CN1975797A

CN1975797A - 高压电源控制系统和无线控制器及其方法

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Publication number: CN1975797A
Application number: CNA2006101118805A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·F·尤尔斯; 迈克尔·J·索尔比
Original assignee: Hubbell Inc
Current assignee: Hubbell Inc
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: EP1806591A3; US20070050159A1; CN1975797B; EP1806591A2; US7565253B2; EP1806591B1

Abstract

无线控制器、一种实施一无线控制器的系统和一种允许对高压测试模块进行无线控制的方法利用无线连网技术来控制并监视高压测试设备，从而为高压测试模块提供(例如)一完全电流隔离的控制器。利用无线连网，控制器/调整器连接成播讲器/收听器以便减少对局域网进行外部访问的可能性。控制器可由电池供电以提供用户与高压设备的完全隔离。可添加其它公认的群组部件，以便在外部干涉可能性最小的情况下远程地监视操作。

Description

高压电源控制系统和无线控制器及其方法

技术领域

本发明大体上针对用于控制并监视高压测试设备的系统和方法，且明确地说针对一种无线控制器、一种实施无线控制器的系统和一种允许对高压测试模块进行无线控制的方法。

背景技术

高压测试系统广泛用于公用事业和制造工业中，用来对电缆、电开关设备、发动机与发电机，和其它电器件和装备进行高压绝缘测试(hipot test)。

例如，Mario等人的美国专利第5,426,360号(其揭示内容以引用的方式并入本文中)中描述了常规电力线监视器以及与其用途关联的监视方法，所述专利提供一种非侵入地确定例如通过服务线传递到消费者的电流、电压和电力的参数以便检验消费者的入口仪表的准确性的系统。所述系统包含用于监视电力线上的电压和电流的传感器装置。电压箝制机构安置在传感器外壳内，以便可手动地致动绝缘刺穿电压传感器(insulationpiercing voltage sensor)以使其刺穿电力线的电绝缘并接触导体。传感器装置还包含分裂铁芯式电流互感器，其经制造使得当装置在电力线附近关闭时，分裂铁芯区域之间的气隙最小化。电杆单元(pole unit)电连接到每一传感器装置以便监视电压和电流，计算千瓦时内消耗的电力，并以适当的日期/时间戳将计算出的千瓦时存储在存储器中，以供随后进行检索并与消费者的入口仪表读数进行比较。通过经由红外线信号与安装有电杆的单元通信的手提式接地单元(例如，掌上型计算机)来完成数据检索。

以下文献中描述了其它相关的常规系统，所述文献的揭示内容以引用的方式并入本文中：

(1)Noh的美国专利第6,711,512号，其提供使用无线因特网网络的杆装变压器负载监视系统。负载监视系统能够实时地测量放置在配电线上的杆装变压器的多种负载参数(相电压、相电流和温度)。测量的结果通过无线因特网网络传送到分支操作站中的操作者，以便防止由超负载和不平衡状态引起的损失，藉此增强电源的质量并有效地管理配电负载。

(2)Okuyama的美国专利第5,136,258号，其提供一种便携式数据传输/接收装置，其中接收器从测量单元接收作为无线电波的测量数据输出，测量单元用来测量将要与用于识别测量单元的数据类型(ID数据)一起测量的物体的物理或化学值。接收器接收到的测量数据和数据类型显示在显示单元上一段预定的时间，并被存储在数据存储器中。通过将测量单元的显示部分上显示的数据与显示单元上显示的数据进行比较，来确认是否适当地存储了测量数据和数据类型。当操作键盘的取消键时，清除最近存储在数据存储器中的最新测量数据和最新数据类型。由测量单元获得并通过键盘输入的测量数据以及分配给测量单元的数据类型显示在显示单元上一段预定的时间，并被存储在数据存储器中。当操作键盘的传输键时，存储在数据存储器中的所有测量数据与数据类型一起通过无线电传输从传输器输出到外部数据处理单元。

(3)Gunn等人的公开的美国专利申请案公开号第US2004/0183522号，其提供一种用于感应电力系统的电力线中的电流的装置，且揭示了含有所述装置的系统。所述装置可包括机壳，其提供可操作以允许电流线从中通过的窗口。所述装置可进一步包括有源电流互感器，其设置在机壳内并运作以产生电流的成比例的版本。所述装置可进一步包括放大器，其与有源电流互感器耦合并运作以减少相移和电流与电流的成比例的版本之间的比率误差。所述装置可进一步包括电力估计(powering)电流互感器，其设置在机壳内并运作以从主绕组上电力线接收电力，并在次绕组上传递电力。所述装置可进一步包括设置在机壳内的电源电路，电源电路通过来自电力估计电流互感器的次绕组而被供电并运作以将电力供应到放大器。所述装置可进一步包括次引线和次端子中的至少一者，其从机壳延伸，且与有源电流互感器耦合并运作以将电流的成比例的版本传递在机壳以外。

