CN104459417B - 一种能量耐受试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能量耐受试验装置及试验方法，目的在于：能够对避雷器电阻片进行连续冲击或连续正弦电流波下的能量耐受试验，以及对电压和电流波形参数的存储和吸收能量的分析计算，为避雷器的可靠运行提供了有力的试验数据和保证，所采用的技术方案为：包括若干套相互并联的电容电感链，每套电容电感链包括若干个相互串联的电容电感单元，每个电容电感单元包括电容器和电感线圈，每套电容电感链上均设置有充电回路和球隙，充电回路通过开关连接至电源，球隙连接至试品，试品端设置有与试品并联的第二分压器、以及与试品串联的分流器，第二分压器和分流器连接至测量单元，测量单元能够对试品的电压和电流波形参数进行分析和存储。
Description
技术领域
本发明属于避雷器试验技术领域，具体涉及一种能量耐受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，已在电力系统中广泛应用，避雷器的能量耐受特性决定着避雷器的可靠运行，避雷器能量耐受特性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。对于避雷器电阻片的电流冲击耐受试验目前仅进行间隔时间较长的多个单次冲击电流耐受试验，且极性倒换时间比较长，不能进行连续冲击或正弦电流波下的能量耐受试验。
发明内容
本发明提出一种能够对避雷器电阻片进行同极性或不同极性的连续或间断的冲击或正弦电流波下的能量耐受试验，以及对电压和电流波形参数的存储和吸收能量的分析计算，为避雷器的可靠运行提供了有力的试验数据和保证的能量耐受试验装置及试验方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括若干套相互并联的电容电感链，每套电容电感链包括若干个相互串联的电容电感单元，每个电容电感单元包括电容器和电感线圈，每套电容电感链上均设置有充电回路和球隙，充电回路通过开关连接至电源，球隙连接至试品，试品端设置有与试品并联的第二分压器、以及与试品串联的分流器，第二分压器7和分流器连接至测量单元，测量单元中设置有采集卡和计算机系统，采集第二分压器和分流器的信号波形参数，并在计算机中进行分析和存储。
所述的每套电容电感链上设置有能够采集电容器电压信号的第一分压器，第一分压器连接至能够对充电回路进行控制的测量控制单元，测量控制单元中设置有采集卡和计算机系统，通过采集卡采集第一分压器的电压信号波形参数，并通过计算机控制开关和球隙，能够对试品产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波。
所述的第一分压器和第二分压器均为电阻分压器。
所述的电容电感链设可置有2～10套，每套电容电感链可包括10～20个电容电感单元，可产生1ms～10ms的方波冲击或正弦电流波。
所述的电感线圈设有若干个不同电感值的抽头。
所述的球隙采用脉冲点火或气动点火结构。
所述的分流器为电阻分流器或电流互感器线圈。
所述的测量单元中设置有能够将测量信号传递给上位计算机的通讯接口，测量信号的传输可采用通讯电缆、光纤或无线通讯方式。
一种能量耐受试验方法，包括以下步骤：首先利用充电回路分别对电容电感链充电；然后按设定的时序控制球隙对试品的放电时序，在试品上产生连续的或间断的冲击电流波；其次通过控制电容电感链的不同充电极性，利用球隙分别对试品放电，在试品上产生连续或间断的不同极性的冲击电流波；再次通过调节电感参数，产生不同波形的冲击电流波或正弦波电流波；最后通过第二分压器和分流器把试品的电压和电流波形参数采集到测量单元中进行分析和存储。
所述的方法中通过第一分压器采集电容电感链的电容器的电压信号，测量控制单元利用采集卡采集第一分压器的电压信号波形参数，并在计算机中进行对比分析，根据设定的充电压值、充电时序及控制球隙的时序，向开关和球隙的控制电路发出开关关合和球隙放电的操作指令，对试品产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波。
