CN112051491A - 一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置 - Google Patents

一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置 Download PDF

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胡欢
邵帅
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Abstract

本发明公开了一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，包括铝型材框架，所述铝型材框架上设置有高压切换气动装置、互感器一次侧接线机构、高压导电铜排、互感器二次侧接线机构、电测功能模组、辊筒输送线和电测仪器。本发明高效集成，占地面积小。本方案提出的装置可对高压电流互感器与高压电压互感器依次开展绝缘电阻测量、工频耐压试验，以及兼顾高压电压互感器的感应耐压试验、误差试验、励磁特性试验。集电流互感器绝缘耐压试验与电压互感器全检验收试验于一体。适用于高压互感器的检定。

Description

一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置
技术领域
本发明涉及高压计量检测技术领域，具体为一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置。
背景技术
高压互感器的需求量随着市场进一步扩大而增加，关于高压互感器的检测正面临与日俱增的压力。目前，针对高压互感器的检测方式效率较低、管理控制手段落后，未形成一套安全有效的集中式一体化控制方案。现阶段行业中，测试装置普遍存在功能单一、单独成套、设备配置功能不全等问题，导致无法开展高压互感器绝缘耐压测试要求的全部试验，为完成全部绝缘耐压试验，需配备针对各项试验的检测装置，试验时，还需在不同检测设备间进行人工搬运工作，势必增加设备购置成本与人工成本。同时，不同试验的切换需人工反复拆接线，不可避免的增大人员操作的安全隐患与接线偏差产生的测试误差率。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，包括铝型材框架，所述铝型材框架上设置有高压切换气动装置、互感器一次侧接线机构、高压导电铜排、互感器二次侧接线机构、电测功能模组、辊筒输送线和电测仪器；
所述高压切换气动装置固定安装在铝型材框架内壁，所述高压切换气动装置位于电测仪器上方；
所述互感器一次侧接线机构包括导向杆一、导杆气缸一、压接气缸、绝缘子、绝缘耐压接触端子和误差试验接触端子，所述导向杆一和导杆气缸一均安装在压接气缸上，所述绝缘子安装在压接气缸下端，所述绝缘耐压接触端子和误差试验接触端子均安装在绝缘子下方；
所述高压导电铜排固定安装在铝型材框架内壁，所述高压导电铜排位于高压切换气动装置的后面；
所述互感器二次侧接线机构包括导杆气缸二、导向杆二和互感器二次侧接触端子；
所述导杆气缸二安装在安装座上，所述导杆气缸二伸缩端和导向杆二均安装在型材支架本体上，所述互感器二次侧接触端子安装在型材支架本体上下方；
所述电测功能模组包括误差切换模块、工频耐压切换模块、泄露电流采集模块、电源输出检测模块、模块电源、二次耐压保护模块、感应耐压切换模块、二次电压测试模、接触器一、接触器二、接触器三和接触器四；
所述电测仪器包括程控源、自升压标准电压互感器、5kV试验变压器、电容分压器和50kV试验变压器，所述接触器一与50kV试验变压器信号连接，所述接触器二与5kV试验变压器信号连接，所述接触器三与自升压标准电压互感器信号连接，所述接触器四与程控源信号连接。
所述辊筒输送线固定安装在铝型材框架内壁，所述辊筒输送线位于互感器二次侧接线机构的下方。
优选的，所述绝缘耐压接触端子和误差试验接触端子结构一致。
优选的，所述接触器一、接触器二、接触器三和接触器四依次从左向右依次安装。
优选的，所述泄露电流采集模块和模块电源的数量均为两个。
优选的，所述工频耐压切换模块安装在感应耐压切换模块上方。
优选的，所述误差切换模块安装在二次耐压保护模块上方。
优选的，所述电容分压器安装在50kV试验变压器上方。
优选的，所述安装座的数量为三个，所述导向杆二的数量为两个，两个所述安装座分别套设在两个所述导向杆二上。
本发明提供了一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置。具备以下有益效果：
