CN103472324A

CN103472324A - 氧化锌避雷器带电测试装置

Info

Publication number: CN103472324A
Application number: CN2013103602268A
Authority: CN
Inventors: 严利华; 蔡晓鹏
Original assignee: JIANGXI NORTHEAST OF JIANGXI POWER SUPPLY Co; State Grid Corp of China SGCC
Current assignee: JIANGXI NORTHEAST OF JIANGXI POWER SUPPLY Co; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明涉及一种氧化锌避雷器带电测试装置。它包括单片机控制系统、AD转换器、传感器、模拟开关及程控放大、电源管理、存储器、显示器、打印机、优盘控制等，单片机控制系统的核心板为意法半导体STM32F103作为处理器；AD转换器采用美国ADI公司的高精度16位模数转换器AD7656；传感器为高精度零磁通传感器KT0.02-PJ。该装置能有效分离出阻性电流、容性电流及功率损耗，准确、实用、直观的表现设备绝缘状态，辅助运行人员能够方便、准确的判断绝缘状况，从而有效地保证电力系统安全运行的可靠性。

Description

氧化锌避雷器带电测试装置

技术领域

本发明属于变电站高压设备带电测试与故障诊断技术领域，具体涉及一种氧化锌避雷器带电测试装置。

背景技术

氧化锌避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一，它主要用于限制由电力线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压。氧化锌避雷器是由氧化锌电阻片串联而成，电阻片长期承受运行电压，并有泄露电流不断流过，氧化锌避雷器在运行电压和过电压下将不断劣化，同时由于长期运行氧化锌避雷器内部可能会受潮，表现为泄露电流增大，如果这种故障情况得不到控制，氧化锌避雷器会出现击穿损坏或爆炸事故，影响电力系统的安全运行。所以在氧化锌避雷器的运行中，采用预防性试验的方法来判断其质量状况是非常必要的。

按照电力行业标准DL/T596-1996的规定，主要的试验方法是在测量运行电压下的交流泄露电流。避雷器的好坏表现在其阻性电流的大小，为了测量氧化锌避雷器的阻性电流和功率损耗，必须引入电压参考信号。以往，氧化锌避雷器带电测试的常规测量方式都是把PT二次侧的电压信号作为参考信号，这样带来很多不必要的麻烦，如每次试验都须打开PT端子箱，进行接线测试，而且这样很不安全，可能引起保护误动作，造成不良后果。此外，由于不同变电站之间、主变与站用变压器的联结方式必然导致现有技术对分离阻性电流等参数测量精度低、测量结果的重复性差等问题，辅助运行人员难以方便、准确地判断其绝缘状况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于站用变压器低压侧的市电电压作为参考信号进行带电测试的氧化锌避雷器带电测试装置，具有测量精度高、测量结果重复性高、使用安全方便的特点。

为了实现本发明的目的，本发明采用下述技术方案：一种氧化锌避雷器带电测试装置，它包括单片机控制系统、AD转换器、传感器、模拟开关及程控放大、电源管理、存储器、显示器、打印机、优盘控制等，其特征是：所述的单片机控制系统，核心板为意法半导体STM32F103作为处理器；AD转换器，是美国ADI公司的高精度16位模数转换器AD7656；传感器，为高精度零磁通传感器KT0.02-PJ。

上述存储器可采用AT25DF161存储芯片，可提供2MB字节Flash存储空间，实现数据永久保存不丢失。

上述显示器可采用8.0英寸，分辨率为800*600的彩色液晶显示器，显示效果清晰，图像稳定，不失真。

本发明采取站用变压器低压侧的市电电压作为参考信号进行带电测试，本着面向现场的思路，考虑到各种复杂的现场运行情况，经过多次现场试验，证明该装置能有效分离出阻性电流、容性电流及功率损耗，准确、实用、直观的表现设备绝缘状态，辅助运行人员能够方便、准确的判断绝缘状况，从而有效地保证电力系统安全运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明电路框图。

图2为本发明外观总体结构示意图。

图3为本发明测量原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例并对照附图对本发明进行详细说明。

实施例：

参见图2，本实施案例所述的氧化锌避雷器带电测试装置包括单片机控制系统、AD转换器、模拟开关及程控放大、传感器、电源管理、存储器、显示器、打印机、优盘控制等部分组成。

