CN107271877A - 一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统。本发明中：通过电抗充电开关对充电电路进行充电控制；电抗器通过电抗放电开关对放电回路进行放电；PLC逻辑控制器通过逻辑控制线路对电抗充电开关、电抗放电开关和氧化锌电阻进行动作控制；放电电流控制与充电电流控制为互斥控制联接关系；PLC逻辑控制器内设置若干个氧化锌电阻组合测试开关，且每个氧化锌电阻组合测试开关互为互斥控制联接关系。本发明通过利用电抗器的充放电操作，以及利用PLC逻辑控制器来对测试过程进行自动操作，来对氧化锌非线性电阻进行性能参数测试和耐久性参数的测试，从而能够对生产投放使用的氧化锌电阻进行安全性评价。

Description

一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统

技术领域

本发明属于氧化锌电阻性能测试系统领域，特别是涉及一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统。

背景技术

过压抑制饱和和避雷器用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间的一种电器。过压抑制饱和和避雷器主要材质为氧化锌非线性电阻。避雷器通常连接在电网导线与地线之间，然而有时也连接在电器绕组旁或导线之间。

氧化锌非线性电阻是一种压敏电阻器，用于电力系统保护已有30多年的历史了，它具有保护效果好，节能、价廉等一系列优点，因此，在发电机转子过电压保护，剩磁吸收，及避雷器中有着不可替代的保护作用。由于电力系统中感性元件的存在，电力设备中故障电流出现时将导致严重的过电压现象，因此，抑制过电压对设备和操作人员的安全都是极为重要的。

随着我国电力事业的迅猛发展，电网容量不断扩大，发电机的单机容量也越来越大，为保证电网的安全运行，对发电机的快速灭磁，过压保护越来越重要。

氧化锌非线性电阻广泛用于电力系统过压保护和浪涌能量吸收。对生产装配完成的氧化锌电阻保护装置进行性能测试，是保障投放在大型及重要装置的过压保护和避雷器性能稳定的重要前提。而对氧化锌电阻的耐久性试验和参数调整性试验，是测量氧化锌过压和避雷保护的重要试验内容，如何高效的完成氧化锌非线性电阻的测试试验成为需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统，通过利用电抗器的充放电操作，以及利用PLC逻辑控制器来对测试过程进行自动操作，来对氧化锌非线性电阻进行性能参数测试和耐久性参数的测试，从而能够对生产投放使用的氧化锌电阻进行安全性评价。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统，包括电抗器、充电电路、放电电路和PLC逻辑控制器。

充电电路内：

通过整流模块对三相电流进行整流操作，为充电电路提供直流电流；通过电抗充电开关对充电电路进行充电控制，充电回路的电抗器支路上串联联接电流表装置。

放电电路内：

电路回路内设置若干组并联联接的氧化锌电阻，每组氧化锌电阻独立串联联接一个氧化锌电阻控制开关；电抗器通过电抗放电开关对放电回路进行放电，并通过PLC逻辑控制器控制氧化锌电阻对应的氧化锌电阻控制开关对氧化锌电阻进行不同参数的过压保护测试。

其中，充电电流控制开关与充电电流最小参数值设定模块相联；放电电流控制开关与放电电流最小参数值设定模块相联；放电电流控制与充电电流控制为互斥控制联接关系。

其中，放电电路回路的电抗放电开关支路内联接二极管模块，对放电电路的放电电流进行单向导通。

一种并联氧化锌非线性电阻电路逻辑控制系统，PLC逻辑控制器通过电平控制信号线路与充电电流控制开关和放电电流控制开关相联。

PLC逻辑控制器通过逻辑控制线路对电抗充电开关、电抗放电开关和氧化锌电阻控制开关进行动作控制。

充电电流控制开关和放电电流控制开关通过电平信号转换传输线路与充放电计次器相联。

充电电流控制开关动作时驱动触发电抗充电开关模块，放电电流控制开关动作时驱动触发电抗放电开关模块。

其中，充电电流控制开关受充电电流最小参数值设定模块控制，当电抗器支路上的充电电流处于充电电流最小参数值和放电电流最小参数值之间时，充电电流控制开关保持导通状态。

放电电流控制开关采用自锁控制电路，充电电流控制开关动作时，放电电流控制开关解锁。

其中，充电电路回路内的电抗充电开关、放电电路回路内的电抗放电开关以及氧化锌电阻控制开关都采用继电器开关结构，且该继电器开关通过信号动作电路与PLC逻辑控制器相联。

其中，PLC逻辑控制器内设置若干个氧化锌电阻组合测试开关，且每个氧化锌电阻组合测试开关互为互斥控制联接关系；每个氧化锌电阻控制开关串联联接在不同参数的氧化锌电阻支路内。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过整流模块，将交流电能转换为直流电能对电抗器进行充电操作，并在电抗器充电回路上串联设置电抗充电开关，当电抗器充电饱和时自动断开充电；