1、高效集成，占地面积小。本方案提出的装置可对高压电流互感器与高压电压互感器依次开展绝缘电阻测量(一次绕组对二次及地之间的绝缘电阻、二次绕组对地的绝缘电阻)、工频耐压试验(一次对二次及地之间的工频耐压试验、二次绕组对地的工频耐压试验)，以及兼顾高压电压互感器的感应耐压试验、误差试验、励磁特性试验。集电流互感器绝缘耐压试验与电压互感器全检验收试验于一体。
2、自动化程度高。可实现高压互感器的自动流转、自动输送、自动接拆线、自动切换试验、试验数据自动上传，实现集中管理、高可靠、全程自动化完成全部试验。
3、硬件成本低。鉴于绝缘耐压试验与高压电压互感器误差试验的大部分测试线路可以互用，较大程度的提升了设备与线路复用，减小硬件成本。
4、减少人工参与，更安全。本发明提供的装置可实现高压互感器的自动流转、自动输送、自动接拆线、自动切换试验，无需人工参与，避免了试验可能带来的安全隐患。
5、测试数据准确度高。本发明提供的装置采用柔性压接机构实现测试端与被试品的可靠接触，保证测试数据的精度。
附图说明
图1为本发明立体图；
图2为本发明主视图；
图3为本发明左视图；
图4为本发明电测功能模组结构示意图；
图5为本发明互感器一次侧接线机构结构示意图；
图6为本发明互感器二次侧接线机构结构示意图；
图7为本发明电测仪器布置示意图；
图8为本发明试验原理图。
图中：1铝型材框架、2高压切换气动装置、3互感器一次侧接线机构、31导向杆一、32导杆气缸一、33压接气缸、34绝缘子、35绝缘耐压接触端子、36误差试验接触端子、4高压导电铜排、5互感器二次侧接线机构、51导杆气缸二、52导向杆二、53互感器二次侧接触端子、6电测功能模组、61误差切换模块、62工频耐压切换模块、63泄露电流采集模块、64电源输出检测模块、65模块电源、66二次耐压保护模块、67感应耐压切换模块、68二次电压测试模、69接触器一、610接触器二、611接触器三、612接触器四、7辊筒输送线、8电测仪器、81程控源、82自升压标准电压互感器、83 5kV试验变压器、84电容分压器、85 50kV试验变压器。
具体实施方式
如图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，包括铝型材框架1，铝型材框架1上设置有高压切换气动装置2、互感器一次侧接线机构3、高压导电铜排4、互感器二次侧接线机构5、电测功能模组6、辊筒输送线7和电测仪器8；
高压切换气动装置2固定安装在铝型材框架1内壁，所述高压切换气动装置2位于电测仪器8上方；
互感器一次侧接线机构3包括导向杆一31、导杆气缸一32、压接气缸33、绝缘子34、绝缘耐压接触端子35和误差试验接触端子36，导向杆一31和导杆气缸一32均安装在压接气缸33上，绝缘子34安装在压接气缸33下端，绝缘耐压接触端子35和误差试验接触端子36均安装在绝缘子34下方，绝缘耐压接触端子35和误差试验接触端子36结构一致。
高压导电铜排4固定安装在铝型材框架1内壁，所述高压导电铜排4位于高压切换气动装置2的后面。
互感器二次侧接线机构5包括导杆气缸二51、导向杆二52和互感器二次侧接触端子53；
导杆气缸二51安装在安装座上，导杆气缸二51伸缩端和导向杆二52均安装在型材支架本体上，互感器二次侧接触端子53安装在型材支架本体上下方；安装座的数量为三个，导向杆二52的数量为两个，两个所述安装座分别套设在两个所述导向杆二52上。
电测功能模组6包括误差切换模块61、工频耐压切换模块62、泄露电流采集模块63、电源输出检测模块64、模块电源65、二次耐压保护模块66、感应耐压切换模块67、二次电压测试模68、接触器一69、接触器二610、接触器三611和接触器四612，接触器一69、接触器二610、接触器三611和接触器四612依次从左向右依次安装，泄露电流采集模块63和模块电源65的数量均为两个，工频耐压切换模块62安装在感应耐压切换模块67上方，误差切换模块61安装在二次耐压保护模块66上方，
辊筒输送线7固定安装在铝型材框架1内壁，辊筒输送线7位于互感器二次侧接线机构5的下方。
电测仪器8包括程控源81、自升压标准电压互感器82、5kV试验变压器83、电容分压器84和50kV试验变压器85，接触器一69与50kV试验变压器85信号连接，接触器二610与5kV试验变压器83信号连接，接触器三611与自升压标准电压互感器82信号连接，接触器四612与程控源81信号连接，电容分压器84安装在50kV试验变压器85上方。
