CN105684251B - 用于避雷器的测试方法和测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其包括带有控制和处理元件(10.1)的发射单元(2)，控制和处理元件(10.1)被编程为每隔时间t1启动测试，在可配置的时间间隔t2内将所述单元保持在备用状态(26)，其中t2小于t1，并且启动每隔时间t1发送结果以及每隔时间t2重复发送结果，还包括带有识别装置(19)的无线接收单元(3)，所述识别装置(19)用于识别避雷器的状态。本发明还涉及带有测试装置的避雷器(1)的安装方式，以及一种测试方法，所述测试方法包括：启动(23)控制和处理元件(10.1)，每隔时间间隔t1进行测试(24)，发射单元(2)在时间间隔t2内处于备用状态(26)，发送数据(25)，每隔时间t2重复发送(28)该数据，启动(30)接收单元(3)，接收数据，显示结果(38)，并存储结果(39)。

Description

用于避雷器的测试方法和测试装置

发明的技术领域

本发明涉及采用提前放电(ESE)器件的避雷器的技术领域，例如，采用无源电子或电力或有源电子或电力提前放电电路的避雷器、压电避雷器、具备特定外形的避雷器，以及一般而言的基于电子-大气电容器的工作原理(一个或多个导体区域与地电势绝缘)的任何避雷器。

具体而言，本发明涉及所述避雷器的测试装置、采用提前放电器件和采用所述测试装置的避雷器的安装方式，以及用于对所述提前放电器件的频率响应进行分析的测试方法。

发明背景

采用提前放电(ESE)器件的避雷器是这样一种类型的避雷器，其目的与其他避雷器类似，即将闪电引入其内，并将其放电引入大地，使其所保护的区域免受损坏。

为此，此类采用提前放电(ESE)器件的避雷器会发出一个向上的放电，此放电会在闪电击中其他任何结构之前将其捕获，且其捕获所述闪电的距离要比常规避雷器更大，由此可增加避雷器的作用半径。

为确保所述避雷器处于可为区域提供有效保护的最佳状态，必须对提前放电器件及ESE避雷器本身的一些区域进行持续或定期的控制。

参考文件FR2848351和WO 2004/102594 A2可作为现有最新技术的示例而被提及。

对于第一个参考文件FR2848351，该发明涉及一种采用有源电子提前放电电路的避雷器，该电路具有测试装置，用于根据由与之相连的调理电路所测得的值来形成一个指示电路的工作状态的信号。它还具有信号发射和接收装置以及发信号装置。

这些发射装置以限定的频带发射无线信号，且所述发射装置和接收装置均位于一个独立的远程测试箱内。使用了高压，且仅在提前放电器件处于备用状态的特定时段内，以特定的时间间隔不时地进行测试，该备用状态在从雷电活动结束时起经过一段时间后出现。

对于第二个参考文件WO2004/102594 A2，该发明涉及一种对闪电保护系统的电气参数进行评价的方法，其中至少有一条以电气方式连接至接收单元的检测导线还被额外安装在配有一个接地导体的避雷器头内。该避雷器测试器件的启动方式为，在检测导线与接地导体之间或仅在各检测导线之间施加低电压，以控制存储在电容器组内的电能。

所获取的关于电气参数的信息由导体传送至接收单元，该接收单元可以直接安装在避雷器头上，或者安装在距避雷器头更远一些的距离处，并通过检测导线与其接地导体电耦合。

接收单元被连接至用于储存电能的一组电容器，继而与机电系统进行电气连接。

尽管如此，现有最新技术中所考虑的装置仍存在某些缺点。

因此，在第一个参考文件中，储能装置由一个常规电池组成，其将限制充电/放电循环，缩短其使用寿命，并需要额外的废物处理。

对于第二个参考文件，采用机电器件的问题是会产生电磁扰动和开关噪声，以及将产生少量的将会限制使用寿命的开关动作。此外，接收单元与避雷器相连的事实也会使避雷器的可操作性受到限制并使避雷器复杂化，提高加工成本。其还会造成暴露导线的劣化，该暴露导线可能会受到感应电压浪涌。

