CN109116119A - 一种双接地状态下的回路电阻测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双接地状态下的回路电阻测试系统，包括控制箱、设置在控制箱内部的单片机和恒流源、设置在控制箱正面的I₊端子、I_‑端子、V₊端子、V_‑端子和传感器输入插座、以及连接在传感器输入插座上的柔性霍尔传感器；单片机与恒流源的控制端连接，I₊端子和I_‑端子分别与恒流源的输出端连接，I₊端子和I_‑端子还分别通过电流输出线与被试设备导电回路的两端连接；V₊端子、V_‑端子和传感器输入插座分别与单片机连接，V₊端子和V_‑端子还分别通过电压测试线与被试设备导电回路的两端连接，柔性霍尔传感器安装在被试设备导电回路或干扰回路上。本发明可在不断引、不断接地刀闸的情况下真实而准确的测量出各种断路器、隔离开关的回路电阻值。

Description

一种双接地状态下的回路电阻测试系统

技术领域

本发明涉及一种双接地状态下的回路电阻测试系统。

背景技术

GIS(gas insulated metal enclosed switch gear)系指气体绝缘金属封闭开关设备，它是由断路器、隔离开关、接地开关、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管和母线等元件直接联结在一起的组合电器。由于GIS具有结构紧凑，占地面积和空间少，运行安全可靠，安装、维护工作量小等优点，近年来得到越来越广泛的应用。断路器导电回路电阻是断路器预防性试验的主要项目之一，若GIS设备的接触电阻增大，增加了设备导体在通电时的损耗，使接触处的温度升高，其值的大小将直接影响正常工作时的载流能力，而测量导电回路电阻可以发现GIS设备导电回路中有无接触不良的缺陷。因此，为了检查GIS制造、安装、检修质量和运行中的健康水平，在出厂试验、交接试验和预防性试验中，都规定了必须测量导电回路的直流电阻。

现时用于回路电阻测试的测试仪，其工作原理是直流压降法。对被测电阻施加直流电流，所加的测试电流为能自动恒定的100安培直流电流，其两端的压降经测试仪内部采样换算后，电阻值直接由数字形式显示。测量前，首先将GIS设备的隔离开关分开，与带电部分保持有明显的断开点；其次，将断路器及断路器两侧接地刀闸合上；再次，将接地刀闸导体引出端与地之间的连接铜排拆除；最后，将回路电阻测试仪两端分别接在断路器两侧接地刀闸的导体引出端，分相进行测量。

但是上述测量过程存在问题：在年度大修中，各工作面交叉作业，很多情况下必须保证设备两侧均接地，但是，目前的回路电阻测试仪只允许被测试设备一端接地，当被测试设备两端接地时无法进行回路电阻测量。另外，当被试设备附近带电，由于感应电的存在，也不允许设备接地刀闸拉开，此时也无法对设备进行回路电阻测试。同时对于超(特)高压直流输电的直流场设备，连接部分均配有大尺寸均压环，断引存在巨大困难，复引时也会造成一次端子板变形，设备损坏的风险。对于GIS(HGIS)结构，对断路器、隔离开关进行回路电阻测试时，需要将接地刀闸一端(或两端)的接地扁铁拆开，不仅极大地增加了工作量，造成预试工期紧张，还增加了复引后的发热风险，给设备带来安全隐患。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供一种双接地状态下的回路电阻测试系统，能够排除接地电流分流对回路电阻测试带来的影响，使设备在双接地、不断引的情况下也能对回路电阻进行测量，保证设备的安全稳定。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种双接地状态下的回路电阻测试系统，包括控制箱、设置在控制箱内部的单片机和恒流源、设置在控制箱正面的I+端子、I-端子、V+端子、V-端子和传感器输入插座、以及与传感器输入插座相连的柔性霍尔传感器；单片机与恒流源的控制端连接，I+端子和I-端子分别与恒流源的输出端连接，I+端子和I-端子还分别通过电流输出线与被试设备导电回路的两端连接；V+端子、V-端子和传感器输入插座分别与单片机连接，V+端子和V-端子还分别通过电压测试线与被试设备导电回路的两端连接，柔性霍尔传感器安装在被试设备导电回路或干扰回路上；所述控制箱的正面还设有与单片机连接的切换开关，该切换开关根据柔性霍尔传感器的安装位置切换单片机的测量模式。

进一步地，所述的控制箱的正面设有与单片机连接的电源开关、开始按钮、停止按钮和液晶显示屏。

进一步地，所述的控制箱的正面还设有与单片机连接的打印机、接地端子、电源输入插座和RS-232接口。

进一步的，还包括一取样电路，该取样电路包括连接在恒流源与I₊端子之间的取样电阻和连接在取样电阻两端的放大器及A/D转换器一，放大器及A/D转换器一与单片机连接。单片机根据该取样电路对恒流源的输出电流进行取样，以准确控制恒流源的输出。

