基于单片机的100kV高压试验台的设计

　　100 kV高压试验台是专为铁路行业，低压柜生产企业，电力电子行业，绝缘材料生产、使用单位的高、低电压耐压试验而设计制造的，是上述部门产品检验的必备设备。该设备具有手动测试与自动测试两种功能，使用方便安全，性能优越可靠，外形结构美观和移动方便等特点。

　　硬件设计

　　1. 系统构成

　　本高压试验台是控制台、试验变压器分体式的试验设备。试验变压器采用YDJ —50 kV·A 充气式变压器，控制台内部放置柱式调压器、隔离变压器、控制变压器、步进电动机等。

　　2. 工作原理

　　如图 1 所示，本高压试验台工作电源电压为AC 380 V，高压输出为AC 0～100 kV 可调。柱式电动调压器通过步进电动机控制，步进电动机与调压器之间采用可靠的链式传动，由单片机控制步进电动机，从而实现调压功能。人机界面采用触摸式一体机，电压电流值以及计时功能均可通过触摸屏实现，触摸屏与单片机采用 RS485 通信，从而实现试验台所有控制过程都可以通过人机界面实现。

　　3. 实现功能

　　(1)自动保护功能

　　在试验过程中泄漏电流值超过预设规定值时，试验台自动切断电源，调压器回到下限位并且自动分闸。

　　(2)参数调节功能

　　该试验设备能在 AC 0～100 kV 连续可调试验电压值，泄漏电流值0～500 mA 连续可调。耐压时间自由设定，在设定时间到后调压器自动回到下限位并分闸。

　　(3)安全提示功能

　　在试验过程中一直伴随着声光警灯提示。在试验过程如遇突发事件，可按急停按钮，使其快速切断所有电源。此时，急停指示电源指示灯亮。

　　(4)零位保护功能

　　在调压器没有归零，直接按分闸、急停按钮或突然断电情况下，再次送电时，调压器将自动回到下限位，待下降指示灯熄灭以后，方可再次合闸启动。

　　(5)自动分闸功能

　　当到达试验所设时间时，调压器下降到下限位，试验台自动分闸切断主电路电源。

　　软件设计

　　1. 触摸式一体机软件设计

　　本试验台所采用的触摸式一体机基于WindowsCE操作系统下的控制平台，它拥有32 bit ARM920T高速处理器内核。

　　软件设计是基于C#可视化语言编程，仪表与触摸屏、触摸屏与单片机之间的通信采用RS485总线。具有良好的抗噪声干扰性，较高的传输速度，较长的传输距离。

　　自行设计的耐压测试系统界面如图2 所示，显示状态为正在升压过程中。升压过程结束后，开始计时，进行耐压测试。在这过程中，如果试验电流过电流，步进电动机将控制调压器自动下降，主回路停止输出电压，所得到的泄漏电流值也将在下方左侧呈现曲线变化。试验结束后，试验数据被自动保存在下方空白栏中，使用者也可以通过数据查阅查看以前试验数据。