在两者中任一种情况下都不会对结果进行存储，因此此后不能查看结果，且可提取到任何数据处理设备中以供对其进行分析的结果要少得多。

两文件中任何一个在任何时候均不涉及频率分析。

在第一个文件中，使用高电压，每隔一个特定时间间隔就进行验证测试，例如以90秒作为一种实施例。由此，只要没有超出在云中没有电活动的时间限值(该时间限值可以为45分钟或其他任何时间限值，因为其可调整)，测试将每90秒重复一次。这将加快电路分析装置的损耗。

此外，测试仅在采用有源电子提前放电电路的避雷器上进行，并不适用于采用提前放电器件的其他类型的避雷器。

此外，在两个文件中，所考虑的分析系统并无对避雷器的不同状态之间进行区分的选择能力。因此，所提供的结果为避雷器的正确结果或存在错误的结果，但并未确定错误原因，因此操作者或使用者必须到避雷器处对其进行拆卸，并进行一系列验证，以检测错误的原因，并执行相应的修理操作。

相应地，两文件中所述的任何设备均不包括针对电压或电流入口处的电压浪涌的保护元件，因此它们可能会被暴露于可能非常高的并因此可能会造成危险的电势差。

发明描述

本文所述的用于采用提前放电器件的避雷器的测试装置一方面包括，发射单元，其被配置为安装在避雷器中，并带有电源和储能装置；测量电路，其用于测量避雷器的提前放电器件的频率响应；控制和处理元件，其用于启动对所形成的频率响应的测量和处理；模数转换器，其用于对从在处理之前在提前放电器件上进行的测试所获得的模拟信号进行转换；调制器电路，其用于接收信号；以及发射天线，其用于将由测量电路所获得的此前调制的数据进行发射。

发射单元的控制和处理元件被编程为每隔可配置的时间间隔t1启动由测试模块对提前放电器件进行的测试。它还负责在小于t1的可配置时间间隔t2内将发射单元保持在备用状态，并启动发送每隔时长t1进行的每次测试的结果，以及重复发送每隔时长t2执行的最后一次测试。

时长t1和t2可通过软件配置，或者通过元件的时序安排进行配置。

发射单元的电源装置可以基于可再生电源，例如太阳能面板或类似电源，储能装置优选为对充放电循环没有限制，且不需要进行废物处理，不过也可以采用常规的电源装置，例如任何类型的电池，只是会引入前述的局限。

本文所述的用于采用提前放电器件的避雷器的测试装置会执行频率测试。它包括控制和处理元件，该元件以具有可配置值的时间生成一组对避雷器提前放电器件进行电击的脉冲。本提前放电器件提供与避雷器的配置和状态相关的电压和频率响应。

它可在存在瞬变、交变或连续信号、不论其是否为周期性信号的情况下，包括对电路的随时间的响应进行附加的测试评价。因此，在有一个或一组脉冲施加任何所述类型的信号的情况下，在一段同样具有可配置值的时间之后，对设备的响应进行评估，测量所述的此前引入的脉冲组的进展情况。由此会获得一个模拟信号，其由测量电路测量，由模数转换器转换为数字信号，并由控制和处理元件使用数学方法进行处理，该方法可获得采用提前放电器件的避雷器对瞬变现象的响应。

另一方面，测试装置具有无线接收单元，用于识别避雷器不同状态的识别装置，可保存所依次进行的各次测试的数据的内部存储器，以及用于将数据提取到数据处理设备内的外部连接器。

用于识别本接收单元的避雷器的不同状态的识别装置可包括标志灯，优选为LED类型标志灯，尽管显示结果的任何方式均为理想方式。

本接收单元还包括一个通/断开关、电源和储能装置，控制和处理元件，用以降低连接至控制和处理元件的储能装置的电压的直流-直流转换器，电源系统的断路器，用于接收数据的集成式天线，用于对所述数据进行解调的解调元件，以及结果显示屏。

本接收单元可显示存储在其内部存储器内的此前的测试数据，并包括一个用于启动此功能的按钮。作为可选方式，每个避雷器还可包括一个个体识别系统，该识别系统通过单一代码发被送至接收单元，以协助维护和跟踪操作，并可在安装有采用提前放电器件的不止一个避雷器的设施内识别数据的来源。

