CN202177692U - 避雷器计数器综合校验装置 - Google Patents

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钟国平
肖亮嘉
刘艳
韩桂芹
廖志鹏
袁娟
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Abstract

本实用新型公开了一种避雷器计数器综合校验装置,它包括组合冲击波发生器、标准工频电流发生器、测试回路和液晶屏,组合冲击波发生器和标准工频电流发生器的输出端分别连接测试回路的输入端,测试回路的输出端连接液晶屏。本实用新型克服了现有避雷器计数器校验仪普遍存在的功能单一、冲击波形不符合规程要求等缺点和不足,将冲击电流和工频电流发生器集成于一体,可完整的对避雷器计数器进行计数功能和电流指示功能进行校验,整个装置体积小、重量轻,便于现场测试,液晶显示上的用户界面友好,全数字控制和数字显示,显示直观。

Description

避雷器计数器综合校验装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种对避雷器计数器进行校验的设备,尤其涉及一种针对避雷器计数器的动作次数和电流指示进行综合校验的装置。
技术背景
[0002] 避雷器放电计数器起着统计雷击次数和监测避雷器泄漏电流的作用。避雷器的状态检修工作中常会遇到计数器计数不可靠、泄漏电流指示不准确等问题,易造成误判。 GB50150-2006《电气设备交接试验标准》规定:应检查放电计数器动作情况及监视电流表指示。因此,需要一种方便可靠的现场综合校验装置,能实现现场对避雷器计数器进行标准冲击电流下动作计数校验和泄漏电流指示校准的工作,以确保现场计数器满足技术条件,从而保证变电站避雷器交接试验的顺利进行。
[0003] 现有的避雷器计数器校验仪普遍存在的功能单一、冲击波形不符合规程要求等缺点和不足。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种对避雷器计数器的动作次数和电流指示进行综合校验准确、操作方便、显示直观的避雷器计数器综合校验装置。
[0005] 为实现此目的,本实用新型所设计的避雷器计数器综合校验装置,它包括组合冲击波发生器、标准工频电流发生器、测试回路和液晶屏,组合冲击波发生器和标准工频电流发生器的输出端分别连接测试回路的输入端,测试回路的输出端连接液晶屏。
[0006] 在上述技术方案中,所述组合冲击波发生器包括用于产生冲击电压波和冲击电流波的组合波发生回路和用于对组合波发生回路中的高压充电电容C进行充电的直流高压电源。
[0007] 所述的直流高压电源包括整流滤波电路、单端反激升压电路和充电控制电路;所述整流滤波电路的输入端连接220V交流电源,整流滤波电路的输出端连接单端反激升压电路的输入端,高压充电电容C的两端分别连接单端反激升压电路的输出端和充电控制电路的输入端,充电控制电路的输出端连接单端反激升压电路的输入端。
[0008] 在上述技术方案中,所述标准工频电流发生器包括用于产生50Hz电信号的单片机和用于产生幅值可调的工频电压的功率放大电路单元,所述单片机的输出端连接功率放大电路单元的输入端。
[0009] 在上述技术方案中,所述测试回路包括冲击电压测量单元、冲击电流测量单元和工频电流采样单元。
[0010] 所述冲击电压测量单元采用两级电容分压器测量冲击电压。 [0011 ] 所述冲击电流测量单元采用罗戈夫斯基线圈测量冲击电流。
[0012] 所述工频电流采样单元用于形成电流负反馈环节,其输入端连接功率放大电路单
3元的输出端,其输出端连接单片机输入端。
[0013] 本实用新型的有益技术效果和优点在于:
[0014] 1、易于产生多种幅值、多种宽度的冲击波和多种幅值的工频电流;
[0015] 2、本实用新型集成冲击电流和工频电流发生器于一体,可完整的对避雷器计数器进行计数功能和电流指示功能进行校验;
[0016] 3、整个装置体积小、重量轻,便于现场测试;
[0017] 4、液晶显示上的用户界面友好,操作方便,全数字控制和数字显示,显示直观。 附图说明
[0018] 图1是本实用新型结构框图;
[0019] 图2是直流高压电源(1. 1)框图;
[0020] 图3是组合波发生回路(1. 2)原理图;
[0021] 图4是两级电容冲击分压器原理图;
[0022] 图5是罗戈夫斯基线圈示意图;
[0023] 图6是标准工频电流发生器O)示意图。
[0024] 图3中:C_高压充电电容;Rl、R2-脉冲持续时间形成电阻;R3-阻抗匹配电阻; L-上升时间形成电感;K-高压开关。
具体实施方式
[0025] 以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明:
[0026] 如图1所示避雷器计数器综合校验装置,包括组合冲击波发生器1、标准工频电流发生器2、测试回路3和液晶屏4,组合冲击波发生器1和标准工频电流发生器2的输出端分别连接测试回路3的输入端,测试回路3的输出端连接液晶屏4。
