CN102323558A - 氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，包括多输入端标准电阻分压器和分流器，所述标准电阻分压器包括高压臂和低压臂，所述高压臂由若干高压电阻依次串联组成，根据不同的被测试电压值有不同的电阻值，所述低压臂为一个低压电阻，该低压电阻同时兼做分流器使用，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接一接地端子；所述低压臂两端通过导线连接一输出端子。本发明采用标准电阻分压器可模拟避雷器参数测试仪的实际负载，同时可完成避雷器参数测试仪输出电压和电流的测量，可使其方便进行量值溯源；本发明将标准电阻合并成一个整体，装入一个固定的绝缘套筒内，不同的负载有不同的高压接口，保证了校准时的覆盖范围和负载电流范围，将所有单元通过底座和套筒、高压引线集合在一起，使携带方便、整齐。

Description

氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置及方法

【技术领域】

本发明属于高压设备测试技术领域，涉及高压测试设备中的校准装置，尤其是一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置及校准方法。

【背景技术】

避雷器是电力系统中的重要设备之一。氧化锌避雷器(MOA)是一种新型避雷器，在电力系统中使用越来越多，因此，对MOA的预防性试验越来越重视。MOA预防性试验项目规程规定包括直流特性试验和交流特性试验等。MOA广泛使用在配电网中，用直流高压发生器测试有很大困难。氧化锌避雷器测试仪成功解决户外现场测试的困难，属适合中国国情的创新产品。氧化锌避雷器测试仪是专门用于检测电力系统用无间隙氧化锌避雷器MOA阀电间接触不良的内部缺陷，测量MOA的直流参考电压(U_1mA)和0.75U_1mA下的泄漏电流。该仪器是电力系统以及氧化锌避雷器生产厂现场试验必不可少的设备。为了保证氧化锌避雷器测试仪的质量及使用过程中的准确、可靠，对这类测试仪进行合理、有效的校准是非常必要的。目前国内大多数生产厂家都采用了如图1所示的工作原理对氧化锌避雷器进行测试，由此看出在氧化锌避雷器测试仪的内部是将直流高压电源、测量和控制系统组成一体，当仪器升压时，由程序控制器从FL上采样，当通过MOA电流数值达到1mA时，程序控制器经FY采样此时的输出电压值U_1mA并保存该值到寄存器，同时给出降压信号，直到输出电压为0.75U_1mA时经FL测量出输出电流的大小，其电流就是我们需要测量的0.75U_1mA下的泄漏电流。这种工作原理可以大大减小测试仪的外形和重量、便于携带，但是也同样带来了如下的一些问题：

1.由于采样U_1mA电压时需要电流达到1mA才能有输出电压显示，为了保证测试仪U_1mA电压在测量范围的准确性，所以校准时要考虑校准装置的标准分压器阻值范围和功率。

2.还有在测试0.75U_1mA下的泄漏电流的大小时，当电压降低25％时，合格的氧化锌避雷器的泄漏电流大幅度降低，从1000μA降至50μA以下，所以测试电流的标准电阻在选择上也要考虑。

3.避雷器参数测试仪需要定期进行周期校准，目前无专用测试装置。

为了解决上述问题，本专利是针对目前我国主流的氧化锌避雷器参数测试仪进行校准和检测的专用装置。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置及方法，该校准装置可方便连接到被校准避雷器参数测试仪的输出端，模拟避雷器参数测试仪的实际负载，并测量避雷器参数测试仪的输出电压和输出电流，可使其方便进行量值溯源。

为了实现上述目的，本发明一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置采用如下技术方案：

一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，包括多输入端的标准电阻分压器和标准分流器的组合，所述标准电阻分压器包括高压臂和低压臂，所述高压臂由若干高压臂电阻依次串联组成，所述低压臂为一个低压臂电阻，低压臂电阻同时作为标准分流器使用，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接一接地端子；所述低压臂两端通过导线连接一输出端子；所述标准电阻分压器包括底座和设置于底座上的绝缘筒；所述高压臂设置于所述绝缘筒内，所述低压臂设置于所述底座内；所述输出端子和接地端子固定于所述底座上。