继而，发射单元可以包括保护元件，以便在可能受到电压浪涌影响的每个连接中提供针对浪涌的保护。

本装置符合UNE 21186:2011标准的所有方面的要求。

除用于采用提前放电器件的避雷器的测试装置之外，本说明书还对带有测试装置的避雷器的安装方式进行了说明，其中测试装置如前文所限定。

所述避雷器的安装方式是使装置的发射单元适于被安置在避雷器中，其中其外壳可以采用任何配置，可以是截头金字塔形、喇叭形、球形、帽形、圆柱形，也可采用避雷器的特征要素所具有的其他任何配置，所述特征要素例如尖端和轴等。

测试装置的发射单元可以被集成到避雷器的内部，或者可以位于其外部。

在后一种情况下，所述发射单元包括一个被连接至避雷器的接地部分的壳体。所述壳体具有第一开口和第二开口，第一开口用于发射射频信号，第二开口用于以导线将发射单元内用于测量频率响应的测量电路与避雷器的提前放电器件进行连接。

发射单元的外壳与避雷器的所述连接可包括一个用于调整壳体及使其定向的部分。

最后，除了用于采用提前放电器件的避雷器的测试装置和带有所述装置的避雷器的安装方式之外，本说明书中还介绍了通过采用所述测试装置和带有测试装置(例如此前定义的测试装置)的避雷器的安装方式对采用提前放电器件的避雷器进行测试的测试方法。

本方法包括从启动控制和处理元件开始的一系列步骤。

此后由发射单元进行避雷器的提前放电器件的测试。在每次超出特定时间间隔t1或者检测到由发射单元的电源装置所提供的供电停止时，会进行所述测试。

为减小能耗，本发射单元通常在一个特定时间t2内处于备用状态，t2小于t1。

接下来，由测试得出的数据和避雷器特性、适用范围以及避雷器的识别码，会被发送至接收单元。它们会在每次进行测试时被发送，而测试是在每次超出时长t1或检测到电源中断情况下进行。

另一方面，每次在经过时间t2之后备用状态被中断时，所进行的最近一次测试的重复数据会被发送。每隔时间t2会重复发送一个特定测试，直至超出时间t1，在此情况下会进行一个新的测试，所述测试是在该时刻之后每过时间t2后开始被重复发送、直至再次超出时间t1的测试。

为获取数据的结果，接收单元必须被启动，在小于或等于t2的时间内从发射单元接收数据。每当进行测试或重复数据被发送时就会进行一次这种启动。

所接收的数据包括至少显示测试结果，区分避雷器的状态，状态可以是正确、短路的或提前放电器件的频率和/或电压响应不正确。此外，还可添加其他有用的数据，例如避雷器的标识或其特性。

当启动接收单元时，一个具有可配置的时间限值t3的等待时间计数器可以被启动。该时间值t3大于时间间隔t2的值，使得如果超出时间t3而未接收到任何数据帧，会产生一个错误信号，此信号表示接收器在发射单元的发射范围之外，没有足够能量用以发送数据，或者因其他任何原因而受到损坏。

相比而言，如果未超出时间限值t3，就有两种可能：一方面，所接收的信号是正确的，在此情况下所示结果将确定避雷器的状态，状态可以是正确的、短路的或提前放电器件频率和/或电压响应不正确，另一方面，所接收的信号可能不是正确的信号，在此情况下可识别出是否存在数据接收错误。

最后，所接收的数据会被存储，以供此后某个时间显示。

通过使用在本文中提出的采用提前放电器件的避雷器的测试装置、带有所述测试装置的避雷器的安装方式以及由所述装置进行的测试方法，可对现有最新技术实现显著的改进。

这是因为测试装置的电源和储能装置在充放电循环方面没有任何限制，也不采用任何有毒物质或化学反应来获取能量，因此维护和废物处理的成本可以降低，不过也可以采用电池等常见电源装置，只是会造成前述缺点。此外，接收单元为无线式，这样可消除现有技术的有线设备中存在的操作者或使用者的操作局限问题，继而，将可以避免除了承受感应电压浪涌问题之外还因暴露导线更容易劣化而产生的风险。

