CN101887085B - 一种氧化锌避雷器直流特性的测试装置及方法 - Google Patents

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本发明涉及一种氧化锌避雷器直流特性的测试装置及方法,包括微处理器控制模块、供电电源模块、A/D转换,还包括高压电源、电压采样模块、电流采样模块和D/A转换器,其高压电源集成了恒压恒流控制、倍压整流、保护电路,由D/A转换器控制其输出信号,控制高压电源输出恒流恒压信号。采用该装置测试氧化锌避雷器直流特性的方法是高压电源恒流输出1mA电流信号,电压采集电路采集被试品氧化锌避雷器的电压值,微处理器控制模块运算出0.75倍该电压值,高压电源恒压输出0.75倍该电压值,采集电流信号,判断氧化锌避雷器的电气性能,所有的测试项目全自动完成,实现避雷器不拆卸测试和不停电操作,减小了测试工作的繁琐性。

Description

一种氧化锌避雷器直流特性的测试装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及一种避雷器电气性能测试装置及方法,具体地是一种氧化锌避雷器直 流特性测试装置及方法,属供电设施测试试验技术领域。背景技术[0002] 氧化锌避雷器是用来保护电力系统中,各种电气设备免受雷电过电压、操作过电 压、工频暂态过电压冲击而损坏的电器,其性能的好坏决定了配电网供电的正常工作与否。[0003] 我国配电网广泛分布,使用氧化锌避雷器数量多,对氧化锌避雷器电气性能测试 试验工作量大。行业对氧化锌避雷器测试试验,通常采用控制箱控制倍压筒,组成高压发生 器,产生可调高压电加在氧化锌避雷器两端,通过电流、电压仪表测试《电力设备预防性试 验规程》规定的ImA电流的电压值以及O. 75倍该电压下的氧化锌避雷器泄漏电流值。[0004] 采用这种测试装置存在多种弊端,首先其组成的直流高压发生器不是专门针对氧 化锌避雷器测试试验的高压电源,接线复杂,而且体积庞大质量重,不便于携带;其次控制 箱一般需要手动调节输出电压,人工干预误存在误差大、测量精确度低的问题。[0005] 此外,配电网由于采用现有测试装备,做测试试验时必须拆除氧化锌避雷器的高 压引线,停电操作。现场试验的情况下,存在不方便取电源的问题,并且整条线路停电,影 响面大,因此一般采取轮换制,将一条线路上氧化锌避雷器拆卸下来,带到实验室做测试试 验,做完试验之后的合格氧化锌避雷器统一安装。操作程序繁琐,各地区一般要求的测试周 期长,不能及时发现避雷器出现的受潮、老化及其它隐患。[0006] 由此可见,采用现有技术测试氧化锌避雷器,试验劳动强度大、费时长、工作效率 低,不同的测试环境下测试数据波动性大,准确度低,并且停电影响正常供电。发明内容[0007] 本发明的目的是针对氧化锌避雷器的电气性能测试需要停电带来影响大、测试工 作不方便、测试结果精确度低而提供了一种不需要拆卸氧化锌避雷器、线路不停电、并且能 现场高压线拖地使用、测试精确度高的氧化锌避雷器直流特性测试装置及方法。[0008] 本发明的目的是通过以下措施来实现的:一种氧化锌避雷器直流特性测试装置及 方法,包括微处理器控制模块、供电电源模块、A/D转换,其特征是:还包括高压电源、电压 采样模块、电流采样模块、D/A转换器。[0009] 所述的高压电源集成了恒压恒流控制、倍压整流、保护电路,由D/A转换器控制其 输出信号,能工作在恒压、恒流两种模式。恒流输出ImA电流,恒压输出O. 75倍该电流下的 电压值。[0010] 电压采样模块并联在高压电源输出端,由阻抗器串联分压引出接线,连接电压测 量端子和电压反馈电路的输入端。[0011] 所述的电流采样模块由取样电阻、电流反馈、电流测量端子组成,其取样电阻串联 在高压电源的低压端与接地端之间。[0012] 供电电源模块包括市电接入端、直流电源接入端、开关电源、充电电路模块,其中 充电电路模块包括充电电路和充电电池,其输入端是市电插座接入开关电源的输出端。[0013] 采用上述装置对氧化锌避雷器直流特性进行检定的方法,将配电网中高压跌落保 险(高压令克)断开,解开氧化锌避雷器与变压器的连线,将测试装置的测量线路与被试品 氧化锌避雷器连接。[0014] 具体的测试方法如下:[0015] 一、选择供电方式给氧化锌避雷器直流特性的测试装置供电,微处理器控制模块 发出测试命令,D/A转换器输出控制电压,控制高压电源输出电压,同时与设定电流值比较 放大,直到高压电源恒流输出ImA电流信号,电压采集电路采集被试品氧化锌避雷器的电 压值;[0016] 二、微处理器控制模块运算出O. 75倍该电压值作为设定的电压值,D/A转换器输 出控制电压,减小高压电源输出电压,同时与设定电压值比较放大,调节输出电压的大小, 直到高压电源恒压输出设定电压信号;[0017] 三、微处理器控制模块处理电流采样模块的采集的电流信号,根据该电流值判断 氧化锌避雷器的电气性能。