CN106646307A - 一种避雷器计数器的校验装置 - Google Patents

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张潮
徐益飞
王毅
杨勇
商振东
郑庆伟
罗艳明
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Quzhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Changshan Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Quzhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Changshan Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass

Abstract

一种避雷器计数器的校验装置,它主要包括组合波发生电路和工频电流产生电路,所述的组合波发生电路主要包括直流高电压电源、组合波发生回路;直流高电压电源的高频升压电源经充电电阻连接一用于充电的高压储能电容,在高压储能电容两端通过电阻分压器连接实时监测电容两端电压值的控制电路;并接在高压储能电容两侧的组合波发生回路主要由高压放电开关以及电阻、电感串联组成,该组合波发生电路并接于被试品和罗戈夫斯基线圈串联电路的两端。

Description

一种避雷器计数器的校验装置
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种避雷器计数器校验装置,属于避雷器校验技术领域。
背景技术
[0002] 在输变电设备中,避雷器是较为昂贵的大型设备,避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压,一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护,在500kV及以下系统主要用于限制大气过电压,在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。
[0003] 现有技术中,避雷器放电计数器和避雷器监测器在变电站避雷器实时在线监测中得到广泛应用,为监测避雷器的性能起到重要作用。避雷器放电计数器和避雷器监测器起着监测避雷器泄漏电流和用作雷击次数统计的作用。串接在避雷器接地回路中,监测器中的毫安表用于监测运行电压下通过避雷器的漏电流有效值(有些厂家的监测器记录的是漏电流峰值),可以判断避雷器内部是否受潮,元件是否异常等情况,从而提早有效地发现避雷器内部缺陷,避免运行中事故的发生。动作计数器则是记录避雷器在过电压下动作的次数,若避雷器在过电压下频繁动作,容易引起绝缘老化和泄漏电流增大导致氧化锌阀片发热等问题,如果处理不及时还容易造成避雷器爆炸的危险情况。
[0004] 在正常运行电压下,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、操作波和工频过电压时,强大的工作电流从计数器的非线性电阻通过,经过直流变换,对电磁线圈放电而使计数器吸动一次,来实现测量避雷器动作次数的装置,这是常用避雷器监测器的工作原理。在结构上大多采用电阻片取压,电磁线圈动作,计数器显示,透明玻璃罩、密封橡皮垫、底版及法兰等进行卡装密封,高压出线端从底板中心引出。
[0005] 避雷器监测器在线运行时间长,容易造成计数器计数不灵敏,泄漏电流测量不准确等问题,对避雷器的正常监测工作造成不利影响。避雷器放电计数器是串在避雷器接地回路中用于监测避雷器动作次数和泄漏电流的设备,其主要故障是“动作计数器不动作”和“泄漏电流表指示不准确”。
[0006] 以下几种情况可能导致它出问题:
[0007] 1、安装工艺不佳,在运输途中颠簸后,计数器卡死而无法动作。
[0008] 2、密封圈老化,导致内部潮湿、进水,泄漏电流表读数误差增大。
[0009] 3、长时间挂网运行后,表内的阀片老化。
[0010] 4、避雷器表面的污秽电流流入表里后会导致泄漏电流增加,产生误判,也加速表记的老化进程。
发明内容
[0011] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种结构组成合理,使用方便可靠,能实现现场对避雷器监测器进行雷电计数器动作校验和泄漏电流校准的工作,以确保监测器功能稳定可靠,进而保证变电站避雷器正常运行工作的避雷器计数器校验装置。
[0012] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的,一种避雷器计数器校验装置,它主要包括能输出最大幅值为300V、1.2/50ys冲击电压波和最大幅值为150A、8/20ys冲击电流波的组合波发生电路,和输出高达10V、0.1mA-1OmA标准工频电流的工频电流产生电路,所述的组合波发生电路主要包括直流高电压电源、组合波发生回路,所述直流高电压电源的高频升压电源经充电电阻连接一用于充电的高压储能电容,在高压储能电容两端通过电阻分压器连接实时监测电容两端电压值的控制电路;并接在高压储能电容两侧的组合波发生回路主要由高压放电开关以及电阻、电感串联组成,该组合波发生电路并接于被试品和罗戈夫斯基线圈串联电路的两端,其中所述的尚压放电开关受控于所述的控制电路,且在尚压储能电容充电达到预定值时、控制电路停止对电容充电后触发高压放电开关闭合;并在被试品两端输出冲击电压波,在罗戈夫斯基线圈上输出冲击电流波;
[0013] 所述的工频电流产生电路主要包括一作为智能控制单元的单片机,该单片机连接一输入50Hz工频信号,输出可以得到高达10V工频电压的变频模块,由所述变频模块连接于避雷器监测器的两端,并将产生的幅值可调工频电压加入测试回路中。
[0014]作为优选:所述的被试品的两端通过用于测量冲击电压值的电容式分压器连接所述的控制电路,所述的控制电路主要由能处理电压信号的单片机构成,所述的单片机为单独设置或是所述构成智能控制单元的单片机,在所述罗戈夫斯基线圈上连接一高精度峰值保持电路后,再连接AD模块进行测量和数据采集后,将对应的数字信号提供给相连的控制电路进彳丁进一步的控制和显不;
