CN104375040B - 一种压敏电阻伏安特性的测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压敏电阻伏安特性的测量系统，属于电力系统测量技术领域。本测量系统中，变压器的低压侧经交流断路器和电流互感器与整流管的一端相连接，整流管的另一端与参考压敏电阻和电感并联后，经直流断路器同时与由第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器以及分流器相连，第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的高压端与待测压敏电阻相连，分压器的低压端与大地相连，其中压端、分流器和电流互感器接入可控硅。本测量系统，操作方便，智能化程度高，相对精度达到5％左右，尤其适合于测试高能氧化锌电阻阀片在作为接地电阻使用受到过电压能量冲击过程中的动态特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种压敏电阻伏安特性的测量系统，尤其涉及一种氧化锌压敏电阻阀片伏安特性测量，属于电力系统测量技术领域。
背景技术
由于受工艺和技术的限制，目前所生产的氧化锌压敏电阻单片的电压和容量一般不能满足直接作为电阻的要求，一台电阻装置通常需要很多片氧化锌压敏电阻组合起来。氧化锌压敏电阻的伏安特性具有很强的非线性，当其两端所施加的电压达到拐点值时，电压有较小的变化，流过其中的电流将会发生很大的变化，而每片氧化锌压敏电阻之间的特性差异较大，并且很难控制。因此要组装一台性能良好电阻装置，需要对每只氧化锌压敏电阻阀片伏安特性进行精确的检测。氧化锌压敏电阻阀片性能检测的准确与否直接关系着电阻装置的性能，是相关设备制造的基础。
目前常用的氧化锌压敏电阻伏安特性的测量方法是示波器测量法，主要是是采用冲击设备，对氧化锌压敏电阻进行能量冲击，用示波器检测氧化锌压敏电阻所通过的电流和氧化锌电阻两端的电压，该方法适宜于对压敏电阻特定范围的伏安性能的定点检查，属于压敏电阻静态性能的测试。对氧化锌压敏电阻这种非线性很强，电压敏感性极高的元件，采用这种方法来测量其工作状态的全部电流范围的特性，工作量巨大，成本和时间无法满足。
发明内容
本发明的目的是提出一种压敏电阻伏安特性的测量系统，尤其是氧化锌压敏电阻阀片伏安特性测量系统，用于对氧化锌压敏电阻这种非线性很强、电压敏感性极高的元件进行测量，并简化测量步骤，降低测量设备成本。
本发明提出的压敏电阻伏安特性的测量系统，包括变压器、交流断路器、电流互感器、可控硅、整流管、直流断路器、参考压敏电阻、电感、第一分压电阻、第二分压电阻和分流器；所述的变压器的低压侧经交流断路器和电流互感器与整流管的一端相连接；所述的整流管的另一端与参考压敏电阻和电感并联后，经直流断路器同时与由第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器以及分流器相连；所述的第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的高压端与待测压敏电阻相连，第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的低压端与大地相连；所述的第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的中压端、分流器和电流互感器接入可控硅，可控硅同时接地。
本发明提出的压敏电阻伏安特性的测量系统，与原有的示波器测量方法相比，具有以下优点：
1、本发明的压敏电阻伏安特性的测量系统，操作方便，智能化程度高，一次测试结束后，自动给出最大测试电压、最大测试电流和测试能量以及伏安特性图，可根据设定，自动列表给出对应的电流电压数值，最后给出符合误差要求的伏安特性拟合方程，一片的处理时间约一分钟左右。
2、本发明的测量系统，测试精度高，相对精度达到5％左右，尤其适合于测试高能氧化锌电阻阀片，能够测试出氧化锌压敏电阻在受到过电压能量冲击过程中的动态特性。
3、本发明测量系统，与传统示波器测量方法仅适用于压敏电阻静态性能的测试相比，本发明适用于压敏电阻的动态特性及大电流测量，能够满足氧化锌压敏电阻非线性很强、电压敏感性极高的特点。
附图说明
图1是本发明提出的压敏电阻测量系统的电路图。
