CN101299062B - 氧化锌避雷器阻性电流测试仪校验装置 - Google Patents

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Abstract

氧化锌避雷器阻性电流测试仪校验方法，其特征在于：依据国家标准DL/T987-2005《氧化锌避雷器阻性电流测试仪技术条件》中建立的氧化锌避雷器阻性的如下数学模型，u＝U Sinωt(1)i＝IR1Sinωt+IR3Sin(3ωt+π)+IC1Sin(ωt+π/2) (2)用软件技术合成参比电压信号v和全电流信号i，由计算机控制一台高精度D/A转换器，将软件合成的参比电压和全电流的数字信号转换成为模拟信号，再经过程控精密功放单元进行调理和放大后做为校验氧化锌避雷器阻性电流测试仪的标准信号。该方法采用计算机智能控制技术，数字化设计原理，测量准确度高，测量数据便于处理和保存。该装置可以方便的设置各种校验参数如参比电压、全电流，阻性电流，容性电流等，还可以进行三次谐波阻性电流的设置。

Description

氧化锌避雷器阻性电流测试仪校验装置
技术领域
本发明属于电力设备测试技术领域，具体涉及一种氧化锌避雷器阻性电流测试仪校验装置，适用于校验氧化锌避雷器阻性电流测试仪的测量准确度。
背景技术
氧化锌避雷器是保证电力系统安全运行的重要设备，氧化锌避雷器阻性电流测试仪通过测量流过氧化锌避雷器绝缘的泄漏电流，从而可以评估氧化锌避雷器的绝缘状况，对于系统的安全运行具有十分重要的意义。
目前对于氧化锌避雷器阻性电流测试仪的校验主要采用电阻、电容元件并联方法，即采用硬件方法模拟氧化锌避雷器的运行状况，这种方法需要在电路中接入三只电流表进行检测，其最大缺点是难以模拟氧化锌避雷器非线性特性所产生的三次谐波阻性电流，而三次谐波阻性电流是反应氧化锌避雷器绝缘的一项重要参数，同时，这种方法的稳定性也是很难保证的。
发明内容
为了克服采用硬件方法模拟氧化锌避雷器的运行状况的缺点，本发明提供了一种氧化锌避雷器阻性电流测试仪校验装置，该方法采用计算机智能控制技术，数字化设计原理，测量准确度高，测量数据便于处理和保存。该装置可以方便的设置各种校验参数如参比电压、全电流，阻性电流，容性电流等，还可以进行三次谐波阻性电流的设置。
本发明的技术方案是：本发明的氧化锌避雷器阻性电流测试仪的校验装置，其特征在于：包括计算机、二通道D/A转换器和二通道程控精密功放单元；计算机给出数字量的电压和电流数组、波形的长度、波形频率参数，二通道D/A转换器通过USB接口与计算机连接，用于将数字量参数转换成为模拟量，二通道D/A转换器的二通道信号同步输出；二通道程控精密功放单元与二通道D/A转换器连接，用于将D/A输出的信号进行调理和放大，二通道程控精密功放单元由电压放大单元和电流放大单元构成；
二通道D/A转换器包括数字信号处理器DSP，通讯电路USB，可编程逻辑电路CPLD，数模转换接口电路D/A，256KB静态存储器，8位数字量I/O电路；其连接关系是：通讯电路USB与数字信号处理器DSP的串口连接，数字信号处理器DSP的并行总线连接数模转换接口电路D/A，数字信号处理器DSP的并行总线连接256KB静态存储器，数字信号处理器DSP的控制总线连接可编程逻辑电路CPLD，可编程逻辑电路CPLD连接8位数字量I/O电路；
电流放大单元包含第一前置放大电路、与第一前置放大电路相连的第一线性调理电路、恒流源电路和第一功放电路；D/A输出的电流信号首先进入第一前置放大电路，经过第一前置放大电路放大后的电流信号接第一线性调理电路的输入端，第一线性调理电路的输出电流信号接恒流源电路的输入端，恒流源电路的输出电流信号接第一功放电路的输入端；
电压放大单元包含第二前置放大电路、与第二前置放大电路相连的第二线性调理电路、恒压源电路、第二功放电路和升压电路；D/A输出的电压信号首先进入第二前置放大电路，经过第二前置放大电路放大后的电压信号接第二线性调理电路的输入端，第二线性调理电路的输出电压信号接恒压源电路的输入端，恒压源电路的输出电压信号接第二功放电路的输入端，第二功放电路的输出电压信号接升压电路的输入端。
本发明的优点是：本发明采用软件合成的标准电压信号源和标准电流信号源，对设备的运行状况进行模拟，产生一组相关的标准电压，电流信号，通过改变信号的幅值和相位差，可以方便的设置各种校验参数如参比电压、全电流，阻性电流，容性电流等，还可以进行三次谐波阻性电流的设置。本发明采用数字化设计原理，测量准确度高，测量数据便于处理和保存。
附图说明
图1，本发明实施例的软件合成流程图。
图2，本发明实施例的校验装置工作原理图。
图3，本发明实施例的校验装置结构示意图。
图4，是图3中的电流放大单元、电压放大单元电路框图。
具体实施方式
参见图1。本发明实施例中用软件技术合成参比电压信号v和全电流信号i的流程如图1所示。
本发明实施例的校验装置工作原理如图2，计算机依据建立的数学模型，发出标准的参比电压、全电流数字信号到D/A单元，通过D/A变换成模拟信号传输到功放单元，功放单元将电压、电流信号放大后提供给被检测装置，由于采用了纯软件控制方式，标准信号的设置如参比电压、全电流、阻性电流、容性电流、三次谐波阻性电流可通过软件设置，而且显示器同步显示输出的标准值及相关的电压、电流波形图。
参见图3。实现上述方案的氧化锌避雷器阻性电流测试仪校验装置，基于Visiul6.0编程的专用测控软件，高精度D/A转换器，将软件设置的数字量参数转换成为模拟量，二通道程控精密功放单元，其中包括一路电压放大单元和一路电流放大单元构成，将D/A输出的信号进行调理和放大。
本实施例中，基于Visiul6.0编程的专用测控软件，采用window XP操作系统，中文菜单，依据氧化锌避雷器绝缘的数学模型建立相应数据库，菜单内预先设置检测参数如参比电压、全电流、阻性电流、容性电流、三次谐波阻性电流等，同时还具有用户设置参数功能。
本实施例中，高精度二通道D/A转换器，二通道信号同步输出，主控制器采用高速数字信号处理器DSP，与计算机连接的通讯电路USB，二路精密16位D/A芯片，256KB静态存储器，8位数字量I/O电路。
电流放大单元包含第一前置放大电路，与第一前置放大电路相连的第一线性调理电路，恒流源电路，第一功放电路，最大输出电流20mA。电压放大单元包含第二前置放大电路，与第二前置放大电路相连的第二线性调理电路，恒压源电路，第二功放电路，升压电路，最大输出电压200V。
以下给出一个对比的实测例。即，选一个氧化锌避雷器阻性电流测试仪，采用电阻、电容元件并联方法，即采用硬件方法模拟氧化锌避雷器的运行状况进行检测，和用本发明的软件方法模拟的氧化锌避雷器的运行状况进行检测，将两种结果进行比较，说明本方法和装置的优点。
表1采用硬件方法的检测结果
项目   U(V)   I(mA)  IR1(mA)  IC1(mA)
标准值   100   1.00  0.20  0.98
测量值   99.3   0.98  0.17  0.96
表2采用本发明软件方法的检测结果
  项目   U(V)   I(mA)  IR1(mA)  IC1(mA)  IR3(mA)
  标准值   100   1.00  0.20  1.00  0.06
  测量值   99.1   0.98  0.18  0.97  0.05
从表1和表2的检测数据比较可知，表1采用硬件方法模拟氧化锌避雷器的运行状况，不能产生三次谐波阻性电流，因此不能对被检测仪器的这项功能进行校验。而表2采用本发明软件方法模拟氧化锌避雷器的运行状况，可以产生三次谐波阻性电流，因此可以实现对被检测仪器的这项功能进行校验。

