CN104793170A - 绝缘在线监测装置现场计量标准装置及校验方式 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，该装置包括壳体以及设置在壳体内部的相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器和标准测试仪；在壳体上设有与相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器相连接的第一电流输出端子、第二电流输出端子和电压输出端子，第一电流信号通过第一电流输出端子传输到被检在线监测装置上，且该第一电流信号还通过设置在壳体内部的第一高精度穿心互感器传输到标准测试仪上；在壳体内部还设有一切换装置。本发明设计合理、结构简单，且具有体积小、质量轻、操作简单的优点，是可以用于在现场校验容性设备的介质损耗因数、电容量以及校验金属氧化物避雷器阻性电流或容性电流的在线或带电测试装置的一种现场计量标准装置。

Description

绝缘在线监测装置现场计量标准装置及校验方式

技术领域

本发明涉及计量标准装置技术领域，特别是一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置及校验方式。

背景技术

在电网中运行的高压电气设备，当其内部存在因制造不良、老化及外力破坏等因素造成的绝缘缺陷时，就会造成设备故障或绝缘事故，严重影响到电网的正常运行。为防止此类重大安全事故的发生，目前采用的传统做法是在设备投运后，定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但停电预防性试验的试验条件与运行状态相差较大，介损试验通常是在10kV电压下试验，不能正确诊断出高压设备在运行情况下的绝缘状况，更难以发现在两次预防性试验间隔之间发展的缺陷，这将直接影响到预防性试验的试验效果。随着国民经济的发展，全社会对电力供应的可靠性和减少停电时间的要求越来越高；电力系统规模的逐渐发展壮大，传统的定期停电预防性试验由于存在费时、费力及试验效果不理想等诸多弊端而越来越不能满足电网安全、可靠和高效运行的要求，因此对电气设备运行自动监控及绝缘状况在线或带电监测，实现状态检修已经成为未来高压设备试验的必然发展方向。

现阶段国内高压绝缘带电试验工作主要集中在氧化锌避雷器、电容型设备、GIS局部放电等几个方面。越来越多的在线及带电检测装置已经投入运行，其工作状态正常与否直接关系到对电网系统安全的评估，所以对这类在线或带电监测装置的检测检验工作已经迫在眉睫。

针对现有技术的不足，研发者研制了一种设计合理、结构简单、体积小、质量轻、操作简单，可以用于在现场校验容性设备的介质损耗因数、电容量以及金属氧化物避雷器阻性或容性电流的在线或带电测试装置的绝缘在线监测装置现场计量标准装置。

发明内容

本发明的目的就是提供一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置及校验方式，可以用于在现场校验容性设备的介质损耗因素、电容量以及校验金属氧化物避雷器阻性或容性电流的在线或带电测试装置的绝缘在线监测装置现场计量标准装置。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括壳体以及设置在壳体内部的相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器和标准测试仪，其特征在于：

所述壳体上设置有与相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器相连接的第一电流输出端子、第二电流输出端子和电压输出端子，相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器发出的第一电流信号通过第一电流输出端子传输到被检在线监测装置上，相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器发出的第一电流信号还通过设置在壳体内部的第一穿心互感器传输到标准测试仪上，相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器发出的第二电流信号通过设置在壳体内部的第二穿心互感器将其传输到标准测试仪上。

进一步，所述壳体上还设置有USB接口、接通电源的电源插座、电源开关、旋转调节钮和按键；所述壳体底部设置有万向轮；所述壳体侧面设置有拉手。

进一步，所述壳体内部设置有切换装置，该切换装置闭合时能够将模拟信号发生器发出的发出的电压信号通过电压输出端子传输到被检在线监测装置和标准测试仪上；打开时能够将模拟信号发生器发出的第二电流信号通过第二电流输出端子传输到被检在线监测装置和标准测试仪上。

进一步，所述模拟信号发生器包括参考装置和测量装置：

其中参考装置包括外接参考信号的参考信号输入端子、第一调幅电路、第一恒压输出放大器、第一恒流输出放大器、第一输出量程切换装置、第二输出量程切换装置、参考电压输出端和参考电流输出端；参考信号输入端子通过第一调幅电路分别与第一恒压输出放大器及第一恒流输出放大器相连接；第一恒压输出放大器通过第一输出量程切换装置将放大后的参考电压输出到参考电压输出端；第一恒流输出放大器通过第二输出量程切换装置将放大后的参考电流输出到参考电流输出端；参考信号输入端子其中一侧设置有备用的参考信号发生器，备用的参考信号发生器与参考调幅电路之间设置有参考切换开关；

