CN106125030A - 便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪 - Google Patents

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王彦彪
李映清
张顶山
崔慧明
张丹灵
夏玉山
肖克芳
李永清
陈振勇
李国生
王关霖
吴正功
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Abstract

本发明涉及一种便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪。该校验仪主要由单片机主控单元、电池供电模块、显示屏模块、键盘操作模块、高压脉冲发生电路、交流电流发生电路等功能模块组成。本发明利用高压脉冲动作计数及泄露电流表实现对避雷器在线监测装置的校验，使用时：仅使用一条附带的测试线，将校验仪输出端子连接到避雷器在线监测装置上，即可完成避雷器在线监测装置的雷击次数和泄露电流校验。该校验仪，接线简单，携带方便，操作便捷，既提高了工作效率，又减轻了劳动强度。

Description

便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪
技术领域
本发明涉及避雷器的监测装置，具体地说是一种避雷器在线监测装置的多功能校验仪。
背景技术
在输变电设备中，避雷器在线监测装置常被用来对氧化锌避雷器雷击情况进行监视以及对泄漏电流进行运行状况监测。使用时，其一端串联在氧化锌避雷器下端，另一端直接接地。传统使用的这种避雷器在线监测装置，其结构是：采用电阻片取压，将电磁线圈动作次数通过计数器显示，用透明玻璃罩、密封橡皮垫、底板及法兰等进行卡装密封。该避雷器在线监测装置，能够有效检测避雷器放电动作和泄露电流的变化，防止因避雷器运行质量变化造成意外事故，在提高电力系统运行可靠性方面起到至关重要的作用。
该装置，在正常电力环境下，流过计数器的漏电流非常小，计数器不动作。当避雷器通过雷电波或工频过电压时，强大的冲击电流从氧化锌避雷器的非线性电阻通过，经过直流变换，对电磁线圈放电而使避雷器在线监测装置雷电计数一次，…于是便记录下氧化锌避雷器动作次数。
在实际运行中，如果氧化锌避雷器出现老化或密封不良的情况时，泄漏电流会增大，运行人员只能通过避雷器在线监测装置显示的泄漏电流示值判定避雷器的好坏，而避雷器在线监测装置受恶劣环境影响亦经常存在泄露电流示值不准确的情况，这将导致避雷器在线监测装置对氧化锌避雷器的检测结果失去参考价值。因此，对避雷器在线监测装置进行雷击次数和泄漏电流的准确校验工作，意义重大。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种避雷器在线监测装置的多功能校验仪，该校验仪具有结构简单、安全可靠、操作便捷、降低劳动强度、提高工作效率等优点。
本发明之多功能校验仪，通过产生高压脉冲信号模拟雷击及内置的泄露电流表，实现对避雷器在线监测装置的校验。
该校验仪主要由单片机主控单元1、内置电池组2、显示屏功能模块3、键盘操作模块4、高压脉冲电压发生电路5、交流电流发生电路6构成。
所述单片机主控单元1，为整个监测系统的枢纽，其与内置电池组2、显示屏功能模块3、键盘操作模块4相连，通过键盘输入，控制校验仪7进行高压脉冲或交流电流测试功能切换及输出电压、电流幅值的选择，将测试数据采样计算后传给显示屏显示。
所述交流电流发生电路6，为高压脉冲发生电路5提供所需电能，其产生的高压脉冲作用于避雷器在线监测装置7输入端，实现对避雷器在线监测装置7的测量与校准。
所述内置电池组2，系2300mAh/12.6V以上的充电式锂电池。为单片机主控单元1、显示屏功能模块3、电压脉冲电压发生电路5及交流电流发生电路6，提供所需的电力。
所述显示屏功能模块3，由单片机主控单元1发送指令与数据，用于显示校验仪7校验时的电压峰值、动作次数及泄露电流幅值。
所述键盘操作模块4，通过按键选择控制单片机实现校验仪7功能切换和测试启动。
所述高压脉冲电压发生电路5，可发出8/20us、峰值大于100A的负极性电压波形，模拟避雷器遭受雷击或过电压时的工况，真实还原雷击现象，保证检测数据的准确可靠性。
所述交流电流发生电路6，由程序控制，可产生预设的交流电流值，交流电流的电气特性与避雷器放电计数器上常态工作时所承载的交流全电流的特性一致。
该校验仪在变电站测试现场使用时，使用一条附带的测试线，将校验仪输出端子连接到避雷器在线监测装置上，然后根据校验仪面板按键选择测试功能。校验仪内部程序自动按照规程技术要求对避雷器在线监测装置的雷击电流动作次数校验(3或5次)，按照泄露电流表的刻度选择校验电流档位，自动按照档位电流值的百分值(5％、10％、20％、50％、75％、100％)比例输出恒定的交流电流，将避雷器在线监测装置中泄漏电流表的示值与校验仪显示的标准电流值对比，即可完成校验工作。
本发明之便携式避雷器在线监测装置多功能校验仪，能进行雷击动作计数及泄漏电流校验，具有接线简单，携带方便，操作便捷之特点，既提高了工作效率，又减轻了劳动强度。
附图说明
图1本发明测试仪之测试电路原理示意图
图1中：1-单片机主控单元；2-内置电池组；3-显示屏功能模块；4-键盘操作功能模块；5-高压脉冲电压发生电路；6-50Hz交流电流发生电路；7-避雷器在线监测装置。
图2高压脉冲电压发生电路图
图2中：2-1-内置电池组；9-可变占空比生成电路；10-直流高压发生单元(包括11-高压推动功率管，12-高压变压器)；13-高低压选择开关；14-高压电容；15-计数器输出开关；16-高压计数脉冲输出。
图3交流电流发生电路
图3中：2-2-内置电池组；18-工频逆变单元，包括19-逆变主控单元，20-逆变H桥功率驱动电路，21-滤波电路(该滤波电路由22-滤波电感和23-滤波电容组成)；24-工频升压变压器；25-输出电流自动调整自动稳定电路单元；26工频校验电流输出端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
实施例：一种便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪
图1之框图，显示了本实施例之校验仪的电路原理
本实施例之校验仪能进行雷击动作计数及泄漏电流校验，使用一条测试线，在校验仪面板上设有操作的按键设置、测试功能选项及校验仪输出参数。
雷击动作次数校验：通过按键选择雷击动作校验输出，并通过按键设定校验次数，根据避雷器在线监测装置安装的避雷器电压等级选择动作电压峰值，单片机主控单元1控制高压脉冲电压发生电路5产生动作脉冲，该脉冲信号传输给避雷器在线监测装置7，同时避雷器在线监测装置校验仪显示已发送脉冲动作次数，校验仪动作次数与避雷器在线监测装置7记录的次数对比，即可完成校验。
泄漏电流校验：通过按键选择泄漏电流校验输出，并通过按键设定校验电流大小，根据避雷器在线监测装置7的刻度电流值选择动校验仪输出档位，按压启动键，校验仪的50Hz交流电流发生电路6与避雷器在线监测装置7相连并按照档位的百分值定点输出电流。将避雷器在线监测装置校验仪显示的电流值与被校验的避雷器在线监测装置7显示的电流值对比即可。
图2显示了本实施例的高压脉冲电压发生电路
所述高压脉冲电压发生电路，内置电池组2-1为电路正常运行提供电能；可变占空比生成电路9根据需要调节脉冲的宽度和占空比；直流高压发生单元10将低压转化为高压，为高压电容14充电，当计数器输出开关被合上，高压电容放电，完成脉冲计数。
高压发生单元10包括高压推动功率管11，高压变压器12；高压推动功率管10、高压变压器12与内置电池组2-1组成回路。高压推动功率管11的作用相当于回路中的开关，其通断由可变占空比生成电路控制，这样在高压变压器12的次级侧便生成不同脉冲宽度的电压信号。
根据现场需要，可通过高低压选择开关13档位的切换，控制高压变压器输出的脉冲信号的幅值。在计数器输出开关15断开的情况下，由高压变压器、高低压选择开关及高压电容14组成的次级回路对高压电容充电；一旦计数器输出开关被合上，便会产生高压计数脉冲16.
高压脉冲发生电路可发出8/20us、峰值大于100A的负极性模拟雷击放电电压波形
图3显示了本实施例的交流电流发生电路
交流电流发生电路可产生预设的50Hz交流电流值。
所述交流电流发生电路，供电电源为2300mAh/12.6V以上的充电式锂电池，可一次充电长期使用。锂电池通过工频逆变单元将直流电转化为正弦交流电，交流电经过滤波、升压、稳压电路输出工频交流电流。
所述内置电池组2-2为工频逆变单元18供电，工频逆变单元18包括逆变主控单元19、逆变H桥功率驱动电路20和滤波电路21，逆变主控单元19控制逆变H桥功率驱动电路20生成50Hz幅值较小、平滑度较差的正弦波信号，该正弦信号经滤波电路21滤波、工频升压变压器24升压，输出各周期幅值略偏的正弦波，该正弦波经输出电流自动调整自动稳定电路单元25，输出稳定的工频校验电流26。
本实施例之便携式避雷器在线监测装置多功能校验仪，通过键盘控制单片机使设备发出高压脉冲和50Hz交流电流模拟真实雷击环境使得避雷器在线监测装置完成动作计数和泄露电流监测，避雷器在线监测装置结果与校验仪结果对比实现校验工作。
内置电池组2-2为整个系统提供工作所需的电力，使用大容量充电式锂电池，一次充满电使用时间长；高压脉冲发生电路可发出8/20us、峰值大于100A的负极性模拟雷击放电电压波形。