在使用时，全自动高压互感器绝缘耐压测试装置可对高压电流互感器与高压电压互感器依次开展绝缘电阻测量(一次绕组对二次及地之间的绝缘电阻、二次绕组对地的绝缘电阻)、工频耐压试验(一次对二次及地之间的工频耐压试验、二次绕组对地的工频耐压试验)，以及兼顾高压电压互感器的感应耐压试验、误差试验、励磁特性试验。被测互感器进入测试单元后，能够自动完成被试互感器一次与二次接线、自动根据试验项目进行相应测试设备的接入并开展上述项目相应测试和自动上传试验数据。
当进行一次绕组对二次及地之间的绝缘电阻试验时，采取6只被试品(高压电流互感器或高压电压互感器)一次就位、依次检定的方式进行。
被试品由辊筒输送线7输送至工频耐压绝缘电阻检定工位，被试品定位后。
启动互感器二次侧接线机构5，进行二次侧接线，工频耐压切换模块62中高压继电器GK1、GK2断开，GK3断开、GK4吸合(工位1……工位6，依次对应工频耐压切换模块62中高压继电器GK3断开、GK4吸合……高压继电器GK13断开、GK14吸合)使互感器二次端子与地连接在一起。
互感器一次侧绝缘耐压接触端子35经高压切换气动装置2闭合后与绝缘电阻仪的2500V直流输出端相接，依次启动互感器一次侧接线机构3下压，
每组下压完成后，绝缘电阻仪启动绝缘电阻测试，读取数据上传至工控机。
如此依次完成6只被试品绝缘电阻的测量与数据上传。
实验结束后，接线机构自动复位。
当被试品一次对二次及地之间的绝缘电阻试验合格后，软件自动进入二次绕组对地的绝缘电阻试验流程，同样采取6只被试品一次就位、依次检定的方式进行。
互感器一次侧接线机构3与互感器一次断开接触，保持互感器二次侧接线机构5压接状态，高压切换气动装置2断开，互感器二次侧接触端子经工频耐压切换模块62与绝缘电阻仪的500V直流输出端相接。
互感器二次侧接线机构5压接在互感器二次端子上，工频耐压切换模块62中高压继电器GK1吸合、GK2断开，GK3吸合、GK4断开(工位1……工位6，依次对应工频耐压切换模块62中高压继电器GK3吸合、GK4断开……高压继电器GK13吸合、GK14断开)使互感器二次端子与地断开。
启动绝缘电阻仪启动绝缘电阻测试，工位1测试时，工频耐压切换模块62中高压继电器GK3吸合、GK4断开；工位2测试时，工频耐压切换模块62中高压继电器GK3、GK4断开，GK5吸合、GK6断开；工位3测试时，工频耐压切换模块62中高压继电器GK3、GK4、GK5、GK6断开，GK7吸合、GK8断开；工位4、5、6依次进行，读取数据上传至工控机。
如此依次完成6只被试品绝缘电阻的测量与数据上传。
实验结束后，接线机构自动复位。
当进行一次对二次及地之间的工频耐压试验时，6只被试品(高压电流互感器或高压电压互感器)由辊筒输送线7输送至工频耐压绝缘电阻检定工位，被试品定位后，启动6组互感器一次侧接线机构3与互感器二次侧接线机构5，进行被试品一次、二次接线。
互感器一次侧绝缘耐压接触端子35经限流电阻R1(工位1……工位6，依次对应限流电阻R1、R4、R7、R10、R13、R16)、高压切换气动装置2与50kV试验变压器的高压输出端相接。
互感器二次侧接线机构5压接在互感器二次端子上，工频耐压切换模块62中高压继电器GK1、GK2断开，GK3断开、GK4吸合(工位1……工位6，依次对应工频耐压切换模块62中高压继电器GK3断开、GK4吸合……高压继电器GK13断开、GK14吸合)使互感器二次端子与地连接在一起。
6只互感器接线完成后，软件设定升压电压值和泄露电流保护值，工控机向主控校验仪发送指令，将50kV试验变压器85通过开通接触器一69接到程控源81进行升压操作，泄露电流采集模块测量泄露电流，电容分压器84用于监控试验电压，当升至规定电压后保持电压设置时间，该时间内，泄露电流小于泄露电流保护值即可判定该被试互感器合格。
实验结束后，接线机构自动复位。
被试品出现击穿时，泄露电流采集模块测试互感器电流会发生突变，限流电阻R1会限制击穿电流，起到保护作用，防止设备损坏和出现闪络现象，控制电路根据检测的泄露电流值通过高压切换气动装置2，断开相应的被试品，出现击穿的互感器工位显示在工控机软件界面。
当被试品一次对二次及地之间的工频耐压试验合格后，软件自动进入二次绕组对地的工频耐压试验流程。
6组互感器一次侧接线机构3与互感器一次断开接触，保持互感器二次侧接线机构5压接状态，互感器二次侧接触端子经限流电阻R3(工位1……工位6，依次对应限流电阻R3、R6、R9、R12、R15、R18)、工频耐压切换模块62与5kV试验变压器83的高压输出端相接。