进一步地，还包括放大器及A/D转换器二，V₊端子、V_-端子和传感器接口均通过放大器及A/D转换器二与单片机连接。用于对通过被试设备导电回路的电流进行取样，以计算出导电回路的电阻值。

本发明的一种双接地状态下的回路电阻测试系统，可应用到敞开式断路器和GIS设备断路器导电回路电阻试验中，可在不断引、不断接地刀闸的情况下真实而准确的测量出各种断路器、隔离开关的回路电阻值，从而安全快捷完成整个试验过程，能够极大地提高工作效率，降低工作风险，有效的提高试验的质量和速度，节约大量时间和成本，且提高试验结果的精确度。与现有技术相比，具有如下优点：

1、无需拆开GIS接地刀闸一端(或两端)的接地扁铁，避免了复引后的发热风险和设备工作接地漏接地的安全隐患，提高了工作效率和安全性。

2、无需拉开敞开式断路器接地刀闸，避免了感应电对作业人员的人身风险，保证作业安全。

3、采用柔性霍尔传感器，可适用于不同的GIS设备和敞开式断路器，安装方便。

4、采用A/D转换采样和双接地，避免了感应电对测试结果的影响，提高了测试结果的准确性。

5、采用按键进行测量模式切换，适用于GIS设备和敞开式断路器，具有普适性。

附图说明

图1是本发明回路电阻测试系统的原理示意图；

图2是本发明控制箱的正面结构示意图；

图3是本发明回路电阻测试系统对GIS断路器进行回路电阻测试时的接线示意图；

图4是本发明回路电阻测试系统对敞开式断路器进行回路电阻测试时的接线示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和2所示，本发明的一种双接地状态下的回路电阻测试系统，包括控制箱100、设置在控制箱100内部的单片机200和恒流源300、以及设置在控制箱100外部的柔性霍尔传感器400。

控制箱100的正面设有电源开关1、切换开关2、开始按钮3、停止按钮4、液晶显示屏5、打印机6、I₊端子7、V₊端子8、I-端子9、V-端子10、传感器输入插座11、接地端子12、电源输入插座13和RS-232接口14。

在控制箱100内部，单片机200与恒流源300的控制端连接；I₊端子7和I-端子9分别与恒流源300的输出端连接；在恒流源300与I₊端子7之间设有取样电阻500，取样电阻500的两端通过放大器及A/D转换器一600与单片机200连接，取样电阻500和放大器及A/D转换器一600构成一取样电路，用于对恒流源300的输出电流进行取样，从而使得单片机200可准确控制恒流源300的输出电流；V₊端子8、V-端子10和传感器输入插座11均通过放大器及A/D转换器二700与单片机200连接，用于对被试设备800导电回路的电流和电压进行取样；电源开关1、切换开关2、开始按钮3、停止按钮4、液晶显示屏5、打印机6、接地端子12、电源输入插座13和RS-232接口14均与单片机200连接。

在控制箱100外部，柔性霍尔传感器400用于安装在被试设备800导电回路或干扰回路上，并通过导线连接在传感器输入插座11上；I₊端子7和I-端子9通过带夹子的电流输出线21与被试设备800导电回路的两端连接；V₊端子8和V-端子10通过带夹子的电压测试线22与被试设备800导电回路的两端连接；柔性霍尔传感器400的安装方式有两种，分别为内接法和外接法，内接法是指柔性霍尔传感器400位于I₊端子7与被试设备800连接点的内侧，即柔性霍尔传感器400安装在被试设备800导电回路上，外接法是指柔性霍尔传感器400位于I₊端子7与被试设备800连接点的外侧，即柔性霍尔传感器400安装在与被试设备800导电回路连接的干扰回路上，对GIS设备一般选择内接法，对双接地的敞开式断路器一般选择外接法；切换开关2则根据柔性霍尔传感器400的安装方式，切换单片机200的测量模式，测量模式包括内接线10s、内接线60s、外接线10s、外接线60s(10s指电流输出的时间为10s，60s指电流输出的时间为60s)，单片机200根据选定的测量模式，控制恒流源300按设定时间输出电流，对被试设备800导电回路的电阻进行测量，并通过液晶显示屏5显示。

恒流源300为被试设备800施加恒定的直流电流；V₊端子8和V-端子10用于获取被试设备800导电回路的电压；V₊端子8和柔性霍尔传感器400用于获取被试设备800导电回路的电流；单片机200作为本系统的控制处理中心，采用现有的直流压降原理测量被试设备800的导电回路的电阻，根据被试设备800导电回路的电流和电压，按预设程序计算出被试设备800导电回路的电阻值。