本发明进一步的改进在于：所述校准装置包括若干高压接口，所述若干高压接口连接所述高压臂，所述高压臂包括输入端和输出端，所述若干高压接口包括连接所述输入端的高压接口，还包括连接高压臂中相邻两高压电阻之间连接线的高压接口；所述高压接口设置所述绝缘筒外壁处，或设置于所述绝缘筒外侧。

本发明进一步的改进在于：所述校准装置还包括数据处理及显示单元，所述数据处理及显示单元包括机箱和设置于机箱内的输入端子、阻抗变换单元、数据处理单元和显示单元；所述输入端子通过同轴电缆连接所述输出端子；所述输入端子、阻抗变换单元、数据处理单元和显示单元依次连接。

本发明进一步的改进在于：所述高压电阻和低压电阻的材质相同，均采用无感绕法制成；所述绝缘筒的材质为环氧树脂，所述高压臂浇注于所述绝缘筒中；所述底座为金属屏蔽体。

本发明进一步的改进在于：所述高压臂由20个高压臂电阻串联而成，每个高压臂电阻的阻值为2MΩ，功率2W；低压臂电阻的阻值为20kΩ，功率为0.5W。

本发明进一步的改进在于：所述校准装置还包括用于连接氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪的输出端与高压臂的高压连接线(1)。

为了实现上述目的，本发明一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置还可以采用如下技术方案：

一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，包括标准电阻分压器和数据处理及显示单元；所述标准电阻分压器包括高压臂和低压臂，所述高压臂为一个可变电阻，所述高压臂包括高压臂输入端和高压臂输出端；所述低压臂为一个低压电阻，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接一接地端子；所述低压臂两端通过导线连接一输出端子；所述数据处理及显示单元包括机箱和设置于机箱内的输入端子、阻抗变换单元、数据处理单元和显示单元；所述输入端子通过同轴电缆连接所述输出端子；所述输入端子、阻抗变换单元、数据处理单元和显示单元依次连接；所述可变电阻与所述低压电阻的材质相同。

为了实现上述目的，本发明一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准方法采用如下技术方案：

一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准方法，采用校准装置对所述参数测试仪进行校准，所述校准装置包括高压连接线、标准电阻分压器和数据处理及显示单元；所述标准电阻分压器包括高压臂和低压臂，所述高压臂由若干高压电阻依次串联组成，所述低压臂为一个低压电阻，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接一接地端子；所述低压臂两端通过导线连接一输出端子；所述数据处理及显示单元包括机箱和设置于机箱内的输入端子、阻抗变换单元、数据处理单元和显示单元；所述输入端子通过同轴电缆连接所述输出端子；所述输入端子、阻抗变换单元、数据处理单元和显示单元依次连接；

所述校准方法包括以下步骤：

1)将校准装置的接地端子接地；

2)通过高压连接线连接避雷器参数测试仪输出端与标准电阻分压器的高压臂；调整高压连接线连接高压臂的不同高压接口，得到不同的输入阻抗，使避雷器参数测试仪的输出为1mA和0.75mA的电流。

3)通过将避雷器参数测试仪自身的显示值和由校准装置的测试值比较确定避雷器参数测试仪的输出电压、输出电流的误差。

本发明进一步的改进在于：所述高压臂由20个高压臂电阻串联而成，每个高压臂电阻的阻值为2MΩ，功率2W；低压臂电阻的阻值为20kΩ，功率为0.5W。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明采用标准电阻分压器和标准分流器可模拟避雷器参数测试仪的实际负载，同时可完成避雷器参数测试仪输出电压和电流的测量，可使其方便进行量值溯源；

2)本发明将标准电阻合并成一个整体，装入一个固定的绝缘套筒内，不同的负载有不同的高压接口，保证了校准时的覆盖范围，将所有单元通过底座和套筒、高压引线集合在一起，使携带方便、整齐；

3)本发明通过分压比K，显示单元所显示的电压U₂、电流I₂可以一次计算出避雷器参数测试仪的输出电压电压U₁、电流I₁。

【附图说明】

图1为避雷器参数测试仪的结构原理图；

图2为标准分压器的结构示意图；

图3为数据处理及显示单元的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

请参阅图2及图3所示，本发明一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置包括标准电阻分压器20，高压连接线1，数据处理及显示单元21和高压接口。