[0018] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:[0019]1、采用本发明氧化锌避雷器直流特性测试装置及方法,只需要断开高压令克,解 开氧化锌避雷器与变压器的连线即可,允许避雷器一端接地,可实现避雷器不拆卸测试,减 小了测试工作的繁琐性,并实现不停电操作,减小了测试工作带来对正常供电的影响。[0020] 2、由微处理器控制模块发出测试命令,高压电源控制端D/A转换器输出控制电 压,控制高压电源恒流输出ImA电流和恒压输出O. 75倍ImA下的电压,测试氧化锌避雷器 泄漏电流,测试过程自动控制,所有的测试项目全自动完成。[0021] 3、微处理器控制模块里面设有高速数字信号处理电路,内建精密数学算法处理采 集到的电压信号和电流信号,具有测试结果精确的优点。[0022] 4、在供电电源模块里设有市电接入端、直流电源接入端、开关电源、充电电路模 块,测试试验时可以选择市电供电,也可以采用外接直流电源供电,在野外做测试试验时, 可以选择使用内带的充电电池供电,方便野外作业。附图说明[0023] 图1是本发明测试装置电路结构框图,[0024] 图2是电压电流采样模块电路结构示意图,[0025] 图3是本发明测试装置测试接线示意图,[0026] 图4是氧化锌避雷器测试仪直流特性测试流程图,[0027] 图中:1-氧化锌避雷器,2-供电电源模块,3-电流选择开关,4-阻抗器,5-高压电 源的高压输出端,6-取样电阻,7-高压电源的低压输出端。具体实施方式[0028] 下面结合附图详细说明具体实施方式:[0029] 图1所示,氧化锌避雷器直流特性的试验装置包括高压电源、电压采样模块、电流采样模块、微处理器控制模块、供电电源模块2、A/D及D/A转换,其高压电源高压输出端与 被试品氧化锌避雷器I连接,电压采样模块并联在高压电源高压输出端5,电流采样模块串 联在高压电源低压输出端7。采集的电压信号和电流信号通过A/D转换输入到微处理器控 制模块,微处理器控制模块计算采样信号,输入到D/A转换器,控制高压电源工作在恒流模 式,恒流输出ImA电流,或控制高压电源工作在恒压模式,恒压输出O. 75倍ImA电流下的电 压。[0030]图2所示为氧化锌避雷器直流特性试验装置的电压电流采样模块电路结构示意 图,其电压采样模块设有串联阻抗器4,串联阻抗器4分压并引出接线,连接电压测量端子, 采样氧化锌避雷器电压信号,输入A/D转换器,信号经A/D输入微处理器控制模块,通过D/ A器控制高压电源工作在恒压模式;电流采样模块串联在高压电源低压输出端7,与接地端 之间串联取样电阻6,采集取样电阻6的电压信号经A/D转换器输入微处理控制模块,换算 出电流值大小,通过D/A器控制高压电源工作在恒流模式。[0031] 图3所示为氧化锌避雷器直流特性试验装置接线示意图,测试时将配电网中高压 跌落保险(高压令克)断开,解开氧化锌避雷器I与配电网中变压器的连线,将测试装置的 高压电源高压输出端5与被试品氧化锌避雷器I连接,通过D/A器控制高压电源工作在恒 流模式,电压采集模块测试氧化锌避雷器I在通有ImA电流下的电压值;采集此时电压信 号,电压值反馈信号经A/D转换器输入微处理控制模块,由微控制器计算出O. 75倍ImA电 流值作为电压设定值,通过D/A器控制高压电源减小输出电压,同时与设定值比较,D/A器 控制工作在高压电源恒压输出电流的恒压模式,电流采集模块测试氧化锌避雷器I在通有 该电压下的电流值。[0032] 在测试现场,断开高压令克,解开氧化锌避雷器与变压器的连线,将测试装置的测 量线路与被试品氧化锌避雷器连接,采用本发明装置测试氧化锌避雷器直流特性的具体实 施步骤如图4所示:[0033] 首先按键选择供电方式,选择给氧化锌避雷器直流特性的测试装置供电方式,可 以采样接入市电220V,也可以选择外接直流电,还可以选择氧化锌避雷器直流特性的测试 装置内部充电电池供电;[0034] 通电后进入主菜单,按键选择测试,微处理器控制模块发出测试命令;[0035] 高压电源控制端D/A转换器输出控制电压,高压电源恒流输出ImA电流信号;[0036] 电压采集电路采集被试品氧化锌避雷器的电压值;[0037] 微处理器控制模块运算出O. 75倍该电压值;[0038] 高压电源控制端D/A转换器输出控制电压,高压电源恒压输出O. 75倍该电压信 号;[0039] 微处理器控制模块处理电流采样模块的采集的电流信号,根据该电流值判断氧化 锌避雷器的电气性能;[0040] 显示、打印;[0041] 测试结束。[0042] 本氧化锌避雷器直流特性测试装置的核心是采用了高压电源,该电源能工作在恒 压、恒流模式,在D/A转换器输出的控制电压下,高压电源恒流输出ImA电流和恒压输出 O. 75倍该电流下的电压;其微处理器控制模块内应用数字信号处理技术,快速计算采样电流电压值,提高测试的精确度。

