CN104635088A - 氧化锌避雷器测试仪智能感应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，包括主机、微型打印机、充电插座、测量接地端、电源开关、触摸键盘、大屏幕液晶显示器和输入端，输入端包括参考电压输入端和电流输入端，电流输入包括A相泄漏电流输入端、B相泄漏电流输入端和C相泄漏电流输入端，微型打印机、充电插座、测量接地端、电源开关、触摸键盘、大屏幕液晶显示器和输入端均安装在主机上。本发明操作简单、使用方便，可测量氧化锌避雷器的全电流、阻性电流、谐波、工频参考电压、谐波、有功功率和相位差，大屏幕液晶显示器可显示电压和电流的真实波形；且本发明运用数字波形分析技术，采用谐波分析和数字滤波等抗干扰方法使测量结果准确稳定。

Description

氧化锌避雷器测试仪智能感应装置

技术领域

本发明涉及一种测试仪，具体是氧化锌避雷器测试仪智能感应装置。

背景技术

金属氧化锌避雷器以其优越的非线性特性，在电力系统得到了广泛的应用。由于长期工作在运行电压下，并多次承受各种过电压的冲击，以及阀片受潮、老化等原因，避雷器整体性能逐渐下降。目前，金属氧化锌避雷器主要是通过带电检测和离线检测来综合判断其运行特性。

现有的金属氧化锌避雷器带电检测大多采用总泄漏电流、阻性电流基波和三次谐波等检测方法。但由于电压传感器和电流传感器之间往往存在一定的距离，特别是线路避雷器等，长距离现场布线受到的干扰非常严重，而且现场布线工作量特别大。目前尚无方便有效的金属氧化锌避雷器带电检测设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确稳定、可靠安全的氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，包括主机、微型打印机、充电插座、测量接地端、电源开关、触摸键盘、大屏幕液晶显示器和输入端，所述输入端包括参考电压输入端和电流输入端，电流输入包括A相泄漏电流输入端、B相泄漏电流输入端和C相泄漏电流输入端，所述微型打印机、充电插座、测量接地端、电源开关、触摸键盘、大屏幕液晶显示器和输入端均安装在主机上，所述输入端中参考电压输入端、A相泄漏电流输入端、B相泄漏电流输入端和C相泄漏电流输入端从上往下依次安装在主机的最左端，微型打印机和大屏幕液晶显示器均安装在输入端右侧的主机上，且微型打印机安装在大屏幕液晶显示屏的上方，充电插座和触摸键盘均安装在大屏幕液晶显示屏右侧的主机上，且充电插座安装在触摸键盘的上方，所述测量接地端安装在充电插座的右侧，所述电源开关安装在触摸键盘的右侧。

作为本发明进一步的方案：所述氧化锌避雷器测试仪智能感应装置进行测试的方法包括有线测试方法、感应板测试方法、无线测试方法和离线检测方法。

作为本发明进一步的方案：所述有线测试方法中母线分别连接避雷器和电压互感器，避雷器输出端分别连接计数器和电流输入端，计数器另一端连接测量接地端并接地，参考电压输入端连接电压互感器的PT二次电压输出端。

作为本发明进一步的方案：所述感应板测试方法中母线连接避雷器，避雷器的底端设置有电场感应传感器，避雷器的输出端分别连接计数器和B相泄漏电流输入端，计数器另一端连接测量接地端并接地，参考电压输入端连接电场感应传感器的输出端。

作为本发明进一步的方案：所述无线测试方法中母线连接避雷器，避雷器的输出端分别连接计数器和电流输入端，计数器另一端连接测量接地端并接地。

作为本发明再进一步的方案：所述离线检测方法中试验变压器的初级绕组连接220V电压信号，试验变压器的次级绕组的上端通过避雷器连接电流输入端，试验变压器的次级绕组的下端连接电流输入端，所述参考电压输入端连接试验变压器的测量绕组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明操作简单、使用方便，测量全过程由单片机控制，可测量氧化锌避雷器的全电流、阻性电流、谐波、工频参考电压、谐波、有功功率和相位差，大屏幕液晶显示器可显示电压和电流的真实波形；且本发明运用数字波形分析技术，采用谐波分析和数字滤波等抗干扰方法使测量结果准确稳定，可准确分析出基波和3-7次谐波的含量，并能克服相间干扰影响，正确测量边相避雷器的阻性电流，另外本发明采用独特的电场感应传感器直接采集输入的电压、电流信号，保证了数据的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中测试的方法为有线测试方法时的接线示意图。