电源开关1用于控制整机电源的通断；切换开关2根据被试设备的测试要求，进行接线后人为按动，液晶显示屏5循环显示内接线10S、内接线60s、外接线10S、外接线60s，代表柔性霍尔传感器400不同的接线和恒流源300不同的输出电流的时间；开始按钮3可人为按动，系统按照选择的方式进行测试；停止按钮4则在测试出现紧急情况时，人为按动，系统停止工作；液晶显示屏5采用320X240点阵LCD，为系统的人机对话窗口，显示各种测试方式、测试状态、结果、提示信息等内容；打印机6为针式打印机，用于将测试结果打印输出；接地端子12为系统工作接地；电源输入插座13自带保险丝，用随机配备的电源线与供电电源连通，电源型式为AC 220V，单相50/60Hz；RS-232接口14用于单片机200与计算机(上位机)的联机通讯。

下面结合具体的测试过程说明本发明的工作原理：

如图3所示，为本发明回路电阻测试系统对GIS断路器进行回路电阻测试时的接线示意图，其中，15：盆式绝缘子，16：GIS金属外壳，17：GIS断路器及两侧接地刀闸的金属导体，18：GIS断路器两侧接地刀闸出线。

I₊端子7和I-端子9经电流输出线21分别与GIS断路器两侧的接地刀闸接地线18相连，柔性霍尔传感器400紧贴GIS断路器两侧的接地刀闸出线的盆式绝缘子15安装，V₊端子8和V-端子10经电压测试线22分别与GIS断路器两侧的接地刀闸接地线18相连并位于电流输出线21与GIS断路器两侧的接地刀闸接地线18相连点的内侧。打开电源开关1接通整机电源，按动切换开关2，选择内接线10S或内接线60S，单片机200按照预设模式控制恒流源300对GIS断路器注入电流，升至恒定的直流电流后，稳流并开始计时，计时完毕后系统将会自动结束注流，单片机200根据预设程序，将V₊端子8与V-端子10的电位差除以柔性霍尔传感器400取样的电流进行计算，得出的结果即为GIS断路器的回路电阻值，并通过液晶显示屏5弹出测试记录保存对话框，进行试验结果的存储、查询、打印后此次测试结束。

如图4所示，为本发明回路电阻测试系统对敞开式断路器19进行回路电阻测试时的接线示意图。I₊端子7和I-端子9经电流输出线21分别与敞开式断路器两侧的接地刀闸接地线20相连，V₊端子8和V-端子10经电压测试线22分别与敞开式断路器两侧的接地刀闸接地线20相连并位于电流输出线21与敞开式断路器两侧的接地刀闸接地线20相连点的内侧，柔性霍尔传感器400与敞开式断路器左侧的接地刀闸接地线20相连安装并位于电流输出线21与敞开式断路器左侧的接地刀闸接地线20相连点的外侧。打开电源开关1接通整机电源，按动切换开关2，选择外接线10S或外接线60S，单片机200按照预设模式控制恒流源300对敞开式断路器19注入电流，升至恒定的直流电流后，稳流并开始计时，计时完毕后系统将会自动结束注流，单片机200根据预设程序，将V₊端子8与V-端子10的电位差除以V₊端子8输出电流与柔性霍尔传感器400取样电流的差值进行计算，得出的结果即为敞开式断路器19的回路电阻值，并通过液晶显示屏5弹出测试记录保存对话框，进行试验结果的存储、查询、打印后此次测试结束。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双接地状态下的回路电阻测试系统，其特征在于：包括控制箱、设置在控制箱内部的单片机和恒流源、设置在控制箱正面的I₊端子、I_-端子、V₊端子、V_-端子和传感器输入插座、以及与传感器输入插座相连的柔性霍尔传感器；单片机与恒流源的控制端连接，I₊端子和I_-端子分别与恒流源的输出端连接，I₊端子和I_-端子还分别通过电流输出线与被试设备导电回路的两端连接；V₊端子、V_-端子和传感器输入插座分别与单片机连接，V₊端子和V_-端子还分别通过电压测试线与被试设备导电回路的两端连接，柔性霍尔传感器安装在被试设备导电回路或干扰回路上，所述控制箱的正面还设有与单片机连接的切换开关，该切换开关根据柔性霍尔传感器的安装位置切换单片机的测量模式。

2.根据权利要求1所述的一种双接地状态下的回路电阻测试系统，其特征在于：所述的控制箱的正面设有与单片机连接的电源开关、开始按钮、停止按钮和液晶显示屏。

3.根据权利要求2所述的一种双接地状态下的回路电阻测试系统，其特征在于：所述的控制箱的正面还设有与单片机连接的打印机、接地端子、电源输入插座和RS-232接口。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种双接地状态下的回路电阻测试系统，其特征在于：还包括一取样电路，该取样电路包括连接在恒流源与I₊端子之间的取样电阻和连接在取样电阻两端的放大器及A/D转换器一，放大器及A/D转换器一与单片机连接。

5.根据权利要求4所述的一种双接地状态下的回路电阻测试系统，其特征在于：还包括放大器及A/D转换器二，V₊端子、V_-端子和传感器接口均通过放大器及A/D转换器二与单片机连接。