参见图2，核心板采用意法半导体STM32F103作为处理器，STM32F103采用高效率的ARM Cortex-M3内核，其内核可以工作在72MHz的速度。其专门为嵌入式控制领域而设计，具有高效的计算和控制处理能力。

参见图2，AD转换器采用美国ADI公司的高精度16位模数转换器AD7656，转换速率高达250kbps，实现对测量信号的快速采样与计算。

AD7656内置6路*16位快速低功耗逐次逼近型ADC，并且内置低噪声、宽带宽采样保持放大器，可最高处理4.5MHz的输入频率；转换过程与数据采集利用CONVST信号和内部振荡器进行控制，3个CONVST（CONVSTA、CONVSTB、CONVSTC）允许3对ADC独立地进行同步采样，AD7656具有一个高速的并行接口和一个串行接口，为器件与微处理器和DSP的接口连接创造了条件；该器件均可在±4*Vref和±2*Vref范围内支持真双极性信号输入，此外还内置了一个片内电压基准源。这样可以很好将模拟信号、相位精准的转化为数字信号进行处理显示。

参见图2，存储器采用大规模数据存储芯片技术，AT25DF161可提供2MB字节Flash存储空间，实现数据永久保存不丢失。

该器件的SPI接口速率达到了85MHz，方便与微控制器的连接；支持4KB、32KB、64KB、全片擦除操作和硬件写保护功能，最多256字节编程，典型的编程时间为1ms，可软件控制芯片复位操作；擦除次数达到10万次，数据保存可达20年。

参见图2，显示器采用8.0英寸，分辨率为800*600的彩色液晶显示器，显示效果清晰，图像稳定，不失真。

采用日本东芝显示控制芯片，它在同类产品中是功能最强的，其特点：1、较强功能的I/O 缓冲器；2、指令功能丰富；3、四位数据并行发送，最大驱动能力为1024*768点阵；4、图形和文本方式混合显示。

参见图2，电压、电流信号输入采用高精度零磁通传感器，可将微小的电流信号转换后不失真，电压信号转换后测量稳定；经过信号调理电路送入模数转换器中进行处理。

比较传统仪器来说，电压电流信号的测量范围较窄（0～10mA电流信号、0～57V电压信号），无法满足本装置现场使用情况。为了适应本装置测量变电站站用变压器低压侧的电压信号（市电220V），选用高精度零磁通传感器可测量0～20mA电流信号（有效值），0～220V电压信号（有效值），该型号传感器KT0.02-PJ具有稳定精度高、暂态特性好、过载范围宽、一致性优、可靠性高的特点，并能有效抑制共模干扰和查模干扰。接口简单、试用方便、运行可靠。

本发明具有如下技术特点：

1、支持有PT、无PT和站变市电等取电方式作为参考电压信号；

2、既可三相分时测量MOA，也可单相连续测量；

3、具有抗干扰功能，能自动补偿相间干扰，确保数据准确可靠；

4、配合高速微处理器，实时显示分析测量数据及波形；

5、运用FFT变换、谐波分析和数字滤波等算法进行数据处理；

6、采用8英寸800*600真彩液晶显示屏，Windows菜单操作提示；

7、内置大容量非易失性存储器，可存储200组测量数据，并且可导入U盘存储；

8、内置USB控制器支持U盘存储，可存储10000组测量数据，并且可导入PC机管理；

9、内置高精度实时时钟功能：可进行日期及时间校准；

10、自带高速微型热敏打印机：可打印测量及历史数据；

11、具有无线蓝牙传输功能，可将历史记录传输至移动终端；

内置4000mAh可充电锂电池，待机时间6～8小时，方便现场使用。

Claims

1.一种氧化锌避雷器带电测试装置，它包括单片机控制系统、AD转换器、传感器、模拟开关及程控放大、电源管理、存储器、显示器、打印机、优盘控制等，其特征是：所述的单片机控制系统，核心板为意法半导体STM32F103作为处理器；AD转换器，是美国ADI公司的高精度16位模数转换器AD7656；传感器，为高精度零磁通传感器KT0.02-PJ。

2.如权利要求1所述氧化锌避雷器带电测试装置，其特征是：所述的存储器选用AT25DF161存储芯片。

3.如权利要求2所述氧化锌避雷器带电测试装置，其特征是：所述的显示器为8.0英寸，分辨率为800*600的彩色液晶显示器。

4.如权利要求3所述氧化锌避雷器带电测试装置，其特征是：所述的显示器选用日本东芝显示控制芯片。