图3为本发明中测试的方法为感应板测试方法时的接线示意图。

图4为本发明中测试的方法为无线测试方法时的接线示意图。

图5为本发明中测试的方法为离线检测方法时的接线示意图。

图6为本发明中总电流基波峰值Ix1p的投影示意图。

图7为本发明现场测量时避雷器的排列方法示意图。

图8为避雷器相间干扰示意图。

图中：1-主机；2-微型打印机；3-充电插座；4-测量接地端；5-电源开关；6-触摸键盘；7-大屏幕液晶显示器；8-参考电压输入端；9-A相泄漏电流输入端；10-B相泄漏电流输入端；11-C相泄漏电流输入端。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-5，氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，包括主机1、微型打印机2、充电插座3、测量接地端4、电源开关5、触摸键盘6、大屏幕液晶显示器7和输入端，所述输入端包括参考电压输入端8和电流输入端，电流输入包括A相泄漏电流输入端9、B相泄漏电流输入端10和C相泄漏电流输入端11，所述微型打印机2、充电插座3、测量接地端4、电源开关5、触摸键盘6、大屏幕液晶显示器7和输入端均安装在主机1上，所述输入端中参考电压输入端8、A相泄漏电流输入端9、B相泄漏电流输入端10和C相泄漏电流输入端11从上往下依次安装在主机1的最左端，微型打印机2和大屏幕液晶显示器7均安装在输入端右侧的主机1上，且微型打印机2安装在大屏幕液晶显示屏7的上方，充电插座3和触摸键盘6均安装在大屏幕液晶显示屏7右侧的主机1上，且充电插座3安装在触摸键盘6的上方，所述测量接地端4安装在充电插座3的右侧，所述电源开关5安装在触摸键盘6的右侧。

氧化锌避雷器测试仪智能感应装置进行测试的方法包括有线测试方法、感应板测试方法、无线测试方法和离线检测方法，氧化锌避雷器测试仪智能感应装置进行测试前，先连接地线，若接地点有油漆或锈蚀必须清除干净，进行测试时，全电流的测量范围为：0-10mA有效值，电流通道输入电阻为：≤2Ω；参考电压的输入范围为：25-250V有效值吗，参考电压通道输入电阻为：≥1800kΩ，测量完成后最后拆除接地线。

有线测试方法中母线分别连接避雷器和电压互感器，避雷器输出端分别连接计数器和电流输入端，计数器另一端连接测量接地端4并接地，参考电压输入端8连接电压互感器的PT二次电压输出端。如果电压互感器距离较远，电压信号线可使用加长线，泄漏电流信号线一端的插头插入电流输入端中，泄漏电流信号线的另一端夹子夹到被测相避雷器的计数器上端，若避雷器中不带计数器，则将避雷器放到绝缘板上，用避雷器的下端取泄漏电流信号，电流信号线不能使用加长线。

所述氧化锌避雷器测试仪智能感应装置输入PT二次电压作为参考信号，同时输入避雷器电流信号，经过傅立叶变换可以得到电压基波U1、电流基波峰值Ix1p和电流电压角度Φ。因此与电压同相分量为阻性电流基波峰值Ir1p，与电压正交分量是容性电流基波峰值Ic1p：

所述感应板测试方法中母线连接避雷器，避雷器的底端设置有电场感应传感器，避雷器的输出端分别连接计数器和B相泄漏电流输入端10，计数器另一端连接测量接地端4并接地，参考电压输入端8连接电场感应传感器的输出端。电场感应传感器的感应电流超前电场强度90°，经过积分运算后与电场强度或母线电压同相位，因此可以用电场感应传感器的电流信号作为测量参考。氧化锌避雷器测试仪智能感应装置输入电场感应传感器的电路信号，同时输入避雷器的电流信号，经过傅立叶变换可以得到电场基波E1、电流基波峰值Ix1p和电流电场角度Φ，与电场同相分量为阻性电流基波峰值Ir1p，与电场正交分量是容性电流基波峰值Ic1p。

避雷器A/C相底座电场受避雷器B相底座电场的影响，不能将电场感应板设置到避雷器A/C相底座上。由于避雷器A/C相底座的两个边相对避雷器B相底座的电场影响抵消，将电场感应板设置到避雷器B相底座上与避雷器A/C相底座相对称的位置，因此可以得到避雷器B相正确的相位信息。

所述无线测试方法中母线连接避雷器，避雷器的输出端分别连接计数器和电流输入端，计数器另一端连接测量接地端4并接地。氧化锌避雷器测试仪智能感应装置进行测试时只需要一根电流信号线，取到电流信号即可测量出全电流和阻性电流。

所述离线检测方法中试验变压器的初级绕组连接220V电压信号，试验变压器的次级绕组的上端通过避雷器连接电流输入端，试验变压器的次级绕组的下端连接电流输入端，所述参考电压输入端8连接试验变压器的测量绕组。

氧化锌避雷器测试仪智能感应装置的测量原理：所述输入电流电压经过数字滤波后，取出电压基波U1，然后用投影法计算出阻性电流基波峰值Ir1p，因为基波数值稳定，故采用阻性电流基波峰值Ir1p衡量避雷器性能。

请参阅图6，总电流基波峰值Ix1p在电压基波U1的水平方向投影为阻性电流基波峰值Ir1p，在电压基波U1的垂直方向投影为容性电流基波峰值Ic1p，φ为电流电压基波相位角，其中包含选定的补偿角度，因此，用电流电压基波相位角φ和总电流基波峰值Ir1p均能直观衡量避雷器的性能。