其中测量装置包括外接被测信号输入端子、第二调幅电路、第二恒流输出放大器、第三输出量程切换装置和测量电流输出端；被测信号输入端子通过第二调幅电路与第二恒流输出放大器相连接；第二恒流输出放大器通过第三输出量程切换装置将放大后的测量电流输出到测量电流输出端；被测信号输出端子设置有备用的被测信号发生器；被测信号发生器与被测调幅电路之间设置有被测切换开关装置；

上述参考电压输出端、参考电流输出端和测量电流输出端与设置在壳体上的液晶显示屏相连接。

进一步，所述被检在线监测装置包括被检容性设备在线监测装置和被检金属氧化物避雷器在线监测装置。

进一步，如上所述的一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，其校验方式为：

1)对于容性设备绝缘在线监测装置的校验方式为：

1-1)以电压为参考量的绝对法低压模拟校验方式为：

相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出一路电压信号和一路电流信号，电压信号提供给标准测试仪的参考回路，电流信号提供给标准测试仪的被测回路；通过调节电压和电流信号的幅值，得到对应的电容值，然后调节电压和电流信号的相位，得到对应的介损值；

1-2)以电压为参考量的相对法低压模拟校验方式为：

采用相对法时，测量信号由相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器产生，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出两路电流信号，其中一路提供给标准测试仪的参考回路，另一路提供给标准测试仪的被测回路；通过调节两路电流信号的幅值，得到对应的电容值，通过调节两路电流信号的相位，得到对应的介损值；

2)对于金属氧化物避雷器在线监测装置的校验方式为：

2-1)以电压为参考量的低压模拟校验方式为：

校验被检金属氧化物避雷器在线监测装置时，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出一路参考电压信号和一路电流信号，参考电压信号提供给标准测试仪的参考回路，电流信号提供给标准测试仪的被测回路；通过调节参考电压信号的幅值，得到对应的全电流值，通过调节参考电压信号和电流信号的相位，得到对应的容性电流值和阻性电流值；

2-2)以电流为参考量的低压模拟校验方式为：

本校验方式下，测量信号由相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器产生，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出两路电流信号，其中一路提供给标准测试仪的参考回路，另一路提供给标准测试仪的被测回路；通过调节两路电流信号的幅值，得到对应的全电流值，通过调节两路电流信号的相位，得到对应的容性电流值和阻性电流值。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

与现有技术相比，具有设计合理、结构简单、体积小、质量轻以及操作简单的有点，既可以用于在现场校验容性设备的介质损耗因素、电容量，又可以校验金属氧化物避雷器阻性或容性电流的在线或带电测试装置；壳体底部设置的万向轮便于移动，壳体上设置的拉手便于拉动，在操作上进行了有效的简化。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的壳体结构示意图。

图2为本发明对容性设备绝缘在线监测装置校验一种框架示意图。

图3为本发明对容性设备绝缘在线监测装置校验另一种框架示意图。

图4为本发明对金属氧化物避雷器在线监测装置校验一种框架示意图。

图5为本发明对金属氧化物避雷器在线监测装置校验另一种框架示意图。

图6为本发明的相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器的框架示意图。

图中：100.相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器；200.第一高精度穿心互感器；300.被检容性设备在线监测装置；400.标准测试仪；500.切换器；600.第二高精度穿心互感器；700.被检金属氧化物避雷器在线监测装置；900.壳体；101.参考信号输入端子；102.参考切换开关；103.参考调辐电路；104.参考恒流输出放大器；105.参考恒压输出放大器；106.第一输出量程切换；107.第二输出量程切换；108.参考电压输出端；109.参考电流输出端；110.电流Ix输出端子；111.测量电流输出端；112.第三输出量程切换；113.被测恒流输出放大器；114.被测调辐电路；115.被测切换开关；116.被测信号发生器；117.被测信号输入端子；118.参考信号发生器；120.电压Un输出端子；130.电流In输出端子；910.液晶显示屏；920.电源开关；930.电源插座；940.旋转调节钮；950.控制按键；960.拉手；970.USB接口；980.万向轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-图5所示，图中给出的绝缘在线监测装置现场计量标准装置，包括壳体900以及设置在壳体900内部的相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100和标准测试仪400。

在壳体900上设有与相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100相连接的电流Ix输出端子110、电流In输出端子130和电压Un输出端子120，由相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100发出的Ix电流模拟信号通过电流Ix输出端子110传输到被检容性设备在线监测装置300或被检金属氧化物避雷器在线监测装置700上，且Ix电流模拟信号还通过设置在壳体900内部的第一高精度穿心互感器200传输到标准测试仪400上。

在壳体900内部还设有一闭合时能够将相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100发出的Un电压信号通过电压Un输出端子120传输到被检在线监测装置和标准测试仪400上，打开时能够将相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100发出的In电流模拟信号通过电流In输出端子130传输到被检在线监测装置和标准测试仪400上的切换器，In电流模拟信号通过设置在壳体900内部的第二高精度穿心互感器600将其传输到标准测试仪400上。