2、本发明通过在电抗器放电回路上设置电抗放电开关，当电抗器充电完成后，快速的对氧化锌电阻进行放电测试；

3、本发明在电抗器支路上串联设置电流表装置，并利用充电电流控制开关和放电电流控制开关对电抗器的充放电操作进行回路切换操作，并通过充放电计次器对电抗器的充放电次数进行记录，相当于记录了电抗器对氧化锌电阻的测试次数；

4、本发明通过设置若干并联的氧化锌电阻，通过互斥的氧化锌电阻组合测试开关来进行不同参数的氧化锌电阻性能的测试，使得测试数据更加全面可靠。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的并联氧化锌非线性电阻测试电源系统的结构示意图；

图2为测试系统的充放电控制的部分逻辑结构示意图；

图3为氧化锌保护组合控制的部分逻辑结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-整流模块；2-电抗器；3-电流表装置；4-充放电计次器；5a-A规格参数氧化锌电阻，5b-B规格参数氧化锌电阻；5c-C规格参数氧化锌电阻；6-PLC逻辑控制器；

0001-充电电流控制开关；0002-放电电流控制开关；0003-0009：氧化锌电阻组合测试开关；0500-0501：电抗充电开关；0502-0503：电抗放电开关；0504-0506：氧化锌电阻控制开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-3所示，本发明为一种并联氧化锌非线性电阻电路测试及逻辑控制系统，包括电抗器2、充电电路、放电电路和PLC逻辑控制器6。

充电电路内：

通过整流模块1对三相电流进行整流操作，为充电电路提供直流电流；通过电抗充电开关0500-0501对充电电路进行充电控制，充电回路的电抗器2支路上串联联接电流表装置3。

放电电路内：

电路回路内设置若干组并联联接的氧化锌电阻，每组氧化锌电阻独立串联联接一个氧化锌电阻控制开关0504-0506；电抗器2通过电抗放电开关0502-0503对放电回路进行放电，并通过PLC逻辑控制器6控制氧化锌电阻对应的氧化锌电阻控制开关0504-0506对氧化锌电阻进行不同参数的过压保护测试。

进一步的，充电电流控制开关0001与充电电流最小参数值设定模块相联；放电电流控制开关0002与放电电流最小参数值设定模块相联；放电电流控制与充电电流控制为互斥控制联接关系。

进一步的，放电电路回路的电抗放电开关0502-0503支路内联接二极管模块，对放电电路的放电电流进行单向导通。

一种并联氧化锌非线性电阻电路逻辑控制系统，PLC逻辑控制器6通过电平控制信号线路与充电电流控制开关0001和放电电流控制开关0002相联。

PLC逻辑控制器6通过逻辑控制线路对电抗充电开关0500-0501、电抗放电开关0502-0503和氧化锌电阻控制开关0504-0506进行动作控制。

充电电流控制开关0001和放电电流控制开关0002通过电平信号转换传输线路与充放电计次器4相联。

充电电流控制开关0001动作时驱动触发电抗充电开关0500-0501模块，放电电流控制开关0002动作时驱动触发电抗放电开关0502-0503模块。

进一步的，充电电流控制开关0001受充电电流最小参数值设定模块控制，当电抗器2支路上的充电电流处于充电电流最小参数值和放电电流最小参数值之间时，充电电流控制开关0001保持导通状态。

放电电流控制开关0002采用自锁控制电路，充电电流控制开关0001动作时，放电电流控制开关0002解锁。

进一步的，充电电路回路内的电抗充电开关0500-0501、放电电路回路内的电抗放电开关0502-0503以及氧化锌电阻控制开关0504-0506都采用继电器开关结构，且该继电器开关通过信号动作电路与PLC逻辑控制器6相联。

进一步的，PLC逻辑控制器6内设置若干个氧化锌电阻组合测试开关0003-0009，且每个氧化锌电阻组合测试开关0003-0009互为互斥控制联接关系；每个氧化锌电阻控制开关0504-0506串联联接在不同参数的氧化锌电阻支路内。

更进一步的对本发明进行阐释和说明：

在整个氧化锌非线性电阻测试过程中，先将三相电流通过整流，转化为直流电流，对电抗器2进行充电，电抗器2实现充电需要电抗充电开关0500-0501闭合动作。

PLC逻辑控制器6启动充电电流控制开关0001和放电电流控制开关0002，充电电流控制开关0001和放电电流控制开关0002装置对电抗器2上的电流进行监测。

当电抗器2上的电流小于充电电流最小参数值时，充电电流控制开关0001动作闭合，从而使得电抗充电开关0500-0501闭合，对电抗器2进行充电。

当充电电流达到电抗器2的饱和电流，也就是达到放电电流最小参数值，放电电流控制开关0002动作闭合，同时，充电电流控制开关0001动作断开，电抗充电开关0500-0501断开，电抗放电开关0502-0503闭合，且使得放电电流控制开关0002自锁维持。

