CN104777366A - 抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置，其结构包括感应电压抑制器和高压绝缘电阻测试单元；其中感应电压抑制器与高压绝缘电阻测试单元的测量电路连接。高压绝缘电阻测试单元中的控制单元分别与供电模块、显示屏、操作键盘、直流高压逆变器、测量电路相连接。测试时感应电压抑制器采用并联电容法降低工频干扰的基本原理，通过感应电压抑制器将被测线路上的感应电压限制在1000V以下即可使用绝缘电阻测试仪测试线路的绝缘电阻和核相。解决了现有产品存在的问题和不足，降低现场试验人员的劳动强度，提高线路绝缘测试及核相的可靠性、准确性。避免了试验设备的损坏，具有良好的实用价值。

Description

抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置

技术领域

本发明涉及一种电力系统高压输电线路现场调试，尤其涉及一种抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置，主要用于电力系统高压输电线路现场调试，属于电力应用领域。

背景技术

近年来各地区新建、改造线路较多，由于线路始端和末端变电站相邻间隔带电及66kV以上线路同杆架设和交叉跨越的影响，导致在被测停电线路上产生较高的静电感应电压，感应电压经常大于10kV。此种现场已不可以采用高压兆欧表（10kV）对线路进行核相及线路的绝缘测试，否则易损坏兆欧表和对测试人员造成电击伤害，同时使测试数据严重偏差，无法提供真实有效的测试结果，因此，有必要研制一种在20kV及以下感应电压时可以对线路核相、绝缘电阻特性测试的设备满足现场需要。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置，解决了输电线路感应电压大于10kV时，无法采用高压兆欧表（10kV）对线路进行核相及线路的绝缘测试问题。

本发明的技术方案如下：

包括感应电压抑制器和高压绝缘电阻测试单元；高压绝缘电阻测试单元包括控制单元、供电模块、显示屏、操作键盘、直流高压逆变器、测量电路、测量保护电路及电流电路；其中感应电压抑制器与测量电路连接；控制单元分别与供电模块、显示屏、操作键盘、测量保护电路相连接；供电模块连接直流高压升压电路；测量保护电路连接测量电路和电流电路。

所述的感应电压抑制器单元由多个无极性高压CBB电容采用串并联接线方式组合而成。

所述的CBB电容共计200只，50只串联成一组，再将四组电容器组并联，单只电容参数为450V/10μf。

所述的高压绝缘电阻测试仪单元采用5000V/5mA的数字绝缘电阻测试仪。

所述的供电单元采用高性能锂电池组。

所述的显示屏为分辨率128*64点阵式单色液晶显示屏。

所述的控制单元为单片机。

所述的直流高压升压电路采用高压包，将低电压直流升压到2500V、5000V、10kV三个档位。

所述的测量保护电路防止被试品充放电过程中对控制单元的高电压冲击。

所述的测量电路及电流电路单元对测试中的直流电压和电流进行采样从而由控制单元计算出真实绝缘电阻数据。

 本发明的优点效果如下：

（1）利用并联电容器法进行绝缘核相测试时， 感应电压可以由20kV 下降到1000 V，试验人员及试验设备安全风险大为下降。

（2）利用并联电容器法可以解决由于感应电压很高而不能进行绝缘测试的问题， 测试结果能反映线路的真实绝缘情况。

（3）减少了邻近带电输电线路由于绝缘核相测试的陪停时间， 降低了停电损失，提高了电力系统运行的可靠性。

（4）采用并联电容器法开发的试验仪很好的解决现有产品存在的问题和不足，降低现场试验人员的劳动强度，提高线路绝缘测试及核相的可靠性、准确性。避免了试验设备的损坏， 具有良好的实用价值。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意框图。