在壳体900上还设有USB接口970、接通电源的电源插座930、电源开关920、万向轮980和拉手960，万向轮980设置在壳体900的底部，拉手960设置在壳体900的侧面，拉手960可以收缩，进而需要拉动该计量标准装置时，只需将拉手拉出，使该计量标准装置在万向轮980的作用下发生移动，提高了该计量标准装置的便携性能。

如图6所示，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器包括参考装置和测量装置。

参考装置包括外接参考信号的参考信号输入端子101、参考调辐电路103、参考恒压输出放大器105、参考恒流输出放大器104、第一输出量程切换106、第二输出量程切换107、参考电压输出端108和参考电流输出端109，信号输入端子101通过参考调辐电路103分别与参考恒压输出放大器105和参考恒流输出放大器104相连通，参考恒压输出放大器105通过第一输出量程切换106将放大后的参考电压输送到参考电压输出端108。

参考恒流输出放大器104通过第二输出量程切换107将放大后的参考电流输送到参考电流输出端109。

在参考信号输入端子101一侧还设有用于备用的参考信号发生器118，参考信号发生器118与参考调辐电路103之间设有参考切换开关102，参考切换开关102闭合时，将参考信号输入端101与参考调辐电路103接通，当参考切换开关102打开时，将参考信号发生器118与参考调辐电路103接通，参考切换开关102常处于闭合状态。

测量装置包括外接被测信号的被测信号输入端子117、被测调辐电路114、被测恒流输出放大器113、第三输出量程切换112和测量电流输出端111，被测信号输入端子117通过被测调辐电路114与被测恒流输出放大器113连通，被测恒流输出放大器113通过第三输出量程切换112将放大后的测量电流输送到测量电流输出端111。

在被测信号输入端子117一侧还设有用于备用的被测信号发生器116，被测信号发生器116与被测调辐电路114之间设有被测切换开关115，被测切换开关115闭合时，将被测信号输入端117与被测调辐电路114接通，当被测切换开关115打开时，将被测信号发生器116与被测调辐电路114接通，被测切换开关115常处于闭合状态。

参考电压输出端108、参考电流输出端109和测量电流输出端111与设置在壳体900上的液晶显示屏910相连通，在液晶显示屏910一侧还设有旋转调节钮940和控制按键950。

测量方式如下:

1.容性设备绝缘在线监测装置校验：

(1)以电压为参考量的绝对法低压模拟校验方式：

如图2所示，电压为参考的低压模拟校验方式下，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100输出一路电压信号Un和一路电流信号Ix，Un提供给测量仪表的参考回路，Ix提供给测量仪表的被测回路。通过调节Un和Ix的幅值，对应得到不同的电容值。调节Un和Ix的相位，对应得到不同的介损值。另外，根据新的电力行业标准要求被检电流信号还可以添加3、5、7次谐波信号，以检验被检容性设备在线监测装置300在谐波干扰情况下的测量精度。

(2)以电压为参考量的相对法低压模拟校验方式：

如图3所示，低压模拟法时，测量信号由信号发生器产生。采用相对测量法时，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100输出两路电流信号In和Ix，In提供给测量仪表的参考回路，Ix提供给测量仪表的被测回路。通过调节In和Ix的幅值，对应得到不同的电容比。调节In和Ix的相位，对应得到不同的介损值。另外，根据新的电力行业标准要求被检电流信号还可以添加3、5、7次谐波信号，以检验被检容性设备在线监测装置300在谐波干扰情况下的测量精度。

2.金属氧化物避雷器在线监测装置校验：

(1)以电压为参考量的低压模拟校验方式：

如图4所示，检验被检金属氧化物避雷器在线监测装置700时，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100输出一路参考电压信号Un和一路电流信号Ix，Un提供给测量仪表的参考回路，Ix提供给测量仪表的被测回路。通过调节Ix的幅值，对应得到不同的全电流值。调节Un和Ix的相位，对应得到不同的容性电流和阻性电流值。另外，根据新的电力行业标准要求被检电流信号还可以添加3、5、7次谐波信号，以检验被检金属氧化物避雷器在线监测装置700在谐波干扰情况下的测量精度。

(2)以电流为参考量的低压模拟校验方式：

如图5所示，以电流为参考量的低压模拟校验方式下，测量信号由相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器100产生。相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器220输出两路电流信号In和Ix，In提供给测量仪表的参考回路，Ix提供给测量仪表的被测回路。通过调节In和Ix的幅值，对应得到不同的全电流值。调节In和Ix的相位，对应得到不同的容性电流和阻性电流值。另外，根据新的电力行业标准要求被检电流信号还可以添加3、5、7次谐波信号，以检验被检金属氧化物避雷器在线监测装置700在谐波干扰情况下的测量精度。