本发明的装置利用电容器和电感线圈组成电容电感单元，若干个电容电感单元串联构成电容电感链，通过若干套相互并联的电容电感链能够产生避雷器电阻片的能量耐受试验的同极性和不同极性的连续或间断的冲击或正弦电流波，通过控制开关，使充电回路能够对电容电感链进行充电，通过控制球隙放电，对试品(即避雷器电阻片)产生不同时序、幅值及极性的连续或间断的冲击或正弦电流波，通过调节电感参数和电容电感单元的串入的数量，能够在试品(即避雷器电阻片)上产生不同波形的电流波，测量单元采集第二分压器和分流器的信号波形参数在计算机中进行分析和存储，实现了避雷器电阻片在同极性或不同极性的连续或间断的不同波形下的能量耐受试验，以及电压和电流波形参数的存储和吸收能量的分析计算。
进一步，通过第一分压器对电容电感链的电容器进行电压信号采集，并将电压信号采集到测量控制单元中，利用测量控制单元对充电回路进行控制，控制充电回路对电容电感链的充电电压，通过测量控制单元控制开关，使充电回路能够对电容电感链进行充电，通过测量控制单元控制球隙放电，对试品(即避雷器电阻片)产生不同时序、幅值及极性的连续或间断的冲击或正弦电流波。
进一步，第一分压器和第二分压器均为电阻分压器，分别与电容器和试品并联，用来测量电容器和试品上的电压，并将电压信号分别在测量控制单元和测量单元中进行分析和存储。
更进一步，可利用2～10套相互并联的电容电感链，可产生2～10个不同极性或同极性的连续或间断的冲击电流波，通过调节电容电感链的数量，实现对避雷器电阻片不同数量的连续或间断的冲击电流波下的能量耐受试验。
更进一步，通过调节电容电感单元的串入得数量，使电容电感链在避雷器电阻片上产生不同波形冲击或正弦电流波，实现对避雷器电阻片的不同冲击电流波形下的能量耐受试验。
更进一步，电感线圈采用多个不同电感值的抽头，调节电感参数，以便于调整波形参数，产生不同波形冲击电流波和正弦电流波。
进一步，球隙采用脉冲点火或气动点火结构，通过控制球隙对试品的顺序放电时间间隔，在试品上产生连续的或间断的冲击电流波。
进一步，分流器采用电阻分流器或电流互感器线圈，与试品串联，用来测量试品的电流，并通过测量单元将电流的波形参数进行分析和存储。
进一步，测量单元利用采集卡，分别采集第二分压器和分流器的信号波形，把试品的电压和电流波形参数采集到计算机中进行分析和存储，利用通讯接口能够将测量信号传递给上位计算机，测量信号传递时可通过通讯电缆、光纤或无线通讯进行信号传输。
本发明的方法通过控制电容电感链的不同充电极性，利用球隙分别对试品放电，在试品上产生连续或间断的不同极性的冲击电流波；通过调节电感参数，产生不同波形的冲击电流波和正弦波电流波；通过第二分压器和分流器把试品的电压和电流波形参数采集到测量单元中进行分析和存储，能够对避雷器电阻片进行同极性或不同极性的连续或间断的冲击或正弦电流波下的能量耐受试验，以及对电压和电流波形参数的存储和吸收能量的分析计算，为避雷器的可靠运行提供了有力的试验数据和保证。
进一步，通过第一分压器采集电容电感链的电容器的电压信号，测量控制单元利用采集卡采集第一分压器的电压信号波形参数，并在计算机中进行对比分析，根据设定的充电压值、充电时序及控制球隙的时序，向开关和球隙的控制电路发出开关关合和球隙放电的操作指令，能够对试品产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波。
附图说明
图1为本发明的回路示意图；
其中，1-充电回路、2-第一分压器、3-电容器、4-电感线圈、5-电容电感单元、6-球隙、7-第二分压器、8-试品、9-分流器、10-测量单元、11-测量控制单元。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明的装置包括若干套相互并联的电容电感链，每套电容电感链包括若干个相互串联的电容电感单元5，每个电容电感单元5包括电容器3和电感线圈4，每套电容电感链上均设置有充电回路1和球隙6，充电回路1通过开关连接至电源，球隙6连接至试品8，试品8即为避雷器电阻片，试品8端设置有与试品8并联的第二分压器7、以及与试品8串联的分流器9，第二分压器7和分流器9连接至测量单元10，测量单元10能够对试品8的电压和电流波形参数进行分析和存储。