[0015] 所述的测试回路中加入电流负反馈环节,即在测试回路中通过连接一接收电流负反馈信号的比较电路连接于单片机进行所加信号的比较,并构成一闭环控制电路;所述变频模块由一输入端连接有一能输出50hz正弦信号的D/A转换模块、输出电压幅值200V左右、电流幅值2mA左右工频信号的功率放大电路,并由所述的功率放大电路连接于所述的避雷器计数器上。
[0016] 本发明具有结构组成合理,使用方便可靠,能实现现场对避雷器监测器进行雷电计数器动作校验和泄漏电流校准的工作,以确保监测器功能稳定可靠,进而保证变电站避雷器正常运行工作等特点。
附图说明
[0017]图1是本发明所述组合波发生装置的电路原理图。
[0018]图2是本发明所述的工频信号发生装置原理图。
[0019]图3是本发明所述工频电流发生装置实现电路框图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本发明作详细的介绍:图1-3所示,本发明所述的一种避雷器计数器校验装置,它主要包括能输出最大幅值为300V、1.2/50ys冲击电压波和最大幅值为150A、8/20ys冲击电流波的组合波发生电路,和输出高达100V、0.1mA-10mA标准工频电流的工频电流产生电路。
[0021]图1所示,所述的组合波发生电路主要包括直流高电压电源1、组合波发生回路2,所述直流高电压电源I的高频升压电源3经充电电阻Rl连接一用于充电的高压储能电容C,在高压储能电容C两端通过电阻分压器4连接实时监测电容两端电压值的控制电路;并接在高压储能电容C两侧的组合波发生回路2主要由高压放电开关K以及电阻R2、R3、R4、电感L串联组成,该组合波发生电路2并接于被试品R和罗戈夫斯基线圈X串联电路的两端,其中所述的高压放电开关K受控于所述的控制电路5,且在高压储能电容C充电达到预定值时、控制电路停止对电容充电后触发高压放电开关K闭合;并在被试品R两端输出冲击电压波6,在罗戈夫斯基线圈X上输出冲击电流波7;
[0022]图2、3所示,所述的工频电流产生电路主要包括一作为智能控制单元的单片机8,该单片机8连接一输入50Hz工频信号、输出可以得到高达10V工频电压的变频模块9,由所述变频模块9连接于避雷器监测器的两端,并将产生的幅值可调工频电压加入测试回路10中。
[0023]图中所示,所述的被试品R的两端通过用于测量冲击电压值的电容式分压器连接所述的控制电路5,所述的控制电路5主要由能处理电压信号的单片机构成,所述的单片机为单独设置或是所述构成智能控制单元的单片机8,在所述罗戈夫斯基线圈X上连接一高精度峰值保持电路后,再连接AD模块进行测量和数据采集后,将对应的数字信号提供给相连的控制电路5进彳丁进一步的控制和显不;
[0024] 所述的测试回路10中加入电流负反馈环节,即在测试回路10中通过连接一接收电流负反馈信号的比较电路11连接于单片机8进行所加信号的比较,并构成一闭环控制电路;所述变频模块9由一输入端连接有一能输出50hz正弦信号的D/A转换模块12、输出电压幅值200V左右、电流幅值2mA左右工频信号的功率放大电路13,并由所述的功率放大电路13连接于所述的避雷器计数器14上,从而实现工频电流发生。
[0025]实施例:一种便携式避雷器监测器校验装置,它需要实现的两大功能模块:组合波(1.2/50ys的电压波,8/20ys的电流波)发生电路和工频电流(0.1mA-1OmA)产生电路。组合波发生电路采用已有的便携式测试仪电路实现,以产生大于100V的冲击电压信号,达到避雷器计数器国家标准(JB 2440-91)中的下限动作电压。工频电流装置采用单片机加D/AS片,软件硬件结合的方式产生。通过程序设计,控制单片机产生合理的信号,经过D/A转换,达到产生正弦波的目的。
[0026] 图1所示,冲击电压发生装置的设计原理是:根据GB/T 17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验的规定,能产生开路电压波形、短路电流波形的信号发生器被称为组合波浪涌信号发生器(CWG)或组合波信号发生器。
[0027] 为产生测试校验所需要的组合波信号,研制的组合波发生电路基本原理如图1所示,该组合波电路主要包括直流高电压电源、组合波发生回路、测量部分和单片机接口等部分。高频升压电源经充电电阻Rl向高压储能电容C充电,控制电路通过电容C两端的电阻分压器实时监测电容两端的电压值,当充电达到预定值时,控制电路停止对电容充电,随后触发高压放电开关闭合,经过组合波发生回路输出最大幅值为300V的1.2/50ys冲击电压波和最大幅值为150Α的8/20ys的冲击电流波,波形参数满足国标GB 18802.1—2002的要求。通过电容式分压器测量试品两端的冲击电压值,将高幅值电压按线性分压到单片机可以承受的电压范围。通过罗戈夫斯基线圈测量流过试品的冲击电流信号,将电流信号转换为单片机容易处理的电压信号。分压器和罗氏线圈的输出冲击电压信号先经过高精度峰值保持电路,然后通过AD模块进行测量和数据采集,将对应的数字信号提供给控制电路进行进一步的控制和显示。整个仪器采用8051单片机作为智能控制单元,采用C语言编程实现智能控制、数据采集、存储和显示等功能。
[0028]图2、3所示,本发明所述的工频电流发生装置的原理是:稳定工频电流产生电路原理是利用已有的变频模块(输入50Hz工频信号,输出可以得到高达100V的工频电压)产生一个幅值可调的工频电压,加在避雷器监测器两端,通过控制单片机输出50Hz工频小信号的幅值,来达到控制变频模块输出电压,进而控制测试回路的电流的目的。为了在测试回路中得到稳定的电流值(从0.1mA到1mA多档位的电流值)的目的,需要在测试回路中加入电流负反馈环节,反馈信号与单片机所加信号进行比较,达到闭环控制单片机输出正弦波幅值的效果,进而最终稳定测试回路电流值的目的。
[0029] 便携式避雷器计数器校验装置,能产生最大幅值为6kV的1.2/50ys冲击电压波(负载侧开路时)、最大幅值为3kA的8/20ys的冲击电流波(负载侧短路时)的组合波,实现对避雷器计数器的动作次数校验。该装置能产生开口电压不低于100V的0.1mA-1OmA的标准工频电流,以校验避雷器计数器的电流指示准确度。
[0030] 本发明方便对避雷器的监测和试验,便于日常电网设备的运行和维护,确保避雷器的可靠性,提高避雷器对各类过电压的保护性能,大大降低各类过电压对电网设备安全稳定运行的影响。可以减少停电和设备因过电压而损坏,具有较好的经济效益和社会效益。