参见图2所示，标准电阻分压器20包括环氧树脂绝缘筒6和底座7，绝缘筒6固定于底座7上，绝缘筒6内设有依次串联的高压臂电阻R₁、R₂、R₃、R₄、、、、、R_n，高压臂电阻R₁、R₂、R₃、R₄、、、、、R_n串联形成高压臂电阻串；高压接口2连接高压臂电阻R₁一端，高压接口3连接于高压臂电阻R₁与R₂之间，高压接口4连接于高压臂电阻R₂与R₃之间，高压接口5连接于高压臂电阻R₃与R₄之间，依次类推，相邻两个高压臂电阻连接处连接一个高压接口；通过专高压连接线1将避雷器参数测试仪输出电压、电流连接到校准装置高压接口，不同的高压接口分别对应避雷器参数测试仪不同的输出电压下的不同的高压电阻值，使避雷器参数测试仪输出电流为1mA。高压臂电阻R₁、R₂、R₃、R₄、、、、、R_n等串联连接，并与设置于底座7内的低压臂电阻r串联，r的另一端通过接地端子9接地，低压臂电阻r的两端通过导线连接到输出端子8；分压器20的输出电压U₂(即低压臂电阻r两端的电压)通过安装在底座7上的输出端子8输出。避雷器参数测试仪输出电压U₁由分压器20的输出电压U₂乘以分压器20的分压比k(即高压臂中所使用的高压臂电阻的阻值之和与低压臂电阻r之间的比值)得到，以达到校准避雷器参数测试仪输出电压的目的；避雷器参数测试仪输出电流I₁由分压器20的输出电压U₂除以电阻r得到，以达到校准避雷器参数测试仪输出电流的目的。

参见图3所示，数据处理及显示单元21包括输入端子10、阻抗变换单元11、数据处理单元12、显示单元13，它们封装在机箱14中。分压器20的输出端子8与数据处理及显示单元21的输入端子10之间通过同轴电缆连接。分压器20的输出电压U₂通过阻抗变换单元11实现后续电路与标准分压器的阻抗隔离，并给数据处理单元12传输相同幅值的电压信号，数据处理单元12通过集成DPS单片微处理器分别计算得到U₁和I₁值，由液晶显示组成的显示单元13进行结果显示，通过测量计算得到U₁和I₁值与避雷器参数测试仪的本身的U₁和I₁显示值相比较，从而实现避雷器参数测试仪的输出电压、电流的量值校准。

标准电阻分压器20由多个标准电阻串联构成高压臂，低压标准电阻构成低压臂，高压臂和低压臂串联，低压臂的另一端接地，由低压臂输出与高电压成比例的低电压信号，测量这个低电压信号乘以分压比就可得到被测的高压值。高压电阻分压器20的高、低压臂的电阻元件选用同一材料的电阻器，使得分压器具有较为稳定的温度系数，同时选择稳定的低温度系数、低电感的电阻元件，该电阻元件采用无感绕法，电感量较低，保证电压分压器20具有高准确度。高压接口的高压引线设有绝缘外套，达到对地绝缘的需要。底座7为金属屏蔽体，可以屏蔽外界电磁干扰信号。分压器20的高压臂还可以采用一个可变电阻替换高压电阻R₁、R₂、R₃、R₄、、、、、R_n；该可变电阻包括输入端和输出端，调整高压连接线连接高压臂的位置，从而调节高压电阻的阻值大小，使避雷器参数测试仪能输出为1mA和0.75mA的电流的目的。

本发明优选的技术方案中，高压臂由20个高压臂电阻串联而成，每个高压臂电阻的阻值为2MΩ，功率2W；低压臂电阻的阻值为20kΩ，功率为0.5W。K值范围为100∽1500，使得本发明校准装置所能测量的避雷器参数测试仪输出电压U₁电压范围为2∽30kV，输出1mA和0.75mA的泄漏电流。

Claims (9)

1.一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，包括多量值的标准电阻分压器和标准电流分流器，所述标准电阻分压器和标准电流分流器包括高压臂和低压臂，低压臂兼做标准电流分流器，所述高压臂由若干高压臂电阻依次串联组成，所述低压臂为一个低压臂电阻(r)，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接一接地端子(9)；所述低压臂两端通过导线连接一输出端子(8)；所述标准电阻分压器包括底座(7)和设置于底座(7)上的绝缘筒(6)；所述高压臂设置于所述绝缘筒(6)内，所述低压臂设置于所述底座(7)内；所述输出端子(8)和接地端子(9)固定于所述底座(7)上。