互感器二次侧接线机构5压接在互感器二次端子上，工频耐压切换模块62中高压继电器GK1断开、GK2吸合，GK3吸合、GK4断开(工位1……工位6，依次对应工频耐压切换模块62中高压继电器GK3吸合、GK4断开……高压继电器GK13吸合、GK14断开)使互感器二次端子与地断开。
6只互感器接线完成后，软件设定5kV试验变压器83升压电压值和泄露电流保护值，工控机向主控校验仪发送指令，将5kV试验变压器83通过开通接触器二610接到程控源81进行升压操作，泄露电流采集模块测量泄露电流，当升至规定电压后保持电压设置时间，该时间内，泄露电流小于泄露电流保护值即可判定该被试互感器合格。
实验结束后，接线机构自动复位。
被试品出现击穿时，泄露电流采集模块测试互感器电流会发生突变，限流电阻R3会限制击穿电流，起到保护作用，防止设备损坏和出现闪络现象，控制电路根据检测的泄露电流值通过高压切换气动装置2，断开相应的被试品，出现击穿的互感器工位显示在工控机软件界面。
本发明提供的全自动高压互感器绝缘耐压测试装置不仅可对高压电流互感器与高压电压互感器依次开展绝缘电阻测量、工频耐压试验，同时还可兼顾高压电压互感器的感应耐压试验、误差试验、励磁特性试验。
如被试品为高压电压互感器，在绝缘电阻测量、工频耐压试验合格后，本实验装置自动进入高压电压互感器的感应耐压试验、误差试验、励磁特性试验流程。
6只被试品由辊筒输送线7整体平移输送至电压互感器误差工位，定位于互感器一次侧接线机构3误差接线端子下方。
当进行感应耐压试验时，采取6只被试高压电压互感器同时升压同时检定的方式进行。
启动6组互感器一次侧接线机构3与互感器二次侧接线机构5，进行被试品一次、二次接线，被试电压互感器一次端子的A端通过互感器一次侧接线机构3的误差接触端子、限流电阻R2(工位1……工位6，依次对应限流电阻R2、R5、R8、R11、R14、R17)与升压器高压端连接，限流电阻R2为保护电阻，防止实验过程中出现击穿现象时电流过大损坏设备，出现闪络现象。
感应耐压切换模块67切换到电压监控端子使互感器二次端与二次电压测试模块连接，电容分压器84监控互感器一次电压，泄露电流采集模块监控被试品对地的泄露电流。
接线完成后，工控机向主控校验仪发送指令，将50kV试验变压器85通过接触器一69接到程控源81进行三倍频升压操作，并升至相应电压进行感应耐压试验。
如此完成6只被试品的感应耐压试验与数据上传，实验结束后，接线机构自动复位。当出现监控电流互感器电流异常或监控电压模块测试到被试品二次电压异常时一次接拆线机构断开与相应被试品的连接试验停止。
实验结束后，接线机构自动复位。
当被试品感应耐压试验合格后，软件自动进入误差试验流程。
被试电压互感器经辊筒输送线7输送并定位至检定工位后，自动进入误差试验流程。
误差试验采取6只被试品同时升压至规程点(额定电压80％、100％、120％)，工位依次切换检定的方式进行。
启动互感器一次侧接线机构2与互感器二次侧接线机构5，进行被试品一次端子、二次端子接线，6只被试电压互感器一次端子的A端通过互感器一次侧X接触端子36与自升压标准电压互感器82的高压端并行连接。
接线完成后，软件设定被试品变比、准确度、二次负荷等信息。
工控机向主控校验仪发送指令，程控源至自升压标准电压互感器接触器三611动作，进而控制程控源81输出电压至自升压标准电压互感器82的输入端，当自升压标准电压互感器82高压端电压升至被试互感器额定电压80％后保持电压。
校验仪控制切换控制误差切换模块61根据工位指令分别将6只被试品的二次接线端子接入测试回路，测试并参数试验数据。
校验仪分析处理测试数据，将数据上传至工控机。
工控机向主控校验仪发送指令，程控源81至自升压标准电压互感器82接触器三611动作，进而控制程控源81输出电压至自升压标准电压互感器82的输入端，当自升压标准电压互感器82高压端电压升至被试互感器额定电压100％后保持电压。
校验仪控制误差切换模块61根据工位指令分别将6只被试品的二次接线端子接入测试回路，测试并参数试验数据。
校验仪分析处理测试数据，将数据上传至工控机。
工控机向主控校验仪发送指令，程控源至自升压标准电压互感器接触器43动作，进而控制程控源81输出电压至自升压标准电压互感器82的输入端，当自升压标准电压互感器82高压端电压升至被试互感器额定电压120％后保持电压。
校验仪控制误差切换模块61根据工位指令分别将6只被试品的二次接线端子接入测试回路，测试并参数试验数据。
校验仪分析处理测试数据，将数据上传至工控机。试验结束。
实验结束后，互感器一次侧接线机构2与互感器二次侧接线机构5自动复位。
当被试电压互感器误差试验合格后，自动进入励磁特性试验流程。