[0027] 以下对实施例中本实用新型装置的各功能块进行说明:
[0028] 1.直流高压电源1. 1
[0029] 如图2所示,所述组合冲击波发生器1包括用于产生冲击电压波和冲击电流波的组合波发生回路1和用于对组合波发生回路中的高压充电电容C进行充电的直流高压电源,其中,直流高压电源包括整流滤波电路ι. 1. 1、单端反激升压电路ι. 1. 2和充电控制电路1. 1. 3 ;整流滤波电路1. 1. 1的输入端连接220V交流电源,整流滤波电路1. 1. 1的输出端连接单端反激升压电路1. 1. 2的输入端,高压充电电容C的两端分别连接单端反激升压电路1. 1. 2的输出端和充电控制电路1. 1. 3的输入端,充电控制电路1. 1. 3的输出端连接单端反激升压电路1. 1. 2的输入端。
[0030] 工频电源电压经过整流滤波电路1. 1. 1整流滤波,整流滤波电路1. 1. 1可采用开关电源,变成直流电压,经过单端反激升压电路ι. 1. 2变换即DC/DC变换,升压给高压充电电容C充电。高压充电电容C上的电阻分压电路实时监测高压充电电容的充电电压,并与单片机预置的充电电压进行反馈比较,根据比较结果控制充电电路的终止时刻,使高压充电电容达到稳定的充电幅值。
[0031] 2.组合波发生回路1.2
[0032] 如图3所示,高压充电电容C充好电后合上高压开关K。电压波的宽度主要由波形形成电阻Rl和电阻R2决定。阻抗匹配电阻R3则决定发生器的开路电压峰值与短路电流峰值的比例,阻抗匹配电阻R3也被称为输出阻抗,电流波的上升与持续时间主要由波形上升时间形成电感L决定。这些元件的参数可有多种方式确定,最终形成在开路状态下产生 1. 2/50 μ s的电压浪涌和在短路状态下8/20 μ s的电流浪涌。
[0033] 3.测试回路3
[0034] 测试回路3包括冲击电压测量单元3. 1、冲击电流测量单元3. 2和工频电流采样单元3. 3 ;冲击电压测量单元3. 1采用两级电容分压器的方式,如图4所示,将高压冲击电压信号线性分压到单片机可以处理的电压范围,分压电路实测效果优良,频带特性好,输入输出波形一致性好。
[0035] 冲击电流测量单元3. 2采用罗戈夫斯基线圈的方式,如图5所示,利用被测电流产生的磁场在线圈内感应的电压来测量电流。其一次侧为单根载流导线,二次侧为罗戈夫斯基线圈,因为所测电流的等效频率很高,所以大多是采用空心的互感器,这样可避免铁心饱和所带来的损耗及非线性影响,亦可采用带铁氧体磁芯的罗戈夫斯基线圈。
[0036] 工频电流采样单元3. 3用于形成电流负反馈环节,如图6所示,其输入端连接功率放大电路单元2. 2的输出端,其输出端连接单片机2. 1输入端。
[0037] 4.标准工频电流发生器2
[0038] 如图6所示,标准工频电流发生器2包括用于产生50Hz电信号的单片机2. 1和用于产生幅值可调的工频电压的功率放大电路单元2. 2,单片机2. 1的输出端连接功率放大电路单元2. 2的输入端。标准工频电流发生器2为输出50Hz工频信号,可以通过在20ms 的一个工频周期内单片机的一个D/A输出口等时间间隔的(如20 μ s)输出相应的电压幅值,并且满足所输出电压幅值在时间序列上对应正弦分布。以取20 μ s的时间间隔为例,相当于一个周期内输出1000个点,这1000个点在时间序列上呈正弦分布。
[0039] 利用线性功放模块,即通过单片机2. 1的D/A输入50Hz工频信号,可得输出 15V/8A的工频电压,产生一个幅值可调的工频电压,通过隔离变压器将电压输出放大到 120V/1A范围,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,来达到控制输出电压,进而控制测试回路电流的目的。为了在测试回路中得到稳定的电流值 (从0. ImA到IOmA多档位的电流值)的目的,在测试回路中加入电流负反馈环节,反馈信号由单片机通过AD采集进行比较,最终稳定输出标准测试电流。
[0040] 本实用新型的工作原理及功能实现:
[0041] 使用时,将本实用新型输出接口与被测试装置避雷器计数器两端相连后,接通电源。
[0042] 校验避雷器计数器的动作次数指示时,选择组合冲击波发生器1工作,产生在负载侧开路时最大幅值为6kV的1. 2/50 μ s冲击电压波、在负载侧短路时最大幅值为3kA的 8/20 μ s的冲击电流波的组合波,记录计数器计数情况。测试回路3记录校验装置产生的波形,并保证其满足标准JB/T 2440-1991的要求(冲击电流幅值不小于50Α,冲击电流波形波头时间不小于8 μ s,波长不小于20 μ s)。相关数据与校验结果在液晶屏4上显示。
[0043] 校验避雷器计数器的电流指示时,标准工频电流发生器2工作,产生开口电压不低于100V的0. ImA-IOmA的标准工频电流(对于500kV及以下电压等级的变电站避雷器, 在正常运行期间,流过避雷器的工频泄漏电流峰值大约为1mA,而与避雷器相配套使用的避雷器计数器所能测量的工频泄漏电流范围一般为0-8mA)。记录计数器指示情况。测试回路 3记录校验装置产生的波形。相关数据与校验结果在液晶屏4上显示。