2.如权利要求1所述一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，所述校准装置包括若干高压接口，所述若干高压接口连接所述高压臂，所述高压臂包括输入端和输出端，所述若干高压接口包括连接所述输入端的高压接口，还包括连接高压臂中相邻两高压电阻之间连接线的高压接口；所述高压接口设置所述绝缘筒(6)外壁处，或设置于所述绝缘筒(6)外侧。

3.如权利要求1所述一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，所述校准装置还包括数据处理及显示单元(21)，所述数据处理及显示单元(21)包括机箱(14)和设置于机箱(14)内的输入端子(10)、阻抗变换单元(11)、数据处理单元(12)和显示单元(13)；所述输入端子(10)通过同轴电缆连接所述输出端子(8)；所述输入端子(10)、阻抗变换单元(11)、数据处理单元(12)和显示单元(13)依次连接。

4.如权利要求1所述一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，所述高压电阻和低压电阻的材质相同，均采用无感绕法制成；所述绝缘筒(6)的材质为环氧树脂，所述高压臂浇注于所述绝缘筒(6)中；所述底座(7)为金属屏蔽体。

5.如权利要求1所述一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，所述高压臂由20个高压臂电阻串联而成，每个高压臂电阻的阻值为2MΩ，功率2W；低压臂电阻的阻值为20kΩ，功率为0.5W。

6.如权利要求1所述一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，所述校准装置还包括用于连接氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪的输出端与高压臂的高压连接线(1)。

7.一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准装置，其特征在于，包括标准电阻分压器(20)和数据处理及显示单元(21)；所述标准电阻分压器(20)包括高压臂和低压臂，所述高压臂为一个可变电阻，所述高压臂包括高压臂输入端和高压臂输出端；所述低压臂为一个低压电阻(r)，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接接地端子(9)；所述低压臂两端通过导线连接输出端子(8)；所述数据处理及显示单元(21)包括机箱(14)和设置于机箱(14)内的输入端子(10)、阻抗变换单元(11)、数据处理单元(12)和显示单元(13)；所述输入端子(10)通过同轴电缆连接所述输出端子(8)；所述输入端子(10)、阻抗变换单元(11)、数据处理单元(12)和显示单元(13)依次连接；所述可变电阻与所述低压电阻的材质相同。

8.一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准方法，其特征在于，采用校准装置对所述参数测试仪进行校准，所述校准装置包括高压连接线(1)、标准电阻分压器(20)和数据处理及显示单元(21)；所述标准电阻分压器(20)包括高压臂和低压臂，所述高压臂由若干高压臂电阻依次串联组成，所述低压臂为一个低压臂电阻(r)，所述高压臂与所述低压臂串联，低压臂的另一端连接一接地端子(9)；所述高压臂上设有多个高压接口；所述低压臂两端通过导线连接一输出端子(8)；所述数据处理及显示单元(21)包括机箱(14)和设置于机箱(14)内的输入端子(10)、阻抗变换单元(11)、数据处理单元(12)和显示单元(13)；所述输入端子(10)通过同轴电缆连接所述输出端子(8)；所述输入端子(10)、阻抗变换单元(11)、数据处理单元(12)和显示单元(13)依次连接；

所述校准方法包括以下步骤：

1)将校准装置的接地端子(9)接地；

2)通过高压连接线(1)连接避雷器参数测试仪输出端与标准电阻分压器(20)的高压臂；调整高压连接线(1)连接高压臂的高压接口，得到不同的输入阻抗，使避雷器参数测试仪的输出为1mA和0.75mA的电流；

3)通过将避雷器参数测试仪自身的显示值和由校准装置的测试值比较确定避雷器参数测试仪的输出电压、输出电流的误差。

9.如权利要求8所述一种氧化锌避雷器阀片直流残压参数测试仪校准方法，其特征在于，所述高压臂由20个高压臂电阻串联而成，每个高压臂电阻的阻值为2MΩ，功率2W；低压臂电阻的阻值为20kΩ，功率为0.5W。

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