提出了一种非常有效同时又安全的测试方法，因为低压频率分析允许识别ESE的整体状态，因为作为避雷器的组成部分的每个元件均对避雷器的频率响应有影响。此外，由于此测试是在低压情况下进行，不存在任何涉及人员或财产的安全的问题。

频率和随时间的测试可以组合进行，以分析其对设备瞬变现象的响应，在需要时提供更为全面的分析。此外，以电子方式识别每个终端的可能性可以大大简化操作者或使用者的检测和维护任务。

本测试装置没有任何机电组件，因此也可避免因继电器开关动作而可能引发的噪音。此外，它具有针对电压浪涌的保护元件，以增强装置的保护。

所提出的装置也有数据存储器，也有可能将数据提取到一个计算机或其他任何数据处理设备中，以供数据分析。所述数据也可以被显示在接收单元的屏幕上。

另一个优势是，在显示结果时，装置不仅会提示存在错误，还会识别出该故障的可能原因，确定避雷器的状况。

本装置继而可最大限度降低能耗，因为它可减少所进行的测试次数。由于发射单元所保持的备用状态，以及在每隔一段大于备用时间的时间后进行测试的事实，在每次备用状态结束时会收到一个信号，以确认本装置有效，但在被认为必要的特定时间之前，不会进行新的测试。由此，消耗得以降低，且作为测试装置和提前放电器件组成部分的部件会受到严格控制。

本测试装置适用于任何采用提前放电器件的避雷器，而不论此器件为电力还是电子、无源还是有源提前放电电路、压电器件或其是否有特定的外形。任何具有浮置元件的避雷器均可由此系统进行测试。

此外，本装置还适用于同时采用有源和无源电子提前放电电路的避雷器。

带有测试装置的避雷器的安装方式提供了一系列可能的装置布置场所，这可提供更多的可能性，因为发射单元可以被集成到避雷器的内部，或布置在避雷器的外部，在需要时协助进行修理和维护任务。

通过类似所述的测试装置，还可通过用于采用提前放电器件的避雷器的测试方法实现更多优点，因为这是一种使用提前放电器件的频率分析进行的完全自主式的测试方法，用以验证设备是否正常工作。

本方法还可区分避雷器的可能状态，缩短操作者或使用者执行时间，因为如果存在错误，即可确定原因，由此可使错误更快地得以纠正。

由此，一种安全得多且更为廉价的测试方法得以实现，它高度有效，易于使用，操作者或使用者使用更为舒适，并可提供避雷器状态的具体结果。

附图简要说明

为了根据本发明的一种优选实用实施例帮助更好地理解本发明的特征，给出了一组附图作为所述说明的整体组成部分，其中以下各图以示例性和非限定性特征绘出：

图1所示为发射单元的工作步骤的流程图。

图2所示为接收单元的工作步骤的流程图。

图3所示为发射单元的电子电路的框图。

图4所示为接收单元的电子电路的框图。

图5所示为本发明的第一种优选实施例的位于避雷器外部的发射单元的透视图。

图6所示为本发明的第一种和第二种优选实施例的接收单元的平面图。

图7所示为本发明的第二种优选实施例的位于避雷器的内部的发射单元的正视图。

本发明的优选实施例的详细描述

从附图中可以看出，在本发明的第一种优选实施例中，本文中所提出的采用提前放电器件的避雷器1的测试装置包括一个发射单元2，和接收单元3，该发射单元2被配置为安装在避雷器1中。

如图3中可见，发射单元2包括电源装置4(在本发明的该第一优选实施例中，电源装置4由太阳能面板组成)和用于储存由所述面板所获得能量的储能装置5，其符合不限制充/放电循环次数且不需要废物处理的条件，两者均为电源组块A的组成部分。

它具有第二测量组块B，包括用于测量避雷器的频率响应的测量电路6和在处理响应前对其进行转换的模数转换器7，还具有第三发射组块C，第三发射组块C包括一个调制器电路8，用于接收信号、进行信号调制并通过发射天线9将信号发出。