Claims (8)

1. 一种避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:包括组合冲击波发生器(1)、标准工频电流发生器O)、测试回路C3)和液晶屏G),组合冲击波发生器(1)和标准工频电流发生器O)的输出端分别连接测试回路(3)的输入端,测试回路(3)的输出端连接液晶屏 ⑷。
2.根据权利要求1所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述组合冲击波发生器(1)包括用于产生冲击电压波和冲击电流波的组合波发生回路和用于对组合波发生回路中的高压充电电容C进行充电的直流高压电源。
3.根据权利要求2所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述的直流高压电源包括整流滤波电路(1. 1. 1)、单端反激升压电路(1. 1.2)和充电控制电路(1. 1.3);所述整流滤波电路(1. 1. 1)的输入端连接220V交流电源,整流滤波电路(1. 1. 1)的输出端连接单端反激升压电路(1.1.2)的输入端,高压充电电容C的两端分别连接单端反激升压电路(1. 1.2)的输出端和充电控制电路(1. 1.3)的输入端,充电控制电路(1. 1.3)的输出端连接单端反激升压电路(1. 1. 2)的输入端。
4.根据权利要求1所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述标准工频电流发生器(2)包括用于产生50Hz电信号的单片机(2. 1)和用于产生幅值可调的工频电压的功率放大电路单元(2. 2),所述单片机(2. 1)的输出端连接功率放大电路单元(2. 2)的输入端。
5.根据权利要求1所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述测试回路(3) 包括冲击电压测量单元(3. 1)、冲击电流测量单元(3. 2)和工频电流采样单元(3. 3)。
6.根据权利要求5所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述冲击电压测量单元(3. 1)采用两级电容分压器测量冲击电压。
7.根据权利要求5所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述冲击电流测量单元(3. 2)采用罗戈夫斯基线圈测量冲击电流。
8.根据权利要求5所述的避雷器计数器综合校验装置,其特征在于:所述工频电流采样单元(3. 3)用于形成电流负反馈环节,其输入端连接功率放大电路单元(2. 2)的输出端, 其输出端连接单片机(2. 1)输入端。
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