壓測(cè)量通過(guò)電絕緣體的所得電流來(lái)執(zhí)行電絕緣體的絕緣電阻的測(cè)量，該裝置包括：

34、用于向電絕緣體施加電壓的電路；

35、用于測(cè)量通過(guò)電絕緣體的電流的電路；以及

36、至少一個(gè)處理器，被配置為使測(cè)量裝置執(zhí)行以下步驟：

37、對(duì)來(lái)自用于測(cè)量通過(guò)電絕緣體的電流的電路的輸出進(jìn)行采樣，以產(chǎn)生至少一個(gè)樣本，至少一個(gè)樣本表示當(dāng)存在施加到電絕緣體的第一電壓時(shí)測(cè)量的電流；

38、迭代地執(zhí)行對(duì)來(lái)自電路的輸出進(jìn)行采樣以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)另外的樣本的步驟，一個(gè)或多個(gè)另外的樣本表示當(dāng)施加到電絕緣體的電壓以連續(xù)增量增加時(shí)測(cè)量的相應(yīng)電流；

39、對(duì)于每次迭代，通過(guò)處理針對(duì)相應(yīng)迭代測(cè)量的至少一個(gè)樣本和針對(duì)多個(gè)先前迭代測(cè)量的樣本，來(lái)確定針對(duì)表示迭代中測(cè)量的電流的至少一個(gè)樣本的第一類別的閾值；并且

40、響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第一類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，停止增加施加到電絕緣體的電壓。

41、在示例中，至少一個(gè)處理器被配置為使測(cè)量裝置執(zhí)行如已經(jīng)提及的方法的示例。

42、在示例中，測(cè)量裝置包括儀表和儀表外部的設(shè)備，設(shè)備包括處理器和顯示器，其中，儀表包括用于向電絕緣體施加電壓的電路、用于測(cè)量通過(guò)電絕緣體的電流的電路以及用于與所述設(shè)備通信的電路。

43、這為測(cè)量結(jié)果和指示提供了方便的顯示。

44、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種保存指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該指令用于使一個(gè)或多個(gè)處理器以使用于執(zhí)行電絕緣體的絕緣電阻的測(cè)量的測(cè)量裝置執(zhí)行以下步驟：

45、接收至少一個(gè)樣本，至少一個(gè)樣本表示當(dāng)存在施加到電絕緣體的第一電壓時(shí)測(cè)量的電流；

46、迭代地執(zhí)行接收一個(gè)或多個(gè)另外的樣本的步驟，一個(gè)或多個(gè)另外的樣本表示當(dāng)施加到電絕緣體的電壓以連續(xù)增量增加時(shí)測(cè)量的相應(yīng)電流；

47、對(duì)于每次迭代，通過(guò)處理針對(duì)相應(yīng)迭代測(cè)量的至少一個(gè)樣本和針對(duì)多個(gè)先前迭代測(cè)量的樣本，來(lái)確定針對(duì)表示迭代中測(cè)量的電流的至少一個(gè)樣本的第一類別的閾值；并且

48、響應(yīng)于表示電流超過(guò)針對(duì)相應(yīng)迭代的第一類別的確定的閾值的測(cè)量的至少一個(gè)樣本，使測(cè)量裝置停止增加施加到電絕緣體的電壓。

49、從僅通過(guò)示例的方式給出的示例性實(shí)施方式的以下描述中，本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。