图2为测量接线示意框图。

图3为本发明线路测试接线示意图。

具体实施方式

以下参照附图，结合具体实施例，详细描述本发明。

实施例

如图2抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置包括：感应电压抑制器和高压绝缘电阻测试两个单元。高压绝缘电阻测试单元包括控制单元、供电模块、显示屏、操作键盘、直流高压逆变器、测量电路、测量保护电路及电流电路；其中感应电压抑制器与测量电路连接；控制单元分别与供电模块、显示屏、操作键盘、测量保护电路相连接；供电模块连接直流高压升压电路；测量保护电路连接测量电路和电流电路。所述的感应电压抑制器单元由多个高压CBB电容（20kV）采用串并联接线方式组合而成，保证电容的绝缘强度（20kV）和额定容量满足要求。所述的高压绝缘电阻测试仪单元采用5000V/5mA的数字绝缘电阻测试仪，将电容器并接在测试仪输出端。所述的供电单元，采用高性能锂电池组供电，内部经过各种高效率的电压转换电路，提供整机工作所必需的电能。仪器整机功耗低，一次充电完成可以连续使用8小时以上。所述的显示屏使用分辨率128*64点阵式单色液晶显示屏，可清晰显示中文和图形，且自带背光，在各种光照情况下都可清晰显示仪器当前工作状态、校验参数和测量结果等数据。环境适应性好，-5℃~45℃温度范围内都可正常工作。所述的控制单元使用新一代先进的单片机作为主控器，具有强大的32位数据处理能力，可针对各种数据进行实时、高速的运算处理。所述的直流高压升压电路单元采用高压包具备将低电压直流升压到2500V、5000V、10kV三个档位。所述的测量保护电路单元具备能够防止被试品充放电过程中对控制单元的高电压冲击。所述的测量电路及电流电路单元能够对测试中的直流电压和电流进行采样从而由控制单元计算出真实绝缘电阻数据。

如图1和3所示，本发明的测试原理及方法为：绝缘电阻测试仪输出电压为直流， 电容器起到了隔直流通交流的作用， 因此不影响绝缘核相测试， 这就是并联电容法降低工频干扰的基本原理。从理论上讲， 无论被测线路感应电压有多高，只要接上电容器便可以将线路感应电压有效降低，需要根据感应电压计算电容器容抗与之匹配。因为在常规条件下，我们通常使用2500V或5000V的绝缘电阻测试仪测试线路的绝缘电阻和核相，因此，我们通过感应电压抑制器将被测线路上的感应电压限制在1000V以下，即可使用绝缘电阻测试仪测试线路的绝缘电阻和核相。由于在绝缘核相测试中，非测试相直接接地，感应电压和绝缘电阻值很低接近于0， 因此只考虑测试相的绝缘电阻值与限制感应电压值。

在绝缘核相测试中， 被测试输电线路试验相首末端开路不接地，加在试验设备上的电压主要是输电线路对地感应电压参见图1。

U2= U1× C1/ (C1+C2)

式中： C1为两回线路间的耦合电容； C2为线路对地零序电容； U1为运行线路电压； U2为线路上的感应电压。

假设被测试输电线路电压邻近运行输电线路U1=220 kV，在被测输电线路上产生感应电压U2=20kV。按照测试线路长度100km以内的线路考虑，通过计算机仿真和以往实测及理论计算可知,C1=0.06μf,C2=0.6μf。

设U2=1000V为安全绝缘测试试验电压， 则有：U2=U1×C1 /（C1+C2+C3）

如取U1=220000V， 则U2 =1000 V；

仿真计算得：C3≈0.7μf。

即当并联上的电容器是线路间耦合电容的100倍及以上时， 才能将感应电压降至1000V以下。

考虑抑制装置的耐压20kV，故选择无极性CBB电容共计200只，采用50只串联制作4组，再将四组电容器组并联构成感应电压抑制器（并联电容器），单只电容参数为450V/10μf。

Claims (10)

1.抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置，其特征在于包括感应电压抑制器和高压绝缘电阻测试单元；高压绝缘电阻测试单元包括控制单元、供电模块、显示屏、操作键盘、直流高压逆变器、测量电路、测量保护电路及电流电路；其中感应电压抑制器与测量电路连接；控制单元分别与供电模块、显示屏、操作键盘、测量保护电路相连接；供电模块连接直流高压升压电路；测量保护电路连接测量电路和电流电路。

2.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的感应电压抑制器单元由多个无极性高压CBB电容采用串并联接线方式组合而成。

3.根据权利要求2所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的CBB电容共计200只，50只串联成一组，再将四组电容器组并联，单只电容参数为450V/10μf。

4.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的高压绝缘电阻测试仪单元采用5000V/5mA的数字绝缘电阻测试仪。

5.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的供电单元采用高性能锂电池组。

6.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的显示屏为分辨率128*64点阵式单色液晶显示屏。

7.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的控制单元为单片机。

8.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的直流高压升压电路采用高压包，将低电压直流升压到2500V、5000V、10kV三个档位。

9.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的测量保护电路防止被试品充放电过程中对控制单元的高电压冲击。

10.根据权利要求1所述的抗干扰输电线路高压绝缘电阻测试装置, 其特征在于所述的测量电路及电流电路单元对测试中的直流电压和电流进行采样从而由控制单元计算出真实绝缘电阻数据。