(4)Lapinski等人的公开的美国专利申请案公开号第US2001/0040446号，其提供用于测量并监视电力发电和传输的装置和方法，所述装置和方法允许确定在特定高压电力传输线上流动的电力量和方向而不需要对所述传输线进行紧接访问，且进一步允许确定由连接到电力传输网的任何特定电力发电厂产生的电力量。

所有前述器件仍具有的缺点是：不提供如(例如)HIPOTRONICS制造的模块化便携式DC高压绝缘测试器模型8175-PL(本文在说明书的以下附录部分中陈述其用户手册)可提供的灵活性和模块化结构(如图1a到图1c中所示)，以及无线网络设置中的无线操作可提供的便携性和安全性。

发明内容

本发明尤其提供一种无线控制器(inter alia)，其可含有LCD显示器、具有硬盘驱动器的单板PC和无线接口，连同用于用户输入的按钮和旋转编码器。

在根据本发明的无线控制器的示范性实施例中，通过使用到达IEEE 802.11无线接入点中的单板PC的以太网输出来实现无线控制。

根据另一示范性实施例，一种根据本发明的控制器经设计成便携式的，其具有至少三个电源选项，包含内含局域干线供应通道的外部适配器、12v车辆电源出口和内部电池(其通常可被证实当充分充电时具有约两个小时的操作时间)中的至少一者。

本发明的另一示范性实施例提供用于控制器的软件，其允许用户监视来自使用控制器的系统的电流和电压输出两者，并允许用户输入测试电压、测试电流和测试时间中的至少一者。

根据本发明的示范性实施方案，可将结果存储在(例如)硬盘驱动器上并可通过USB接口进行利用。

根据本发明的实施例，高压电源系统包括控制器，其可实施为具有无线接口的PC、具有无线接口的高压电源控制系统，和高压乘法器区域。

根据本发明的另一示范性实施例，提供一种方法，其包括：控制高压输出；基于从控制器接收到的信息来调整电压和电流两者；和在丢失无线链接情况下，去除到达高压电源的输出。

根据本发明的示范性实施方案和方法，将电源控制系统输出连接到高压乘法器区域，高压乘法器区域产生与电源控制系统输出相称的高压输出。电流和测量系统允许读出自耦变压器(auto transformer)电压和电流，以及高压输出电压和电流。可提供模拟仪来指示高压输出。

根据本发明的另一示范性实施方案，一种利用IEEE 802.11连网来控制高压电源的无线方法可经扩展而包含一套测试和测量设备，其中因而可以无线的方式控制这些测试和测量设备的每一者。

附图说明

结合附图考虑，并参看以下详细描述，将容易获得对本发明及其许多附带优点的更完整理解，从而更好地理解本发明，附图中：

图1a到图1c展示由HIPOTRONICS制造的示范性模块化便携式高压绝缘测试器。

图2a到图2c展示本发明实施例的实施方案的实例。

图3a到图3c展示本发明实施例的实施方案的实例。

图4展示本发明实施例的实施方案的另一实例。

图5展示本发明实施例的实施方案的另一实例。

图6a-6e展示根据本发明实施例的控制操作的示范性实施方案。

图7展示根据本发明实施例的装配操作的示范性实施方案。

图8a-8b展示根据本发明实施例的手动测试操作的示范性实施方案。

图9展示根据本发明实施例的手动测试操作的另一示范性实施方案。

图10展示本公开案中的模型8175PL系列装置的辅助电源上连接在接地与返回柱之间的跨接线链接。

图11展示本公开案中的模型8175PL系列装置的辅助电源上连接在保护与接地柱之间的跨接线链接。

图12展示本公开案中的模型8175PL系列装置的特殊操作中示意模型类型与其所需要串联电阻器的图表。

具体实施方式

现参看附图，几个附图中所有相似参考标号表示相同或相应零件，以示意图详细展示本发明实施例。

图2a到图2c和图3a到图3c中说明根据本发明示范性实施例的系统的控制器和组合件。

参看2a到图2c、图3a和图3b，控制器的示范性实施方案包括6.5″×9″约600×480分辨率的LCD显示器、具有硬盘驱动器的小型IBM兼容单板PC，和无线接口，连同用于用户输入的按钮和旋转编码器。