图1中，1是变压器，2是交流断路器，3是电流互感器，4是可控硅，5是整流管，6是直流断路器，7是参考压敏电阻，8是电感，9是第一分压电阻，10是第二分压电阻，11是分流器，12是待测压敏电阻。
具体实施方式
本发明提出的压敏电阻伏安特性的测量系统，其电路图如图1所示，包括变压器1、交流断路器2、电流互感器3、可控硅4、整流管5、直流断路器6、参考压敏电阻7、电感8、第一分压电阻9、第二分压电阻10和分流器11。变压器1的低压侧经交流断路器2和电流互感器3与整流管5的一端相连接。整流管5的另一端与参考压敏电阻7和电感8并联后，经直流断路器6同时与由第一分压电阻9和第二分压电阻10组成的分压器以及分流器11相连。第一分压电阻9和第二分压电阻10组成的分压器的高压端与待测压敏电阻12相连，第一分压电阻9和第二分压电阻10组成的分压器的低压端与大地相连。第一分压电阻9和第二分压电阻10组成的分压器的中压端、分流器11和电流互感器3接入可控硅4，可控硅4同时接地。
以下结合附图详细介绍本发明测量系统的工作过程：
将所述变压器1的低压输出端整流，再给所述的电感8充电，充电电流由所述的可控硅4的触发角进行控制，由小逐渐增加，达到设定值后所述的可控硅4停止触发，同步分开所述的交流断路器2，这时所述的电感8中储存的能量会转向待测的压敏电阻12中，待测的压敏电阻12开始流过电流，吸收能量，通过分压器9、10和分流器11同步采集电压和电流的变化过程，并将所采集数据存盘，放电完成后，断开所述的直流断路器，测量结束。
对所采集的数据进行滤波整理，找出最大电压、电流、吸收的能量。试验数据的采集是以固定电流为基准，电流的步长以固定的安培数为单位，例如10安，即分别采集10安、20安、30安……300安的电流和相对应的电压，形成待测压敏电阻12的伏安特性图。
上述压敏电阻伏安特性的测量系统的一个实施例中，变压器1的容量在120千瓦以上，交流断路器2的额定电压为500伏，额定电流为630安，电流互感3的变比为500:1。可控硅4的额定电压为2000伏，额定电流为1000安。直流断路器6的额定电压为1000伏，额定电流为500安。参考压敏电阻7的直流参考电压为1000伏，额定电流为100A，压比小于1.5。电感8的额定电压为1500伏，额定电流为1000安，容量为1～2亨。第一分压电阻9和第二分压电阻10的跟随系数大于0.99，阻值之比为9:1。分流器11的可取阻值范围为0.05～0.1欧姆。
将所述变压器的低压输出端整流，再给所述的电感充电，充电电流由所述的可控硅的触发角进行控制，由小逐渐增加的，达到设定值后所述的可控硅停止触发，同步分开所述的交流断路器，这时所述的电感中储存的能量会转向待测的压敏电阻中，待测的压敏电阻开始流过电流，吸收能量，通过分压器和分流器同步采集电压和电流的变化过程，并将所采集数据存盘，放电完成后，断开所述的直流断路器，测量结束。
对所采集的数据进行滤波整理，找出最大电压、电流、吸收的能量。试验数据的采集是以固定电流为基准，电流的步长以固定的安培数为单位，例如10安，即分别采集10安、20安、30安……300安的电流和相对应的电压，形成待测压敏电阻的伏安特性图。
Claims (1)
1.一种压敏电阻伏安特性的测量系统，其特征在于该系统包括变压器、交流断路器、电流互感器、可控硅、整流管、直流断路器、参考压敏电阻、电感、第一分压电阻、第二分压电阻和分流器；所述的变压器的低压侧经交流断路器和电流互感器与整流管的一端相连接；所述的整流管的另一端与参考压敏电阻和电感并联后，经直流断路器同时与由第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器以及分流器相连；所述的第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的高压端与待测压敏电阻相连，第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的低压端与大地相连；所述的第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压器的中压端、分流器和电流互感器接入可控硅，可控硅同时接地。
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