启动互感器二次侧接线机构5，6只被试电压互感器一次端子处于开路状态。
接线完成后，软件设定被试品变比、准确度、二次负荷等信息。
工控机向励磁特性测试仪发送指令，通过该仪器内部切换模块分别将6只被试品的二次接线端子接入励磁特性测试状态，励磁特性测试仪在二次绕组施加二次额定工频电压，测量此时的励磁电流的有效值Ic1。
然后将二次施加的电压升至2倍(对20kV的为1.5倍)的二次额定电压，再测量其励磁电流的有效值Ic2。
由励磁特性测试仪分析处理测试数据，将数据上传至工控机，如两个电流之比不大于15(即Ic2/Ic1≤15)即可判断该工位互感器励磁特性试验合格，反之不合格。
实验结束后，接线机构自动复位。

Claims (8)

1.一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，包括铝型材框架(1)，其特征在于：所述铝型材框架(1)上设置有高压切换气动装置(2)、互感器一次侧接线机构(3)、高压导电铜排(4)、互感器二次侧接线机构(5)、电测功能模组(6)、辊筒输送线(7)和电测仪器(8)；
所述高压切换气动装置(2)固定安装在铝型材框架(1)内壁，所述高压切换气动装置(2)位于电测仪器(8)上方；
所述互感器一次侧接线机构(3)包括导向杆一(31)、导杆气缸一(32)、压接气缸(33)、绝缘子(34)、绝缘耐压接触端子(35)和误差试验接触端子(36)，所述导向杆一(31)和导杆气缸一(32)均安装在压接气缸(33)上，所述绝缘子(34)安装在压接气缸(33)下端，所述绝缘耐压接触端子(35)和误差试验接触端子(36)均安装在绝缘子(34)下方；
所述高压导电铜排(4)固定安装在铝型材框架(1)内壁，所述高压导电铜排(4)位于高压切换气动装置(2)的后面；
所述互感器二次侧接线机构(5)包括导杆气缸二(51)、导向杆二(52)和互感器二次侧接触端子(53)；
所述导杆气缸二(51)安装在安装座上，所述导杆气缸二(51)伸缩端和导向杆二(52)均安装在型材支架本体上，所述互感器二次侧接触端子(53)安装在型材支架本体上下方；
所述电测功能模组(6)包括误差切换模块(61)、工频耐压切换模块(62)、泄露电流采集模块(63)、电源输出检测模块(64)、模块电源(65)、二次耐压保护模块(66)、感应耐压切换模块(67)、二次电压测试模(68)、接触器一(69)、接触器二(610)、接触器三(611)和接触器四(612)；
所述电测仪器(8)包括程控源(81)、自升压标准电压互感器(82)、5kV试验变压器(83)、电容分压器(84)和50kV试验变压器(85)，所述接触器一(69)与50kV试验变压器(85)信号连接，所述接触器二(610)与5kV试验变压器(83)信号连接，所述接触器三(611)与自升压标准电压互感器(82)信号连接，所述接触器四(612)与程控源(81)信号连接；
所述辊筒输送线(7)固定安装在铝型材框架(1)内壁，所述辊筒输送线(7)位于互感器二次侧接线机构(5)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述绝缘耐压接触端子(35)和误差试验接触端子(36)结构一致。
3.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述接触器一(69)、接触器二(610)、接触器三(611)和接触器四(612)依次从左向右依次安装。
4.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述泄露电流采集模块(63)和模块电源(65)的数量均为两个。
5.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述工频耐压切换模块(62)安装在感应耐压切换模块(67)上方。
6.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述误差切换模块(61)安装在二次耐压保护模块(66)上方。
7.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述电容分压器(84)安装在50kV试验变压器(85)上方。
8.根据权利要求1所述的一种全自动高压互感器绝缘耐压测试装置，其特征在于：所述安装座的数量为三个，所述导向杆二(52)的数量为两个，两个所述安装座分别套设在两个所述导向杆二(52)上。
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