CN103675624A - 一种避雷器工频电压试验装置及试验方法 - Google Patents

一种避雷器工频电压试验装置及试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种避雷器工频电压试验装置及试验方法，试验装置包括充电回路,通过充电回路充电的电容器，电容器与电感连接形成串联谐振回路，试品与电感并联，通过电感为试品施加工频电压，试品与电感之间连接有用于测量试品电压和电流的分压器和分流器，电容器与电感形成的串联谐振回路上安装有开关一，试品连接调波电感和开关二后与电感连接；所述分压器和分流器连接有分别测量其电压和电流的测量单元；电容器和电感产生串联谐振，电感上产生的工频电压施加到试品上，通过控制开关二的打开时间，来控制施加到试品上的工频电压时间，实现了避雷器大容量的短时工频耐压试验，以及避雷器的工频电压和电流波形参数的测量和记录。

Description

一种避雷器工频电压试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及避雷器试验领域，特别涉及一种避雷器工频电压试验装置及试验方法。
背景技术
避雷器是电力系统的重要保护电器，已在电力系统和串补装置中广泛应用，避雷器工频参数的测量和研究对避雷器与系统参数的配合是非常重要的，尤其对串补装置用避雷器。试验室采用试验变压器对避雷器在小容量的工频电压下的特性可以测量，对于大容量的工频电压试验，需要的变压器投资非常大，实验装置体积庞大，结构复杂，目前试验室对超过1000kVA的大容量的避雷器用电阻片工频电压试验还无法进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避雷器工频电压试验装置及试验方法，解决现有测试装置无法实现超过1000kVA的大容量避雷器用电阻片工频电压试验的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予已实现：
一种避雷器工频电压试验装置，包括充电回路,通过充电回路充电的电容器，电容器与电感连接形成串联谐振回路，试品与电感并联，通过电感为试品施加工频电压，试品与电感之间连接有用于测量试品电压和电流的分压器和分流器，电容器与电感形成的串联谐振回路上安装有开关一，试品连接调波电感和开关二后与电感连接；所述充电回路、开关一和开关二连接有控制其工作的控制单元，所述分压器和分流器连接有分别测量其电压和电流的测量单元。
所述充电回路采用恒压源或恒流源。
所述电容器由25台～30台电容器并联组成。
所述电感采用多抽头方式得到不同的电感量，用于谐振回路的调谐。
所述调波电感采用多抽头方式得到不同的电感量，用于调整试验回路的波形。
所述测量单元包括采集卡，利用采集卡分别采集分压器和分流器的电压波形。
所述分压器采用高压探头、电容分压器或电阻分压器；所述分流器采用电阻分流器或电流互感器线圈。
所述测量单元设置有具有向上位计算机提供远程通讯的接口。
一种避雷器工频电压试验方法，控制单元分别给充电回路、开关一和开关二发出控制信号，使得电容器充电，然后开关一和开关二闭合；电容器和电感产生串联谐振，电感上产生的工频电压通过调波电感和开关二施加到试品上，通过控制开关二的打开时间，来控制施加到试品上的工频电压时间；测量单元分别采集分压器和分流器的电压波形，把通过试品的电压和电流波形参数采集到计算机中进行分析和记录。
所述试品上的工频电压幅值为1kV～6kV，工频电流幅值为0.01kA～2kA，持续时间0.01s～0.2s。
本发明采用充电回路为电容器充电，电容器充电后和电感产生串联谐振，电感上产生的工频电压通过调波电感和开关二施加到试品上，测量单元分别采集分压器和分流器的电压波形，把通过试品的电压和电流波形参数采集到计算机中进行分析和记录，实现了避雷器大容量的短时工频耐压试验，以及避雷器的工频电压和电流波形参数的测量和记录，通过开关二的打开时间，来控制施加到试品上的工频电压时间，该工频电压试验装置投资小，损耗低
进一步，测量单元设置有向上位计算机提供远程通讯的接口，可以直接将测量参数送到上位机计算、分析，实用性更强。
附图说明
图1为本发明试验装置的结构示意图
图中：1、充电回路；2、电容器；3、开关一；4、电感；5、调波电感；6、开关二；7、试品；8、分压器；9、分流器；10、测量单元；11、控制单元。
具体实施方式
参照图1，该避雷器工频电压试验装置，包括充电回路1、电容器2、开关一3、电感4、调波电感5、开关二6、分压器8、分流器9、试品7、测量单元10、控制单元11。
充电回路1采用恒压源或恒流源，充电回路1与电容器2连接为电容器2充电，电容器由25台～30台电容器并联组成，电容器与电感连接形成串联谐振回路，电容器2和电感4产生串联谐振，试品7与电感4并联，通过电感4为试品7施加工频电压，试品7与电感4之间连接有用于测量试品7电压和电流的分压器8和分流器9，所述分压器采用高压探头、电容分压器或电阻分压器；所述分流器采用电阻分流器或电流互感器线圈。所述电感4的电感量采用多抽头方式得到不同的电感量，用于谐振回路的调谐，电容器与电感形成的串联谐振回路上安装有开关一3，试品连接调波电感5和开关二6后与电感4连接，所述调波电感5采用多抽头方式得到不同的电感量，用于调整试验回路的波形；试品为避雷器用非线性电阻片；所述充电回路1、开关一3和开关二6连接有控制其工作的控制单元11，控制单元由单片机、DSP等可编程器件组成，所述分压器8和分流器9连接有分别测量其电压和电流的测量单元10。
进一步，所述测量单元包括采集卡，利用采集卡分别采集分压器和分流器的电压波形，测量单元设置有具有向上位计算机提供远程通讯的接口，所述通讯接口为RS485接口、光纤接口或无线通信接口，测量信号传递时可通过通讯电缆、光纤及无线通讯进行信号传输。
该试验装置实现了避雷器大容量的短时工频耐压，以及避雷器的工频电压和电流波形参数的测量和记录，同时该装置还具有向上位计算机提供远程通讯接口功能。
同时，本发明还公开了一种避雷器工频电压试验方法：
控制单元11分别给充电回路1、开关一3和开关二6发出控制信号，使得电容器2充电，然后开关一3和开关二6动作；电容器2和电感4产生串联谐振，电感4上产生的工频电压通过调波电感5和开关二6施加到试品7上，通过开关二6的打开时间，来控制施加到试品上的工频电压时间；测量单元10利用采集卡，分别采集分压器8和分流器9的电压波形，把通过试品7的电压和电流波形参数采集到计算机中进行分析和记录。
试品7上的工频电压幅值为1kV～6kV，工频电流幅值为0.01kA～2kA，持续时间0.01s～0.2s；测量单元10利用采集卡，分别采集分压器8和分流器9的电压波形，把试品7承受的工频电压和工频电流波形参数采集到计算机中进行分析和记录。
本发明通过充电回路为电容器充电，电容器和电感组成串联谐振回路，谐振产生电压为1kV～6kV，电流为0.01kA～2kA的工频电压，相比传统试验装置采用变压器产生高电压电流的工频电压，本发明试验装置结构简单，成本低，通过开关的打开时间，实现施加到试品上的工频电压时间，控制方法简单，容易实现，可推广到这类大容量试验装置使用。