请参阅图7-8，现场测量时，一字排列的避雷器的中间B相通过杂散电容对A相、C相的泄漏电流产生影响，使A相的电流基波相位角φ减小，阻性电流增大，C相的电流基波相位角φ增大，阻性电流减小甚至为负，这种现象为相间干扰。

解决相间干扰的方法是进行补偿，假设A相电流Ia、C相电流Ic无干扰时的相位相差120°，假设B相对A相、C相的干扰是相同的，将电压取B相，电流取C相，测得φ1=φcb；再将电流取A相，测得φ1=φab；则C相电流与A相电流之间的相位差φca=φcb-φab；选择校正角Dφ=(φca-120°)/2，将此值在大屏幕液晶显示器7的主菜单中置入仪器即可；选择好相序，仪器会根据所选相序自动进行角度补偿，A相加Dφ，B相不要补偿即选0，C相减Dφ。

也可不必补偿相间干扰，即补偿角度为0，从阻性电流的变化趋势判断避雷器性能。也可以只给待测相加电，以取得绝对数据，而试验室测量时不必考虑相间干扰。

避雷器性能判断：避雷器性能可以从阻性电流基波峰值Ir1p判断，但从电流电压角度Φ判断更有效，因为90°-Φ相当于介损角。

没有相间干扰时，电流电压角度Φ为81°-86°，按阻性电流不能超过总电流的25%的要求，电流电压角度Φ不能小于75.5°，对避雷器性能分段评价如表1所示：

表1避雷器性能分段评价

性能

<75°

75°~77°

78°-80°

81°-83°

84°-89°

>89°

Φ

劣

差

中

良

优

有干扰

因此当避雷器的电流电压角度Φ小于80°，应当引起注意。

有相间干扰时，A相和C相的相位产生误差，如表2所示：

表2有相间干扰时的相位误差

A相	B相	C相
			-2°--4°	0	+2°-+4°

实际测量时应考虑此误差影响并进行补偿。

本发明操作简单、使用方便，测量全过程由单片机控制，可测量氧化锌避雷器的全电流、阻性电流、谐波、工频参考电压、谐波、有功功率和相位差，大屏幕液晶显示器7可显示电压和电流的真实波形；且本发明运用数字波形分析技术，采用谐波分析和数字滤波等抗干扰方法使测量结果准确稳定，可准确分析出基波和3-7次谐波的含量，并能克服相间干扰影响，正确测量边相避雷器的阻性电流，另外本发明采用独特的电场感应传感器直接采集输入的电压、电流信号，保证了数据的可靠性和安全性。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，包括主机（1）、微型打印机（2）、充电插座（3）、测量接地端（4）、电源开关（5）、触摸键盘（6）、大屏幕液晶显示器（7）和输入端，其特征在于，所述输入端包括参考电压输入端（8）和电流输入端，电流输入包括A相泄漏电流输入端（9）、B相泄漏电流输入端（10）和C相泄漏电流输入端（11），所述微型打印机（2）、充电插座（3）、测量接地端（4）、电源开关（5）、触摸键盘（6）、大屏幕液晶显示器（7）和输入端均安装在主机（1）上，所述输入端中参考电压输入端（8）、A相泄漏电流输入端（9）、B相泄漏电流输入端（10）和C相泄漏电流输入端（11）从上往下依次安装在主机（1）的最左端，微型打印机（2）和大屏幕液晶显示器（7）均安装在输入端右侧的主机（1）上，且微型打印机（2）安装在大屏幕液晶显示屏（7）的上方，充电插座（3）和触摸键盘（6）均安装在大屏幕液晶显示屏（7）右侧的主机（1）上，且充电插座（3）安装在触摸键盘（6）的上方，所述测量接地端（4）安装在充电插座（3）的右侧，所述电源开关（5）安装在触摸键盘（6）的右侧。

2.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，其特征在于，所述氧化锌避雷器测试仪智能感应装置进行测试的方法包括有线测试方法、感应板测试方法、无线测试方法和离线检测方法。

3.根据权利要求1-2任一所述的氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，其特征在于，所述有线测试方法中母线分别连接避雷器和电压互感器，避雷器输出端分别连接计数器和电流输入端，计数器另一端连接测量接地端（4）并接地，参考电压输入端（8）连接电压互感器的PT二次电压输出端。

4.根据权利要求1-2任一所述的氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，其特征在于，所述感应板测试方法中母线连接避雷器，避雷器的底端设置有电场感应传感器，避雷器的输出端分别连接计数器和B相泄漏电流输入端（10），计数器另一端连接测量接地端（4）并接地，参考电压输入端（8）连接电场感应传感器的输出端。

5.根据权利要求1-2任一所述的氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，其特征在于，所述无线测试方法中母线连接避雷器，避雷器的输出端分别连接计数器和电流输入端，计数器另一端连接测量接地端（4）并接地。

6.根据权利要求1-2任一所述的氧化锌避雷器测试仪智能感应装置，其特征在于，所述离线检测方法中试验变压器的初级绕组连接220V电压信号，试验变压器的次级绕组的上端通过避雷器连接电流输入端，试验变压器的次级绕组的下端连接电流输入端，所述参考电压输入端（8）连接试验变压器的测量绕组。