发射单元2又包括控制和处理元件10.1，用于启动测试模块44，并处理所得的数字化频率响应。所述控制和处理元件10.1被编程，以在每次经过一段特定时间t1后重复启动执行测试，t1在本发明的该第一优选实施例中为24h。发射单元2也处于备用状态26，此状态也将持续一段特定的时间t2，条件是t2小于t1。最后，控制和处理元件10.1在每次经过时间t1后进行一次新测试时启动发送测试结果，并在每次经过时间t2、备用状态结束时，重复启动发送这一相同结果。

在本发明的该优选实施例中，测试装置包括一个个体识别系统，用于具体识别每一个避雷器，使得当控制和处理元件10.1发送测试结果时，它也会启动向接收单元发送设备的标识信息。在重复发送此前测试结果的情况下，数据所对应的设备的标识信息将同时被发送。

在本发明的该优选实施例中，t1和t2均可由软件配置。

如图3中可见，在每个连接中，发射单元2有一个保护元件11，用以提供针对电压浪涌的保护。

接收单元3为无线式，包括用于识别避雷器的不同状态的识别装置19，可保存所执行的测试的相关数据的内部存储器，以及可将所述测试数据提取到数据处理设备中的外部连接器。如图6中可见，接收单元有一个按钮12，用以允许在所述单元中显示所述的此前测试数据。

如图4所示，接收单元3由电源组块D组成，电源组块D包括一个集成有所述电源和储能装置13，一个用于接收单元3的通/断开关14，一个可选的直流-直流转换器15，以及一个断路器16，其用于在本单元未被操作员手动断开且持续一段相当长时间后发挥作用。

它还有一个接收组块E，接收组块E包括一个用于接收数据的集成式天线17和一个用于对所述数据进行解调的解调元件18。

最后，它包括一个显示组块F，显示组块F由用于识别避雷器1的不同状态的识别装置19构成，在本发明的该第一优选实施例中，识别装置19包括LED类型标志灯19.1和用于显示结果的结果显示屏19.2以及可选的终端标识。

接收单元3还包括一个控制和处理元件10.2，其可对这些执行组块D、E、F进行相互关联。

本装置符合能够耐受采用10/350μs波的至少3个幅值为100kA的电流脉冲以及UNE21186:2011标准要求的条件。

在本发明的该优选实施例中，除频率测试之外，还会进行一项附加测试，评价电路对于每一脉冲或脉冲组的随时间的响应，在一段时长值可配置的时间过后获取电路的响应。

本说明书还对带有如文中所述的测试装置的避雷器1的安装方式进行了说明。

如在图5中可见，在本发明的该第一优选实施例中，避雷器1采用外壳形式的配置，在外壳内，布置有提前放电器件(附图中未示出)，其带有相应的尖端46和相应的轴45。

所述图5示出了，在本发明的该优选实施例中，测试装置的发射单元2被安装在避雷器1的外部，其用于采用提前放电器件的避雷器1。

因此，发射单元2包括在避雷器1的接地部分45与之相连接的壳体20，由此用以防止有害的电势差，并对设备提供屏蔽。

此发射单元2的壳体20有第一开口和第二开口，第一开口用于发射信号，第二开口用于以导线21将用于测量发射单元2内的提前放电器件的频率响应的等效测量电路6与避雷器1的提前放电器件连接。

在本发明的该优选实施例(如图5所示)中，发射单元2与避雷器1的连接具有一个用于调整壳体20及其定向的部分22。因此，它可对壳体20进行布置，使得太阳能面板处于所需的位置，优选为可使其在全年中接收到最大平均光照的位置。

图7示出了本发明的第二种实施例的避雷器，其中用于采用提前放电器件的避雷器的测试装置与针对本发明的第一种实施例所述的测试装置类似，但其中避雷器的安装方式包括将测试装置的发射单元集成在避雷器的外壳内部。

如所述图7中所示，在本发明的该第二优选实施例中，避雷器1还有一个采用外壳形式的本体，提前放电器件(图中未示出)被置于其内，所述提前放电器件带有相应尖端46和相应轴45，其特征为发射单元2被集成在避雷器1的本体内。在本例中，不需要此前所述的壳体20。