在示范性实施方案中，通过使用到达IEEE 802.11无线接入点中的单板PC的以太网输出来实现无线控制。选择IEEE 802.11是由于其对干扰的适应力及其内建的连网能力。控制器经设计成完全便携式的，其具有3个电源选项：

来自内含局域干线供应通道的外部适配器。

来自12v车辆电源出口。

来自内部电池(完全充电的电池具有约2小时的操作时间)。

控制器包含的软件允许用户监视来自系统的电流和电压输出两者，并允许根据需要输入所需的测试电压、电流和测试时间。结果存储到硬盘驱动器上并可通过USB接口进行利用

高压电源控制系统的示范性实施方案描述如下。

参看图2a和图3d，此区域容纳了PLC控制器(A1)、IEEE 802.11无线接入点(A10)、机动化自耦变压器(T1)、电流和电压测量系统(A2、A12、A11、A4、A5、A6、A7)安全互锁和模拟电压仪(M1)。其由局域AC电源供电。控制系统通过IEEE 802.11无线接入点和到达PLC的以太网连接而与控制器通信。PLC控制高压输出并基于从控制器接收到的信息来调整电压和电流两者。在此无线链接丢失的情况下，PLC将安全地去除到达HV电源的输出。外部安全互锁由插塞P2提供。当此连接器上的电源插脚之间无连接时，高压切断。电源控制系统输出连接到高压乘法器区域，高压乘法器区域产生与电源控制系统输出相称的高压输出。电流和测量系统允许PLC控制器读取自耦变压器电压和电流以及高压输出电压和电流。提供模拟仪来指示高压输出，且所述模拟仪对于操作者来说是可见的。为安全起见此指示在输出处存在高压，且高压不依赖于PLC控制系统。

根据本发明的示范性实施方案，一种利用IEEE 802.11连网来控制高压电源的无线方法可经扩展以包含Hipotronics当前制造的一系列产品。因而可以无线的方式控制这些产品的每一者。此允许操作者与测试系统完全电隔离以增加安全度。

另外，此允许控制器无线地连接到不同的产品，使得需要对一零件执行多个测试的用户可使用相同的控制器。接着可将所有测试结果集中到一个测试报告中，并视需要发送到工厂网络。接着，监督者、管理者或其他被容许的人员也可访问系统来查看进展或查看结果。

下文描述与便携式高压绝缘测试器一起使用的无线模块化DC高压绝缘测试控制器、调整器的示范性实施方案。应注意，根据又一示范性实施方案，一种根据本发明实施例的系统可提供用于执行达到875kV DC的高压绝缘测试的电流隔离操作平台。

参看图4，根据示范性实施方案的控制和指示器如下：

1.通电/断电：使用此控制来开启单元。应按住按钮直到电源指示器变亮为止。不应使用此按钮来关闭单元，除非软件冻结，在此情况下按住按钮10秒钟时间将促使单元切断。在关闭之后，在过去十秒的时期之前不可重新开启单元。

2.电源指示器：当控制单元开启时，此指示器变亮。

3.串行端口：RS232兼容串行端口。

4.软件控制按钮：六个按钮用来选择由软件显示在屏幕上的选项。

5.旋转控制器：此控制用来改变软件内的字段和值。

6.USB端口：这些端口允许USB器件附接到控制器以便能够进行数据下载、键盘访问等。

参看图5，根据示范性实施方案显示的信息如下：

1.电压仪：以千伏显示输出电压。

2.硬件状态：此面板展示调整器的状态，即HV开/关，互锁等。

3.设置信息：此面板展示关于系统设置的电流信息。其展示系统正使用的DC模块的数目、最大电压和电流，以及电压设定点。所述面板上还展示当前正使用的设置文件名的名称。

4.电流仪：显示来自高压绝缘测试堆栈的DC输出电流。当调整器不升高或降低时，此仪表为自动量程(auto-ranging)的，但在这些操作期间默认为最大标度。

5.计时器：此仪表显示系统已处于设定点值的时间，除非计时器的操作模式设置为“手动”，在此情况下开始和停止按钮将促使计时器运作或停止。

6.记录器：当高压接通时，图表记录器将开始记录。记录器提供输出电压和电流的图形显示。当HV切断时，记录器将停止记录。

7.PLC状态：调整器内的所有处理和控制均由PLC控制器执行。屏幕底部的消息框显示PLC程序的电流状态，从而识别PLC正升高电压、保持电压或PLC已识别出的任何错误。