Claims (10)

1.一种避雷器工频电压试验装置，其特征在于，包括充电回路（1）,通过充电回路（1）充电的电容器（2），电容器（2）与电感（4）连接形成串联谐振回路，试品（7）与电感（4）并联，通过电感（4）为试品（7）施加工频电压，试品（7）与电感（4）之间连接有用于测量试品（7）电压和电流的分压器（8）和分流器（9），电容器（2）与电感（4）形成的串联谐振回路上安装有开关一（3），试品（7）连接调波电感（5）和开关二（6）后与电感（4）连接；所述充电回路（1）、开关一（3）和开关二（6）连接有控制其工作的控制单元（11），所述分压器（8）和分流器（9）连接有分别测量其电压和电流的测量单元（10）。
2.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述充电回路（1）采用恒压源或恒流源。
3.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述电容器（2）由25台～30台电容器并联组成。
4.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述电感（4）采用多抽头方式得到不同的电感量，用于谐振回路的调谐。
5.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述调波电感（5）采用多抽头方式得到不同的电感量，用于调整试验回路的波形。
6.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述测量单元（10）包括采集卡，利用采集卡分别采集分压器（8）和分流器（9）的电压波形。
7.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述分压器（8）采用高压探头、电容分压器或电阻分压器；所述分流器（9）采用电阻分流器或电流互感器线圈。
8.根据权利要求1所述的避雷器工频电压试验装置，其特征在于，所述测量单元（10）设置有具有向上位计算机提供远程通讯的接口。
9.一种基于权利要求1试验装置的避雷器工频电压试验方法，其特征在于，控制单元（11）分别给充电回路（1）、开关一（3）和开关二（6）发出控制信号，使得电容器（2）充电，然后开关一（3）和开关二（6）闭合；电容器（2）和电感（4）产生串联谐振，电感（4）上产生的工频电压通过调波电感（5）和开关二（6）施加到试品（7）上，通过控制开关二（6）的打开时间，来控制施加到试品（7）上的工频电压时间；测量单元（10）分别采集分压器（8）和分流器（9）的电压波形，把通过试品（7）的电压和电流波形参数采集到计算机中进行分析和记录。
10.根据权利要求9所述的避雷器工频电压试验方法，其特征在于，所述试品（7）上的工频电压幅值为1kV～6kV，工频电流幅值为0.01kA～2kA，持续时间0.01s～0.2s。
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