本说明书继而针对本发明的两种优选实施例，根据本文所述的测试装置和带有所述测试装置的避雷器1的安装方式，介绍了采用提前放电器件的避雷器1的测试方法。

因此本测试方法包括以下步骤：

如图1所示，首先，启动控制和处理元件(10.1)(步骤23)。

其次，每隔特定时间间隔t1，对避雷器1的提前放电器件进行一次测试(步骤24)，在本发明的该优选实施例中，t1为24小时。

然后由测试获得的数据及避雷器的标识数据以无线方式被发送至接收单元3(步骤25)。

一旦数据被发送(步骤25)，发射单元2将进入备用状态并在一段特定的可配置时间t2(步骤26)内处于备用状态，t2根据需求或约束条件确定，在本发明的该实施例中，此时间t2为90秒，这符合小于t1值的条件。

下一步在经过90秒的时间间隔t2之后进行，由此发射单元的备用期已结束。此时，控制和处理元件执行分析(步骤27)，以确定是否已经过一段24小时的时段t1。如果尚未经过24小时，则将由已进行的前次测试所获得的相同的数据每隔90秒时间t2重复发送一次，直至已经历24小时的时段t1(步骤28)。

然而如果控制和处理元件(10.1)分析所经历的时间是否大于t1(在本例中为24小时)，且结果为已经历该时间，则它会启动测试模块44对避雷器1的提前放电器件进行另一项测试(步骤29)。

如果检测到发射单元的电源装置存在中断，也会启动新测试的执行(步骤29)。

随后发射单元返回备用状态(步骤26)，并重复此过程。

图2示出了接收单元3的工作步骤。此过程将在每次测试数据被发送时从接收单元3启动(步骤30)开始。

从启动(步骤30)时刻起，接收单元3即等待接收与所用通信标准相符的数据帧。当此单元开始工作时，将启动一个等待时间计数器(步骤31)，此计数器具有特定的时间限值t3，在本优选实施例中t3为2分钟，符合大于90秒备用时间t2的条件。

该计数器将使接收单元3能够确认在两个设备内所配置的最大发射/接收时间内是否收到了数据帧。

为此，将进行一项分析，以确定是否超出了等待时间(步骤32)。如果从分析确定未获得数据的等待时间已超出等待时间(步骤32.1)，发射单元3将确定因为其处于发射设备范围之外或发射器未正常工作的原因而存在错误(步骤40)，并向操作者或使用者显示此结果(步骤41)，结束此方法(步骤42)，以使操作者或使用者能够修复该问题。

如果未超出等待时间(步骤32.2)，接收器将继续等待数据帧，并对是否收到该数据帧进行分析(步骤33)。如果未收到数据(步骤33.2)，则等待继续。

然而，如果有一个相符的数据帧在超出等待时间之前到达接收器3(步骤33.1)，后者将验证所述数据是否与可能的测试结果相符(步骤34)。

如果数据不相符(步骤34.2)，发射单元将确定因为所接收数据与可能的测试结果不符而存在错误(步骤40)，并向操作者或使用者显示此结果(步骤41)，结束此过程(步骤42)，以使操作者或使用者能够修复此问题。因此，它可以区分出该错误是由于接收器未处于发射器的范围内(步骤32.1)，还是由于接收到的数据错误所致(步骤34.2)。

在所接收的数据与可能的测试结果一致(步骤34.1)的情况下，接收单元3将分析避雷器1是否工作正常(步骤35)。如果结果为实际上肯定(步骤35.1)，则向操作者或使用者显示所述结果(步骤38)，并保存该结果(步骤39)，返回本方法的起始处(步骤43)。

如果结果确定避雷器的状态不正确(步骤35.2)，则对存在短路的可能性进行分析(步骤36)。在本例中，与前例类似，如果结果确定存在短路(步骤36.1)，将向操作者或使用者显示此结果(步骤38)，且保存所述结果(步骤39)，再次开始此过程(步骤43)，但如果所获得的结果指示没有短路(步骤36.2)，它将进而分析是否可能是提前放电器件的频率响应不正确(步骤37)。

如果确实获知其不正确(步骤37.1)，则将向操作者或使用者显示此结果(步骤38)，且保存所述结果(步骤39)，再次开始此过程(步骤43)，而如果也不是此问题，则确定存在错误(步骤40)，向操作者或使用者显示此结果(步骤41)，结束此过程(步骤42)，以纠正存在的错误。