8.高压控制：这两个控制用来以手动操作接通或切断HV，并在自动操作期间开始和停止测试。

9.模式选择：此按钮使控制器操作模式在手动与自动之间进行转换。

10.设置：此操作器用来进入设置和校准屏幕。

11.退出：用来关闭控制器。

参看图6a到图6e，根据示范性实施方案的控制操作如下：

为控制上电：控制单元应定位在Hipotronics 8175无线调整器的50英尺内。调整器的AC电源应调到接通位置。向下按住控制单元上的“电源”按钮，直到“电源指示器”变亮为止。控制器上的屏幕将变亮，且内部计算机将进行其“启动”程序。当计算机正启动时，不要切断电源。当计算机已完成启动时，控制器将试图连接到调整器。(参看图6a)

软件初始化需要与网络通信的内部驱动器。如图6a中展示的屏幕将存在约1-2秒钟，之后其变为如图6b中展示的屏幕。

控制器现搜索网络以试图定位与其通信的兼容的调整器装置。如果范围内没有合适的调整器，或调整器尚未开启，那么将报告如图6c中展示的消息。

控制器将继续显示此消息直到电源切断为止，或合适的调整器被引入到范围内并上电为止。当已发现调整器时，出现如图6d中展示的消息。

图6d的屏幕展示控制器已成功地连接到已识别为“ConEdUnit2”的8175调整器。消息框现将消失且将可以看见主操作屏幕，如图6e所示。

根据示范性实施方案，在操作之前有必要确保显示在屏幕上的模块数目与实体上连接在系统中的模块数目匹配。可通过按下设置按钮来调整影响系统正常操作的所有设置。将显示如图7中展示的屏幕，其中：

模块数目：正与系统一起使用的8175机筒(barrel)的数目。在手动和自动操作模式两者的情况下均需对此进行设置。

斜率：此设置控制调整器升高和降低时的速度。可将其设置为慢速、中速或快速。通常，应将此设置设置为中速，对于高电容负载，慢速设置可提供更好的结果。

计时器模式：当以“手动”操作模式运作控制器时，暂停计时器(dwell timer)可经设置而手动或自动地操作。如果将计时器设置为手动，那么其可在任何时间开始和停止，如果使暂停计时器处于自动模式，那么其在达到选定的设定点时将开始计数，且当设定点变化或HV切断时停止。

自动测试文件名：当前正使用的设置文件的名称。此文件含有来自设置屏幕的所有设置。“默认”文件是当单元第一次开始工作时将使用的文件。可为每一自动设置分配文件名，以便能够将许多预定义的测试文档存储在计算机上。

最大测试电压：当运作自动测试时，这是将要用来执行高压绝缘测试的电压。

保持时间：当以自动模式运作时，这是保持最大测试电压的时间。

阶跃数目：通过将阶跃数目选择为多于一个，当运作自动测试时，控制器将斜线上升到最大测试电压，但将在每一阶跃处停止。即，如果最大测试电压设置为100kv且阶跃数目设置为十，那么控制器将把电压升高到10kV，在阶跃保持时间中定义的一段时间内保持，并接着升高到20kV。第十阶跃将把输出设定为100kV，此时系统将暂停保持时间字段中定义的时间。

阶跃保持时间：当运作自动测试时系统将在每一阶跃处暂停的时间。

当运作手动测试时，根据示范性实施方案，显示如图8a和图8b中展示的信息。随后可进行以下程序：

1.确保设置是正确的(参看以上段落)。

2.通过按下“HV开”按钮来接通高压。

3.在已接通高压之后，控制器报告“HV开保持电压”。为了将电压升高到期望的电平，将旋转控制调到右侧，直到电压设定点读取所需的电压电平为止。控制器将使输出电压升高直到达到设定点为止。

4.如果计时器模式设置为自动，那么当输出电压达到目标电压时计时器将开始运作。如果计时器模式设置为手动，那么操作者需要按下“开始计时器”按钮来使暂停计时器开始运作。

5.在所需的暂停时期之后，应通过将旋转控制调到左侧将设定点减小为零。

6.按下“HV关”按钮切断HV。

当运作手动测试时，根据示范性实施方案，显示如图9中展示的信息。随后可进行以下程序：

1.通过从设置屏幕选择一文件或通过使用设置屏幕中的自动测试参数来设置测试，选择将要执行的测试文档。

2.按下主操作屏幕上的“自动”按钮。屏幕底部处的左侧两个按钮将变为“开始”和“停止”，(参看图9)。

3.为了开始自动测试运作，按下“开始”按钮。高压绝缘测试现将斜线上升到设置屏幕中所定义的第一电压阶跃。

4.如果在设置屏幕中设置以下参数：

最大测试电压：100kV

测试时间：30秒

阶跃数目：4

阶跃保持时间：10秒

那么单元将斜线上升到25kV并等待10秒，接着升高到50kV并保持10秒，接着75kV保持10秒，且最终100kV保持30秒。

3.在最终测试保持时间之后，调整器将降低到零。在切断HV之前，其将在此种状态下等待，直到输出电压降到5kV以下为止。记录器将记录从接通HV的时刻起到切断HV的时刻为止的电压和电流。