Claims (2)

1.一种避雷器计数器校验装置,它主要包括能输出最大幅值为300V、1.2/50US冲击电压波和最大幅值为150A、8/20即冲击电流波的组合波发生电路,和输出高达100V、0.1mA-1OmA标准工频电流的工频电流产生电路,其特征在于所述的组合波发生电路主要包括直流高电压电源、组合波发生回路,所述直流高电压电源的高频升压电源经充电电阻Rl连接一用于充电的高压储能电容C,在高压储能电容C两端通过电阻分压器连接实时监测电容两端电压值的控制电路;并接在高压储能电容C两侧的组合波发生回路主要由高压放电开关以及电阻、电感串联组成,该组合波发生电路并接于被试品和罗戈夫斯基线圈串联电路的两端,其中所述的高压放电开关受控于所述的控制电路,且在高压储能电容C充电达到预定值时、控制电路停止对电容充电后触发高压放电开关闭合;并在被试品两端输出冲击电压波,在罗戈夫斯基线圈上输出冲击电流波; 所述的工频电流产生电路主要包括一作为智能控制单元的单片机,该单片机连接一输入50Hz工频信号,输出可以得到高达100V工频电压的变频模块,由所述变频模块连接于避雷器监测器的两端,并将产生的幅值可调工频电压加入测试回路中。
2.根据权利要求1所述的避雷器计数器校验装置,其特征在于所述的被试品的两端通过用于测量冲击电压值的电容式分压器连接所述的控制电路,所述的控制电路主要由能处理电压信号的单片机构成,所述的单片机为单独设置或是所述构成智能控制单元的单片机,在所述罗戈夫斯基线圈上连接一高精度峰值保持电路后,再连接AD模块进行测量和数据采集后,将对应的数字信号提供给相连的控制电路进行进一步的控制和显示; 所述的测试回路中加入电流负反馈环节,即在测试回路中通过连接一接收电流负反馈信号的比较电路连接于单片机进行所加信号的比较,并构成一闭环控制电路;所述变频模块由一输入端连接有一能输出50hz正弦信号的D/A转换模块、输出电压幅值200V左右、电流幅值2mA左右工频信号的功率放大电路,并由所述的功率放大电路连接于所述的避雷器计数器上。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108107395A (zh) * 2018-02-27 2018-06-01 南方电网科学研究院有限责任公司 一种计数器校验电路及装置
CN111458543A (zh) * 2020-04-17 2020-07-28 华北电力大学(保定) 采用水银开关控制的pcb板级测试组合波发生器

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