当电抗放电电路放电使得回路电流小于充电电流最小参数值时，充电电流控制开关0001动作，使得放电电流控制开关0002自锁结束且断开放电，使得电抗放电开关0502-0503断开，同时电抗充电开关0500-0501闭合，开始对电抗器2进行充电，依照此充放电循环操作，无需其它介入。

同时充放电计次器4对电抗器2的充放电过程进行次数累计监测，可以对氧化锌非线性电阻进行多次耐久性试验操作记录。

在调整氧化锌电阻的参数组合时，利用A规格参数氧化锌电阻、B规格参数氧化锌电阻、C规格参数氧化锌电阻三个氧化锌电阻，可以组合出七组不同参数组合，七组不同参数的氧化锌电阻组合利用七个相互互斥的氧化锌电阻组合测试开关0003-0009进行控制，按下其中任何一个开关，其它已经设定的开关将自动断开，也就是说，七个氧化锌电阻参数中，只能选择其中一个参数的进行试验。

另外，三组并联的氧化锌电阻可以进行更换，能够将试验的参数范围进行不同程度的调整。

同时，电抗充电开关0500-0501、电抗放电开关0502-0503和氧化锌电阻控制开关0504-0506都采用继电器开关，继电器开关有以下好处：1.与开关配合，实现了自动控制；2.实现了控制回路与主回路的电气隔离；3.触点电压电流都比较大。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种并联氧化锌非线性电阻电路测试系统，包括电抗器(2)、充电电路、放电电路和PLC逻辑控制器(6)，其特征在于：

所述充电电路内：

通过整流模块(1)对三相电流进行整流操作，为充电电路提供直流电流；

通过电抗充电开关(0500-0501)对充电电路进行充电控制，充电回路的电抗器(2)支路上串联联接电流表装置(3)；

所述放电电路内：

电路回路内设置若干组并联联接的氧化锌电阻，每组氧化锌电阻独立串联联接一个氧化锌电阻控制开关(0504-0506)；

所述电抗器(2)通过电抗放电开关(0502-0503)对放电回路进行放电，并通过PLC逻辑控制器(6)控制氧化锌电阻对应的氧化锌电阻控制开关(0504-0506)对氧化锌电阻进行不同参数的过压保护测试。

2.根据权利要求1所述的一种并联氧化锌非线性电阻电路测试系统，其特征在于：

所述充电电流控制开关(0001)与充电电流最小参数值设定模块相联；

所述放电电流控制开关(0002)与放电电流最小参数值设定模块相联；

放电电流控制与充电电流控制为互斥控制联接关系。

3.根据权利要求1所述的一种并联氧化锌非线性电阻电路测试系统，其特征在于：

所述放电电路回路的电抗放电开关(0502-0503)支路内联接二极管模块，对放电电路的放电电流进行单向导通。

4.一种并联氧化锌非线性电阻电路逻辑控制系统，其特征在于：

所述PLC逻辑控制器(6)通过电平控制信号线路与充电电流控制开关(0001)和放电电流控制开关(0002)相联；

所述PLC逻辑控制器(6)通过逻辑控制线路对电抗充电开关(0500-0501)、电抗放电开关(0502-0503)和氧化锌电阻控制开关(0504-0506)进行动作控制；

所述充电电流控制开关(0001)和放电电流控制开关(0002)通过电平信号转换传输线路与充放电计次器(4)相联；

所述充电电流控制开关(0001)动作时驱动触发电抗充电开关(0500-0501)模块，所述放电电流控制开关(0002)动作时驱动触发电抗放电开关(0502-0503)模块。

5.根据权利要求4所述的一种并联氧化锌非线性电阻电路逻辑控制系统，其特征在于：

所述充电电流控制开关(0001)受充电电流最小参数值设定模块控制，当电抗器(2)支路上的充电电流处于充电电流最小参数值和放电电流最小参数值之间时，所述充电电流控制开关(0001)保持导通状态；

所述放电电流控制开关(0002)采用自锁控制电路，所述充电电流控制开关(0001)动作时，所述放电电流控制开关(0002)解锁。

6.根据权利要求4所述的一种并联氧化锌非线性电阻电路逻辑控制系统，其特征在于：

所述充电电路回路内的电抗充电开关(0500-0501)、放电电路回路内的电抗放电开关(0502-0503)以及氧化锌电阻控制开关(0504-0506)都采用继电器开关结构，且该继电器开关通过信号动作电路与PLC逻辑控制器(6)相联。

7.根据权利要求4所述的一种并联氧化锌非线性电阻电路逻辑控制系统，其特征在于：

所述PLC逻辑控制器(6)内设置若干个氧化锌电阻组合测试开关(0003-0009)，且每个氧化锌电阻组合测试开关(0003-0009)互为互斥控制联接关系；

每个氧化锌电阻控制开关(0504-0506)串联联接在不同参数的氧化锌电阻支路内。