6.如果在任何时间需要停止测试，那么按下“停止”按钮。这样将立即切断高压。此时，所有的记录功能也将停止。

下文对模型8175PL系列的详细内容作了具体说明：

目录表

部分页

I 范围 9

II 说明书 9-11

III 控制和指示器 11

AC 电源 11

HV 开 11

升高电压 11

电压仪 11

电流仪 11

瞬时电流反向 11

极性 11

输入 11

关于HV模块 11

输出 11

外部互锁(Ext Intlk) 12

辅助电源 12

VM接地保护返回柱(VM-Ground-Guard-Return 12

Post)

IV 安装说明 12-13

V 操作说明 13-14

VI 泄漏电阻计算 14

VII 特殊操作 14

极性颠倒 14-15

任选设备 15

VIII 故障解决建议 15-16

IX 再处理说明 16

I.范围

本公开案描述Hipotronics模型8175PL高压DC模块化测试装置。希望为此设备的用户提供简单参考，并使其快速、安全且有效地利用所述设备的特征。

本公开案主体部分中的信息包含电示意图和手册后封面中提供的零件列表。

本公开案含有四个主要部分：概括描述、安装说明、操作说明和特殊操作。

概括描述部分描述模型8175PL的主要特征，且还含有控制和指示器的每一者所执行的功能的描述。

安装说明部分提供单元的安装或设置的逐步说明。

操作说明部分提供用模型8175PL进行的高压测试的逐步说明。

特殊操作部分描述极性颠倒和任选设备的线路中涉及的程序。

II.说明书

8175PL系列

输入：3kW：120V，50/60Hz，40A(单元P/N，DS11-740)

3kW：220V，50/60Hz，20A(单元P/N，DS11-968)

7kW：220V，50/60Hz，20A(40A间歇式)，

(单元P/N DS11-682)

输出：模型8175PL-1，0-175kV@17.0mA

模型8175PL-2，0-350kV@8.5mA

模型8175PL-3，0-525kV@5.7mA

模型8175PL-4，0-700kV@4.3mA

模型8175PL-5，0-875kV@3.4mA

模型8175PL-6，0-1050kV@3.0mA

功能：8175PL系列单元主要经设计以在所属领域中对电力电缆执行dc耐压测试。尽管关于如何执行测试存在许多通用标准，但典型的测试持续时间为15分钟。对电缆进行充电以测试电压的时间存在多种要求，然而不确定充电时间将超过15分钟。以下是罗列在各种充电时间的情况下每一模型的负载能力的图表。

	E最大	I最大	C		C		C
	E最大	I最大	C		C		C		模型I	kV	mA	1分钟	kJ	5分钟	kJ	15分钟	MJ
PL-1	175	17	5.8uF	89	29uF	440	87	1.3	模型I	kV	mA	1分钟	kJ	5分钟	kJ	15分钟	MJ
PL-1	175	17	5.8uF	89	29uF	440	87	1.3	2	350	8.5	1.45	89	7.25	440	21.8	1.3
3	525	5.6	.64	89	3.2	440	9.6	1.3	2	350	8.5	1.45	89	7.25	440	21.8	1.3
3	525	5.6	.64	89	3.2	440	9.6	1.3	4	700	4.25	.48	89	2.4	440	7.2	1.3
5	875	3.4	.23	89	1.15	440	3.45	1.3	4	700	4.25	.48	89	2.4	440	7.2	1.3
5	875	3.4	.23	89	1.15	440	3.45	1.3	6	1050	2.8	.16	89	.8	440	2.4	1.3

以上列表假定恒定电流充电。

除了极端不寻常的情况外，8175PL系统在充电期间操作15分钟并在测试期间15分钟暂停时间时，将处理电缆测试的大多数可预见的情况。建议在每次测试之后关闭单元1小时的时期。

II.说明书(内容)

极性：可颠倒

涟波：小于.2％每mA

调整率：15％无负载到全负载

互连：10英尺(控制到隔离变压器)

电缆：40英尺(隔离变压器到HV栈基)