Claims (4)

1.便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪，其特征在于：由单片机主控单元(1)、内置电池组(2)、显示屏功能模块(3)、键盘操作功能模块(4)、高压脉冲电压发生电路(5)、交流电流发生电路(6)组成；
所述单片机主控单元(1)，与内置电池组(2)、显示屏功能模块(3)、键盘操作模块(4)相连；通过键盘输入，控制校验仪(7)进行高压脉冲或交流电流测试功能切换及输出电压、电流幅值的选择，将测试数据采样计算后传给显示屏作出显示；
所述交流电流发生电路(6)，为高压脉冲发生电路(5)提供所需电能，其产生的高压脉冲作用于避雷器在线监测装置(7)输入端，实现对避雷器在线监测装置的测量与校准；
所述内置电池组，为单片机主控单元(1)、显示屏功能模块(3)、电压脉冲电压发生电路(5)及交流电流发生电路(6)提供所需的电力；
所述显示屏功能模块(3)，由单片机主控单元(1)发送指令与数据，用于显示校验仪(7)校验时的电压峰值、动作次数及泄露电流幅值；
所述键盘操作模块(4)，通过按键选择控制单片机实现校验仪(7)功能切换和测试启动。
2.根据权利要求1所述便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪，其特征在于：所述内置电池组(2)，为2300mAh/12.6V以上的充电式锂电池。
3.根据权利要求1所述便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪，其特征在于：所述高压脉冲电压发生电路(5)，发出8/20us、峰值大于100A的负极性，模拟雷击放电电压波形。
4.根据权利要求1所述便携式避雷器在线监测装置的多功能校验仪，其特征在于：所述交流电流发生电路(6)，可产生预设的50Hz交流电流值，交流电的电气特性与避雷器放电计数器上常态工作时所承载的交流全电流的特性一致。
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