结果被保存在接收单元的内部存储器内(步骤38)，以便可以在结果屏幕19.2上再次显示，或将其提取到一个外部数据处理设备(例如计算机)中。

通过本文所述的用于采用提前放电器件的避雷器的测试装置、带有所述装置的避雷器安装方式以及通过所述装置所实施的测试方法，可以实现对现有技术的显著的改进。

因此，可获得一种测试，其能以一种功耗非常低的安全方式实现针对瞬变现象进行分析的非常简单且有效的频率和/或时间测试。

此外，通过本测试装置及其电源和储能装置，充/放电循环没有限制，且不需要废物处理。

因此，成本得以降低，而且,由于它是采用无线接收单元的装置，操作者或使用者对其的管理可更加方便，消除了操作限制并可提高其安全性。

该测试装置还可能实现将所获得的结果保存在一个内部存储器中，以便在此后某个时候在接收单元自身上进行显示，或者可将所述结果通过外部连接器下载至一个数据处理设备中，在数据处理设备中可对从提前放电器件获取的结果进行更加全方位的研究。

本装置还可对测试结果中错误的不同原因进行区分，可使操作者或使用者可以快速找出问题所在，并立即采取纠正措施，因此其效率可以高得多。此外，所有这些可通过较少次数的测试实现，由此测试装置的能耗得以降低，此外测试中涉及的元件的损耗也可下降。

继而，带有本测试装置的避雷器的安装方式又可根据每种情况的具体特性，选择将发射单元置于避雷器的外壳的内部或外部。

用于采用所述装置和安装方式的避雷器的测试方法也为完全自主式，并使测试装置能够区分特定避雷器的提前放电器件的不同状态。

最后，发射器可能还会发送正被测试的避雷器的标识，除测试之外，还可以实现避雷器的唯一识别，防止混淆不同避雷器的可能性。

由于其可使测试装置提供可能的最具体的结果，因此这是一种可以使操作者或使用者的工作大为便利的简单且舒适的方法。

Claims (21)

1.一种用于采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：

发射单元(2)，其被配置为安装在避雷器(1)中，其中所述发射单元带有电源装置(4)和储能装置(5)；

测量电路(6)，其用于测量所述避雷器(1)的提前放电器件的频率响应；

控制和处理元件(10.1)，其用于启动所述提前放电器件，并处理所形成的频率响应；

模数转换器(7)，其用于对在处理之前从在所述提前放电器件上进行的测试所获得的模拟信号进行转换；

调制器电路(8)，其用于调制信号；以及

发射天线(9)，其用于发射此前调制的经处理的数据；

其中所述控制和处理元件(10.1)被编程，以便每隔可配置的时间间隔t1启动由测试模块对所述提前放电器件进行的测试，在可配置的时间间隔t2内将所述发射单元(2)保持在备用状态(26)，其中所述时间间隔t2小于所述时间间隔t1，并每隔时间间隔t1启动发送新测试的结果，以及每隔时间间隔t2重复发送最后一次测试的结果；

无线接收单元(3)，其包括接收天线(17)，对从所述接收天线接收的信号进行解调的信号解调器(18)，用于识别所述避雷器的不同状态的识别装置(19)，能存储连续进行的测试的数据的内部存储器，以及用于将所述数据提取到处理设备内的外部连接器。

2.如权利要求1所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述时间间隔t1和所述时间间隔t2能由软件配置。

3.如权利要求1所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述时间间隔t1和所述时间间隔t2能由所述控制和处理元件的时序安排进行配置。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述发射单元的所述电源装置(4)基于可再生能源电源。

5.如权利要求1至3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述发射单元的所述电源装置(4)基于标准的电源。

6.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述测试装置支持采用10/350μs波的至少3个幅值为100kA的电流脉冲。

7.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述接收单元(3)包括通/断开关(14)，电源和储能装置(13)，控制和处理元件(10.2)，可降低连接至所述控制和处理元件(10.2)的所述储能装置(13)的电压的可选的直流-直流转换器(15)，断路器(16)和结果显示屏(19.2)。