电源软线：50英尺

尺寸和重量：

控制器：3kW：20 1/2″L×11 1/4″D×16 1/2″W，65磅

7kW：19 1/2″L×15 1/2″D×20 1/2″W，85磅

隔离变压器：3kW和7kW-19 1/2″L×15 1/2″D×20 1/2″W，

145磅

模块：170磅

包装：每一模块一个可回收使用的集装箱

^*任选的设备：为了重载充电要求，可提供7kW控制器。然而，输出额定值是基于3kW额定功率。

III.控制和指示器

下文解释各种控制和指示器的功能和用途。

AC电源

AC电源断路器为控制单元供应输入电力。当单元通电时，开指示器应变亮。辅助电源连接也由此开关激活。

HV开

HV开断路器为HV区域通电。此断路器在故障状况期间还提供后备保护。

升高电压

可连续调整的升高电压刻度盘将输出电压从零调整为满电压(每模块0-175kV dc)。调压变压器具有零开始互锁，其需要在每次单元通电时将电压从零开始升高。

电压仪

双量程电压仪允许在高(0-200kV)或低(0-100kV)量程内读取每模块的输出电压。正确的输出电压等于仪表读数乘以使用中的模块的数目。

电流仪

电流仪使得能够视电流量程选择器的位置而定在五个量程内读取电流。电流仪可在接地或保护模式下使用。

瞬时电流反向

当关闭高压断路器时，可通过瞬时接触电流反向开关而查看到放电电流。

极性

极性开关视对于正或负输出而言模块的连接而定使仪表极性颠倒。

输入

输入电缆应连接到约220伏电源。始终首先进行接地连接。

关于HV模块(多芯电缆)

此电缆应连接到隔离变压器机壳上标记为输入的端子。

输出

隔离变压器机壳上的输出端子应互连到基底上的插口以形成高压级联。

外部互锁

外部互锁可连接到高压区域中的安全闸门单极开关。当不使用时，插塞必须处于其插座中以便激活高压。

辅助电源

此端子在操作期间可与为正使用的任何辅助设备提供的电缆连接。额外插塞如果不使用则必须连接到插座。(参看特殊操作部分下的任选的设备)。辅助电源连接通常与外部空气绝缘短路开关结合使用。

接地保护返回和VM面板连接

面板上存在三个插入式连接柱，标记为保护、接地和返回。所有三个接线柱将在装运期间被短路。视期望的电流测量而定，将返回移动到接地，或将保护移动到接地。操作期间，保护或返回柱始终通过跨接线链接而连接到接地。以下是两个连接组合的解释：

1-连接在保护与接地柱之间的跨接线链接

如图10所示的连接在保护与接地柱之间的跨接线链接，此操作模式的功能是分离流到负载的两个类型电流的路径。两个电流是(1)流经将要测量的试样的电流，和(2)从总线工作组(bus work)和HV端子流到接地的电晕电流。利用接地的保护线路，直接流到接地的所有泄漏电流将在电流仪附近产生旁路，且因此无法观察到。只有沿着绝缘体流动的电流将被观察到，并由电流仪准确地测量。试样的低侧连接到返回，且保护柱接地。

2-连接在接地与返回柱之间的跨接线链接

如图11所示的连接在接地与返回柱之间的跨接线链接，当不必要进行感应电流测量时使用此面板线路连接。此配置中不分离电流路径，因此在仪表上观察到所有电流。

注意：由于测试中的负载中可发现大量存储的能量，所以必须格外小心以确保稳固的接地连接。

1-连接在接地与返回柱之间的跨接线链接

同样如图11所示的连接在接地与返回柱之间的跨接线链接，当接地与返回柱连接时，电流仪上呈现所有电流。此操作模式只有当没有必要进行极端感应测量时才应使用。

2-连接在保护与接地柱之间的跨接线链接

同样如图10所示的连接在保护与接地柱之间的跨接线链接，当保护与接地柱连接时，所有泄漏电流在电流仪附近产生旁路，且只有返回柱上正返回的样本负载电流将被监视到。此操作模式只有当期望进行极端感应测量时才可使用。