Claims (1)

1.氧化锌避雷器阻性电流测试仪的校验装置，其特征在于：包括计算机、二通道D/A转换器和二通道程控精密功放单元；计算机给出数字量的电压和电流数组、波形的长度、波形频率参数，二通道D/A转换器通过USB接口与计算机连接，用于将数字量参数转换成为模拟量，二通道D/A转换器的二通道信号同步输出；二通道程控精密功放单元与二通道D/A转换器连接，用于将D/A输出的信号进行调理和放大，二通道程控精密功放单元由电压放大单元和电流放大单元构成；
二通道D/A转换器包括数字信号处理器DSP、通讯电路USB、可编程逻辑电路CPLD、数模转换接口电路D/A、256KB静态存储器、8位数字量I/O电路；其连接关系是：通讯电路USB与数字信号处理器DSP的串口连接，数字信号处理器DSP的并行总线连接数模转换接口电路D/A，数字信号处理器DSP的并行总线连接256KB静态存储器，数字信号处理器DSP的控制总线连接可编程逻辑电路CPLD，可编程逻辑电路CPLD连接8位数字量I/O电路；
电流放大单元包含第一前置放大电路、与第一前置放大电路相连的第一线性调理电路、恒流源电路和第一功放电路；D/A输出的电流信号首先进入第一前置放大电路，经过第一前置放大电路放大后的电流信号接第一线性调理电路的输入端，第一线性调理电路的输出电流信号接恒流源电路的输入端，恒流源电路的输出电流信号接第一功放电路的输入端；
电压放大单元包含第二前置放大电路、与第二前置放大电路相连的第二线性调理电路、恒压源电路、第二功放电路和升压电路；D/A输出的电压信号首先进入第二前置放大电路，经过第二前置放大电路放大后的电压信号接第二线性调理电路的输入端，第二线性调理电路的输出电压信号接恒压源电路的输入端，恒压源电路的输出电压信号接第二功放电路的输入端，第二功放电路的输出电压信号接升压电路的输入端。
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