每套电容电感链上设置有能够采集电容器3电压信号的第一分压器2，第一分压器2连接至能够对充电回路1进行控制的测量控制单元11。第一分压器2和第二分压器7均为电阻分压器，分流器9为电阻分流器或电流互感器线圈。球隙6采用脉冲点火或气动点火结构。
电容电感链可设置有2～10套，每套电容电感链可包括10～20个电感单元5，可产生1ms～10ms的方波冲击电流波和正弦电流波。电感线圈4设有若干个不同电感值的抽头。
测量单元10中设置有采集卡，采集第二分压器7和分流器9的电压信号，并将试品8上的电压和电流波形参数采集到计算机中进行分析和存储。测量单元10中设置有能够将测量信号传递给上位计算机的通讯接口，测量信号的传输采用通讯电缆、光纤或无线通讯方式。
本发明的方法包括以下步骤：首先利用充电回路1分别对电容电感链充电；然后按设定的时序控制球隙6对试品8的放电时序，在试品8上产生连续或间断的冲击电流波；其次通过控制电容电感链的不同充电极性，利用球隙6分别对试品8放电，在试品8上产生连续或间断的不同极性的冲击电流波；再次通过调节电感参数，产生不同波形的冲击电流波和正弦波电流波；最后通过第二分压器7和分流器9把试品8的电压和电流波形参数采集到测量单元10中进行分析和存储。
试验方法中通过第一分压器2采集电容电感链的电容器3的电压信号，第一分压器2连接至能够对充电回路1进行控制的测量控制单元11，测量控制单元11利用采集卡采集第一分压器2的电压信号波形参数，并在计算机中进行对比分析，根据设定的充电压值、充电时序及控制球隙6的时序，向开关和球隙6的控制电路发出开关关合和球隙6放电的操作指令，能够对试品8产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波。
参见图1，本发明包括充电回路1、第一分压器2、电容器3、电感线圈4、球隙6、第二分压器7、试品8、分流器9、测量单元10和测量控制单元11，试品8即为避雷器电阻片。电容器3和电感线圈4组成电容电感单元5；多个电容电感单元5串联组成电容电感链；试验装置的冲击电流波产生部分由多套电容电感链并联构成；充电回路1通过开关连接电源，充电回路1分别对多套电容电感链充电；控制多个球隙6对试品8放电时序，在试品6上产生连续或断续的冲击电流波；通过第一分压器2把电容器3的电压信号采集到测量控制单元11中，来对充电回路1进行控制；通过第二分压器7和分流器9把试品8的电压和电流波形参数采集到测量单元10中进行分析和存储。
本发明的冲击电流产生部分可由2套～10套电容电感链的并联组成，可产生2～10个不同极性或同极性的连续冲击电流波。
电容电感链可由10个～20个电感单元5串联组成，并通过调节电感参数，可产生1ms～10ms的方波冲击电流波和正弦波电流波，电感线圈采用多个不同电感值的抽头，以便于调整波形参数。
球隙6可以采用脉冲点火和气动点火结构，通过控制球隙6对试品8的放电时序，在试品6上产生连续的或间断的冲击电流波。
第二分压器7与试品8并联，用来测量试品8的电压，第一分压器2和第二分压器7采用电阻分压器；分流器9可采用电阻分流器或电流互感器线圈，分流器9与试品8串联，用来测量试品12的电流值。
测量单元10中设置有采集卡和计算机系统，将采集第二分压器7和分流器9的信号波形参数在计算机中进行分析和存储。
连续或间断的不同极性的冲击电流波，是通过控制电容、电感链的不同充电极性，球隙6分别对试品8放电，在试品上生产连续或间断的不同极性的冲击电流波。
该装置具有向上位计算机提供通讯接口功能，测量信号传递时可通过通讯电缆、光纤或无线通讯进行信号传输。
本发明利用充电回路1分别对电容电感链充电，通过控制球隙6对试品8的放电时序和充电的极性，以及调节电感参数和电容电感单元5的串入数量，在试品6上产生同极性或不同极性连续或间断的冲击电流波和正弦电流波，通过第二分压器7和分流器9把试品8的电压和电流波形参数采集到测量单元10中进行分析和存储。该装置实现了避雷器电阻片在同极性或不同极性的连续或间断的冲击波下的能量耐受试验，实现了避雷器电阻片在连续或间断正弦电流波下的能量耐受试验，以及电压和电流波形参数的存储和吸收能量的分析计算。