IV.安装说明

此部分提供对模型8175PL的安装或设置的逐步说明。

1.将基底组合件定位在水平面上，留有某一距离以便将适当数目的串联电阻器从顶部模块连接到试样(对于每一个模块，应使用一个串联电阻器)。连接串联电阻器。

2.使用用以支撑上部模块的圆柱绝缘间隔物堆栈模块。

3.将三个模块互连跨接线适当地连接到标记为PRI、VM和PRI的黄铜插头。所有模块具有1320M ohm的相同的选定电压仪电阻器。

4.用为电源系统接地网提供的接线片将基底组合件接地。

5.将环形线放置在每一模块凸缘表面上(注意，2个环)。

6.在堆栈期望数目的模块之后，应将特殊制造的顶部环形线插入到顶部模块中。

7.将VM(红色)、PRI(黑色电线)和PRI(白色电线)从基底组合件连接到下部模块。

8.将基底组合件连接到隔离变压器模块上的输出。

9.用所提供的电缆将控制单元连接到适当的输入电源。

10.应将可见接地连接到标记为接地(接线柱)的面板插口。

11.如果使用安全闸门，那么面板外部互锁可布线成与额外微型开关串联。任何断开的互锁将切断高压。

12.将任选的设备连接到辅助电源端子。如果不使用辅助附件，那么虚设插塞必须处于插入状态以便激活高压。

13.从模块表面去除过多的污垢和灰尘。应力消除环应无尖锐点。

14.检查每一模块上的SF₆气体压力计。压力最小应为13psi，最大为17psi。

注意：

必须在测试对象端子上提供合适的HV终端以防止过多的电晕放电或可能的闪络。应避免小型电线到点连接的连接。

V.操作说明

此部分提供用模型8175PL执行测试的逐步说明。

1.确保每一模块填充有15psi规格的SF₆气体，露点低于40ppm。

2.用升高电压控制施加期望的测试电压电平。以不超过所使用的模块数目的电流额定值的速率升高电压。

3.用个别开关选择期望的电压和电流测量量程。

4.可在适当的量程上读取电流和电压。为了实现正确的输出电压读数，电压测量值必须乘以所使用的模块数目。

5.完成测试之后，将调压变压器返回到零，并切断所有断路器。根据第10页上的电阻器建议，容许充分的时间使电压泄漏而降低为适于接地的电平。

6.将通过串联输出电阻器的负载接地，对系统进行放电。此可通过将接地棒放置在8175PL模块输出端子上来完成。不要直接使负载短路。将模块接地之后，测试样本可稳固地接地。

7.负载短路之后，面板仪表上不应指示电压。

8.在接触任何HV组件之前个别地将每一HV模块接地。

9.建议在测试之前，通过将测试装置通电50kV持续1分钟，100kV持续1分钟，且150kV持续3分钟来调节模块。测试期间遵循阶跃停留、阶跃停留程序，或缓慢的升高速率。

VI.泄漏电阻器计算

对于每一8175PL模块，以150k ohm递增量提供外部限流电阻器。提供电阻器用于三个目的。

1.负载故障状况期间输出限流以保护整流器并抑制电压反射出现在HV模块上。

2.在电容负载已被充电到测试电压之后，使电容负载泄漏而降低。

3.保护测试对象，使其在电源故障或电力丢失的情况下免遭突然的短路。

未能使用所供应的串联输出电阻器会对操作人员和测试设备造成安全威胁。对电阻器进行放电

每一HVDC模块供应有1个串联输出电阻器，其用来保护电源并从负载中排放能量。对于每一附加模块，多使用1个电阻器。电阻器的额定值如下：

模型	电阻k ohm	最大能量(kJ)	最大负载电容(uF)
模型	电阻k ohm	最大能量(kJ)	最大负载电容(uF)	PL-1	150	10	0.65
2	300	20	0.33	PL-1	150	10	0.65
2	300	20	0.33	3	450	30	0.22
4	600	40	0.16	3	450	30	0.22
4	600	40	0.16	5	750	50	0.13
6	900	60	0.11	5	750	50	0.13