综上所述设计合理、结构简单、体积小、质量轻、操作简单、既可以用于在现场校验容性设备的介质损耗因数、电容量以及金属氧化物避雷器阻性或容性电流的在线或带电测试装置。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，包括壳体以及设置在壳体内部的相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器和标准测试仪，其特征在于：

所述壳体上设置有与相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器相连接的第一电流输出端子、第二电流输出端子和电压输出端子，相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器发出的第一电流信号通过第一电流输出端子传输到被检在线监测装置上，相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器发出的第一电流信号还通过设置在壳体内部的第一穿心互感器传输到标准测试仪上，相对介损氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器发出的第二电流信号通过设置在壳体内部的第二穿心互感器将其传输到标准测试仪上。

2.如权利要求1所述的一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，其特征在于，所述壳体上还设置有USB接口、接通电源的电源插座、电源开关、旋转调节钮和按键；所述壳体底部设置有万向轮；所述壳体侧面设置有拉手。

3.如权利要求1所述的一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，其特征在于，所述壳体内部设置有切换装置，该切换装置闭合时能够将模拟信号发生器发出的发出的电压信号通过电压输出端子传输到被检在线监测装置和标准测试仪上；打开时能够将模拟信号发生器发出的第二电流信号通过第二电流输出端子传输到被检在线监测装置和标准测试仪上。

4.如权利要求1所述的一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，其特征在于，所述模拟信号发生器包括参考装置和测量装置：

其中参考装置包括外接参考信号的参考信号输入端子、第一调幅电路、第一恒压输出放大器、第一恒流输出放大器、第一输出量程切换装置、第二输出量程切换装置、参考电压输出端和参考电流输出端；参考信号输入端子通过第一调幅电路分别与第一恒压输出放大器及第一恒流输出放大器相连接；第一恒压输出放大器通过第一输出量程切换装置将放大后的参考电压输出到参考电压输出端；第一恒流输出放大器通过第二输出量程切换装置将放大后的参考电流输出到参考电流输出端；参考信号输入端子其中一侧设置有备用的参考信号发生器，备用的参考信号发生器与参考调幅电路之间设置有参考切换开关；

其中测量装置包括外接被测信号输入端子、第二调幅电路、第二恒流输出放大器、第三输出量程切换装置和测量电流输出端；被测信号输入端子通过第二调幅电路与第二恒流输出放大器相连接；第二恒流输出放大器通过第三输出量程切换装置将放大后的测量电流输出到测量电流输出端；被测信号输出端子设置有备用的被测信号发生器；被测信号发生器与被测调幅电路之间设置有被测切换开关装置；

上述参考电压输出端、参考电流输出端和测量电流输出端与设置在壳体上的液晶显示屏相连接。

5.如权利要求1所述的一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，其特征在于，所述被检在线监测装置包括被检容性设备在线监测装置和被检金属氧化物避雷器在线监测装置。

6.如权利要求1-5所述的一种绝缘在线监测装置现场计量标准装置，其校验方式为：

1)对于容性设备绝缘在线监测装置的校验方式为：

1-1)以电压为参考量的绝对法低压模拟校验方式为：

相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出一路电压信号和一路电流信号，电压信号提供给标准测试仪的参考回路，电流信号提供给标准测试仪的被测回路；通过调节电压和电流信号的幅值，得到对应的电容值，然后调节电压和电流信号的相位，得到对应的介损值；

1-2)以电压为参考量的相对法低压模拟校验方式为：

采用相对法时，测量信号由相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器产生，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出两路电流信号，其中一路提供给标准测试仪的参考回路，另一路提供给标准测试仪的被测回路；通过调节两路电流信号的幅值，得到对应的电容值，通过调节两路电流信号的相位，得到对应的介损值；

2)对于金属氧化物避雷器在线监测装置的校验方式为：

2-1)以电压为参考量的低压模拟校验方式为：

校验被检金属氧化物避雷器在线监测装置时，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出一路参考电压信号和一路电流信号，参考电压信号提供给标准测试仪的参考回路，电流信号提供给标准测试仪的被测回路；通过调节参考电压信号的幅值，得到对应的全电流值，通过调节参考电压信号和电流信号的相位，得到对应的容性电流值和阻性电流值；

2-2)以电流为参考量的低压模拟校验方式为：

本校验方式下，测量信号由相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器产生，相对介损及氧化锌避雷器阻性电流模拟信号发生器输出两路电流信号，其中一路提供给标准测试仪的参考回路，另一路提供给标准测试仪的被测回路；通过调节两路电流信号的幅值，得到对应的全电流值，通过调节两路电流信号的相位，得到对应的容性电流值和阻性电流值。