进行避雷器电阻片能量耐受试验时，通过测量控制单元11控制开关，合充电回路1电源，充电回路1分别对电容电感链充电；通过测量控制单元11按设定的时序控制球隙6对试品8的放电时序，在试品6上产生连续的或间断的冲击电流波；通过控制电容电感链的不同充电极性，在球隙6分别对试品8放电，在试品上生产连续或间断的不同极性的冲击电流波；通过调节电感参数，产生的不同波形的冲击电流波和正弦波电流波；通过第一分压器2把电容器3的电压信号采集到测量控制单元11中分析对比，来对开关和充电回路进行控制；通过测量控制单元11将采集第一分压器2的电压信号波形参数在计算机中进行对比分析，根据设定的充电压值、充电时序及控制球隙的时序，向开关和球隙的控制电路发出开关关合和球隙放电的操作指令，对试品产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波，通过第二分压器7和分流器9把试品8的电压和电流波形参数采集到测量单元10中进行分析和存储。
Claims (6)
1.一种能量耐受试验装置，其特征在于：包括若干套相互并联的电容电感链，每套电容电感链包括若干个相互串联的电容电感单元(5)，每个电容电感单元(5)包括电容器(3)和电感线圈(4)，每套电容电感链上均设置有充电回路(1)和球隙(6)，充电回路(1)通过开关连接至电源，球隙(6)连接至试品(8)，试品(8)端设置有与试品(8)并联的第二分压器(7)、以及与试品(8)串联的分流器(9)，第二分压器(7)和分流器(9)连接至测量单元(10)，测量单元(10)中设置有采集卡和计算机系统，采集第二分压器(7)和分流器(9)的信号波形参数，并在计算机中进行分析和存储；所述的测量单元(10)中设置有能够将测量信号传递给上位计算机的通讯接口，测量信号的传输可采用通讯电缆、光纤或无线通讯方式；
所述的每套电容电感链上设置有能够测量电容器(3)电压信号的第一分压器(2)，第一分压器(2)连接至能够对充电回路(1)进行控制的测量控制单元(11)，测量控制单元(11)中设置有采集卡和计算机系统，通过采集卡采集第一分压器(2)的电压信号波形参数，并通过计算机控制充电回路开关和球隙(6)，能够对试品(8)产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波；
所述的球隙(6)采用脉冲点火或气动点火结构。
2.根据权利要求1所述的一种能量耐受试验装置，其特征在于：所述的第一分压器(2)和第二分压器(7)均为电阻分压器。
3.根据权利要求1所述的一种能量耐受试验装置，其特征在于：所述的电容电感链可设置有2～10套，每套电容电感链可包括10～20个电容电感单元(5)，可产生1ms～10ms的方波冲击或正弦电流波。
4.根据权利要求3所述的一种能量耐受试验装置，其特征在于：所述的电感线圈(4)设置有若干个不同电感值的抽头。
5.根据权利要求1所述的一种能量耐受试验装置，其特征在于：所述的分流器(9)为电阻分流器或电流互感器线圈。
6.一种采用权利要求1-5任一项能量耐受试验装置的能量耐受试验方法，其特征在于，包括以下步骤：首先利用充电回路(1)分别对电容电感链充电；然后按设定的时序控制球隙(6)对试品(8)的放电时序，在试品(8)上产生连续的或间断的冲击电流波；其次通过控制电容电感链的不同充电极性，利用球隙(6)分别对试品(8)放电，在试品(8)上产生连续或间断的不同极性的冲击电流波；再次通过调节电感参数，产生不同波形的冲击电流波或正弦波电流波；最后通过第二分压器(7)和分流器(9)把试品(8)的电压和电流波形参数采集到测量单元(10)中进行分析和存储；所述的方法中通过第一分压器(2)测量电容电感链的电容器(3)的电压信号，第一分压器(2)连接至能够对充电回路(1)进行控制的测量控制单元(11)，测量控制单元(11)利用采集卡采集第一分压器(2)的电压信号波形参数，并在计算机中进行对比分析，根据设定的充电压值、充电时序及控制球隙(6)的时序，向充电回路开关和球隙(6)的控制电路发出开关关合和球隙(6)放电的操作指令，能够对试品(8)产生不同时序、幅值及极性的冲击或正弦电流波。
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