超过放电电阻器的额定值可能对测试装置造成永久损伤，或对操作人员造成伤害。

VII.特殊操作

此部分描述执行前述页中描述的主要功能易发生的特殊操作所需的逐步程序。

极性颠倒

应遵循以下程序来颠倒模型8175PL的极性。

1.颠倒高压模块。

2.确保互连(红色VM电线和白色PRI)插入到正确的插口中。

3.如果使用多个模块，那么必须在开始测试之前适当地连接跨接线。

任选的设备

可提供高压远程控制放电开关用于HV测试对象的远程放电。下文描述适当的安装和操作。

1.确保放电开关基底具有安置之地(station ground)。连接应尽可能的短。接地连接应足以处理HV负载放电期间遭遇的潜在高峰值电流。

2.对准开关臂，使其安放在高压终端(环形线)的中间部分上处于向下位置中。

3.调整开关基底上的张力调整器，使得当臂被充分升高时不允许滑动。顺时针方向旋转会减慢短路臂的下降速度，且逆时针方向旋转会加快短路臂的下降速度。

如果使用附加模块，那么必须增加短路臂的区域。当臂的重量增加时，必须重新调整短路臂的下降速度。

4.将ac控制电缆连接到控制面板上的辅助电源端子。

5.接通AC电源。放电开关应自动升起。

6.继续进行测试。

7.切断高压和AC电源。

8.放电开关臂应返回到其向下位置。

只有当AC电源切断时开关才会下降。如果使高压断路器跳闸(trip)，那么将防止测试对象不必要的放电。

9.不要将HV开关直接与负载对准。必须始终使用串联电阻器来排放负载中的能量。

图12中显示了在该特殊操作中不同的模型8175PL模块所需要的串联电阻器，需要注意的是，也可将适当数目的串联电阻器用螺丝拧在一起并在174KV模块上垂直地堆栈。

故障解决建议

当HV电源输出不稳定时或当听到起弧(arcing)时，确定检查以下各项。

1.气体压力为13到15psi。如果不是的话，那么只添加干燥的(100ppm露点)六氟化硫气体(SF₆)。

2.如果使用一个以上模块，那么确定级间连接处于适当位置，且模块堆栈使得期望的输出极性标记处于每一模块的顶部处。

3.注意红色电线插入到 VM插口中，且白色电线插入到最近的 PRI插口中。(电线长度使得将难以将引线插入到错误的主插口中。)

4.确定顶部环形线的底部处的插塞牢固地位于模块插口中。

5.低输出电压指示可能是因为仪表故障。此可通过对照适当的Hipotronics认证KV仪表或等效物进行检查来验证。

注意：在已确定故障是由于高压模块引起的所有情况下，在试图拆卸之前联系工厂。在拆卸之前若未释放气体压力将造成伤害。当仪表上未观察到输出电压或电流读数时，

a.检查VM接线柱到返回接线柱以确保排除短路。

b.检查保护、接地和返回未全部一起短路。

IX.再处理说明

在有必要打开模块以进行修理的事件中，或如果丢失气体压力，那么应遵循以下程序来重新填充模块。

1.首先，确保内部零件清洁、干燥且无灰尘。可通过在不超过65℃的温度下在烤箱中烘烤模块24小时使模块干燥。

2.干燥之后，应对模块进行真空干燥，达到小于100微米的水平。

3.真空干燥之后，应在15psi下用干燥的氮填充模块，并允许持续8小时。干燥的氮将帮助去除残余的水分。

4.接着去除氮，且可用SF₆填充系统，其中露点为100ppm最大水分含量。

5.在退回进行维修之前，应检查系统泄漏。

6.建议通过以25kV阶跃升高电压并在每一阶跃处保持电压10分钟来修复模块。

根据以上教示，本发明可能存在许多附加修改和变化。因此应了解，在所附权利要求书范围内，可以不同于本文具体描述的方式实践本发明。

Claims

1.一种系统，其包括：

一无线控制器，其经配置以监视一电流和一电压中的至少一者；

一模块，其用于感应测试数据并支持与所述无线控制器的无线通信以便将包括所述测试数据的信息提供给所述无线控制器；和

一电源，其将电力供应给所述无线控制器；

其中所述无线通信包括无线网络通信和将控制信息传输到所述模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线控制器为电流隔离的。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线通信包括利用IEEE 802.11连网标准的通信。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源包括所述无线控制器外部的至少一个一局域干线电源、所述无线控制器外部的一便携式电源、和所述无线控制器内部的一电池。

5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括至少一第二模块，所述至少一第二模块用于感应测试数据并支持与所述无线控制器的无线通信以便将包括所述测试数据的信息提供给所述无线控制器。

6.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括一监察站，所述监察站经配置以通过所述无线网络通信来监视至少所述测试数据。

7.一种用于高压测试系统的无线控制器，所述无线控制器包括：

一无线通信模块，其用于发送包括控制数据的数据并用于接收包括测试数据的数据；

一显示器，其用于显示所述控制数据和所述测试数据中的至少一者；

一用户接口，其用于输入至少所述控制数据；和

一到达一电源的连接；

其中所述无线通信模块经配置以便连接到一无线网络。

8.根据权利要求7所述的无线控制器，其中所述无线控制器为电流隔离的。

9.根据权利要求7所述的无线控制器，其中所述无线通信模块经配置以便将所述测试数据发送到一连接至所述无线网络的监察站。

10.一种用于控制一高压测试系统的方法，所述方法包括：

在一测试模块与一控制器之间建立一无线连接；

将控制数据从所述控制器发送到所述测试模块；和

从所述测试模块接收测试数据；

其中所述无线连接包括到达一无线网络的连接。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述建立所述无线连接包括在所述控制器与至少一第二测试模块之间建立一无线连接。

12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括将电力供应到所述控制器。

13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括维持所述控制器的电流隔离。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述控制器接收所述测试数据，所述方法进一步包括从一监察站监视所述测试数据。