8.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，用于识别所述接收单元(3)的所述避雷器的不同状态的识别装置(19)包括标志灯(19.1)。

9.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述接收单元(3)能显示此前的测试数据，并包括用于启动此选项的按钮(12)。

10.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括识别系统，用于在每一数据帧中识别所述避雷器，以协助所述避雷器控制、跟踪和维护任务。

11.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，除了频率分析之外，还包括对瞬变信号、交变信号或连续信号的电路响应的随时间变化分析，不论信号是否为周期性。

12.如权利要求1-3中任何一项所述的针对采用提前放电器件的避雷器(1)的测试装置，其特征在于，所述发射单元(2)包括保护元件(11)，用以在可能收到电压浪涌的每个连接中提供针对所述电压浪涌的保护。

13.一种带有测试装置的避雷器(1)的安装方式，所述测试装置如权利要求1至12中任何一项所限定，其特征在于，所述测试装置的所述发射单元(2)适于被布置在所述避雷器(1)中，所述避雷器(1)的外壳为截头金字塔形、喇叭形、帽形、圆柱形、球形，或者也可采用避雷器的特征要素所具有的其他任何形状。

14.如权利要求13所述的带有测试装置的避雷器(1)的安装方式，其特征在于，所述测试装置的所述发射单元(2)被集成在所述避雷器(1)的外壳的内部。

15.如权利要求13所述的带有测试装置的避雷器的安装方式，其特征在于，所述测试装置的所述发射单元(2)位于所述避雷器(1)的外壳的外部。

16.如权利要求14所述的带有测试装置的避雷器的安装方式，其特征在于，所述发射单元(2)包括连接至所述避雷器(1)的接地部分(45)的壳体(20)，所述发射单元的壳体(20)具有第一开口和第二开口，所述第一开口用于发射信号，所述第二开口用于以导线(21)连接所述发射单元(2)内用于测量频率响应的测量电路与所述避雷器(1)的所述提前放电器件。

17.如权利要求14所述的带有测试装置的避雷器(1)的安装方式，其特征在于，所述发射单元(2)的壳体(20)的连接包括用于调整壳体及使其定向的部分(22)。

18.一种用于通过如权利要求1至12中任何一项所限定的测试装置和如权利要求13至17中任何一项所述的带有测试装置的避雷器的安装方式对采用提前放电器件的避雷器(1)进行测试的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

启动(23)控制和处理元件(10.1)；

发射单元(2)在每次超出特定时间间隔t1或检测到其电源装置(4)供电中断时对避雷器(1)的提前放电器件进行测试(24)，所述发射单元(2)在特定时间间隔t2内处于备用状态(26)，所述时间间隔t2小于所述时间间隔t1；

将从测试获得的数据和所述避雷器(1)的特征信息发送(25)至所述接收单元(3)；

当所述备用状态(26)被中断时，每隔所述时间间隔t2重复发送(28)所述数据，直至超出所述时间间隔t1；

在每次发送测试数据或重复数据时，启动(30)接收单元(3)，并通过所述单元(3)接收数据，包括启动(31)具有可配置的时间限值t3的等待时间计数器，所述时间限制t3大于所述时间间隔t2；

显示(38)结果，将所述避雷器的状态区分为正确状态、短路状态或提前放电器件的频率响应不正确的状态，以及；

保存(39)数据，以供此后显示。

19.如权利要求18所述的用于对采用提前放电器件的避雷器(1)进行测试的测试方法，其特征在于，如果超出所述时间限值t3而未接收到数据，则会产生错误信号(40)，该错误信号指示所述接收单元(3)在所述发射单元(2)的发射范围之外，没有足够能量用于发送数据，或因任何其他原因而受到损坏。

20.如权利要求18所述的用于对采用提前放电器件的避雷器(1)进行测试的测试方法，其特征在于，如果超出所述时间限值t3且所接收的信号不正确，则所显示的结果(38)将区分出所述避雷器为正确状态还是短路状态，或其提前放电器件的频率响应是否不正确的状态。

21.如权利要求18所述的用于对采用提前放电器件的避雷器(1)进行测试的测试方法，其特征在于，如果未超出所述时间限值t3，且所接收的信号不正确，其能识别是否存在数据接收错误。