Claims (1)

1. 一种氧化锌避雷器直流特性的测试装置,包括微处理器控制模块、电压采样模块、电流采样模块、A/D转换器,供电电源模块,其特征是:①还包括D/A转换器、受D/A转换器控制的高压电源;②供电电源模块包括市电接入端、直流电源接入端、开关电源、充电电路模块,具体供电方式可根据现场测试情况自行选择;③微处理器控制模块通过控制D/A转换器输出电压,控制直流高压电源输出,具有ImA 恒流或O. 75倍该电流下的电压值两种工作模式;④电流采样模块通过取样电阻采集电流信号,其取样电阻串联在高压电源的低压端与接地端之间;⑤所述氧化锌避雷器直流特性的测试装置,其测试氧化锌避雷器的方法在于:微处理器控制模块通过调节D/A转换器输出电压来控制试验高压的大小,分为ImA恒流模式或O. 75倍该电流下的电压值恒压模式两个阶段分别予以控制,包括以下步骤进行:一、通过供电电源模块选择供电方式给氧化锌避雷器直流特性的测试装置供电,微处理器控制模块发出测试命令,D/A转换器输出控制电压,控制高压电源输出电压,同时与设定电流值比较放大,直到高压电源恒流输出ImA电流信号,电压采样模块采集氧化锌避雷器的电压值;二、微处理器控制模块运算出O. 75倍该电流下的电压值作为设定的电压值,D/A转换器输出控制电压,减小高压电源输出电压,同时与设定电压值比较放大,调节输出电压的大小,直到高压电源恒压输出设定电压信号;三、微处理器控制模块处理电流采样模块采集的电流信号,根据该电流值判断氧化锌避雷器的电气性能。
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