CN203894346U - 一种电缆工频参数测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电缆工频参数测试装置，三相电源连接提供电源，与电缆相连接，装载在移动车体内，包括三相调压器、三相变压器、PXI测试控制台、远端测试电路、电压测量线和电流测量线，所述的三相调压器输入端连接三相电源，输出端连接三相变压器，所述的三相变压器输出端连接远端测试电路的输入端，所述的远端测试电路安装在电缆上，输出端分别连接电压测量线和电流测量线，所述的电压测量线和电流测量线均连接PXI测试控制台，所述的PXI测试控制台分别与三相调压器和三相变压器双向连接。与现有技术相比，本实用新型具有实现程控与测量一体化操作，集成度高等优点。

Description

一种电缆工频参数测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种参数测试装置，尤其是涉及一种电缆工频参数测试装置。 

背景技术

随着我国电力工业的不断发展，装机容量不断扩大，原有的高压试验设备功能与测试技术也应随着相应地提高。传统给电缆加载电压源是通过手动配置降压变实现，不仅增加了工作量，而且不能通过加载适当的电源来获取适应的参数，适用面有限。 

新建及改建的高压输电线路在投入运行前，除了检查线路绝缘、核对相位外，还应进行电缆工频参数检测，用于获得电缆基本参数，可用作继电保护设备的整定等，主要检测三相高压电缆正序阻抗、零序阻抗、交流电阻，目前的测试技术存在以下的问题： 

1)目前电力部门在现场进行线路工频参数测量时，由于尚无理想的测试仪器，因此测量时需要实用大功率的三相变压器、调压器，在被测线路上施加工频电压后，借助电流表、电压表、功率表等分立指针式测量表计，需人工多次不同步读取测量数据，并经相应的运算后求得各参数值，人工工作量大。 

2)有的虽已使用了专用的数字测量仪表或线路参数测试仪，但当线路较长时，所需用的工频试验电源容量仍很大；而且采用工频电源进行测试的试验设备重、大、多，接线复杂，致使电缆测试操作、移动不方便。 

3)传统使用的操作箱或控制台设计笨重，结构需大量的钢、铜材。携带及其不便，操作也非常复杂。 

因此工频参数测试装置急需实现智能程控电压源，便于设置所需要的加载电流，并自动计算各电缆参数，以实现程控与测量一体化操作，集成度高。 

中国专利201310593496.3公开了一种高压输电线路正序参数、零序参数测量智能控制装置，此发明包括CPU模块、控制信号光耦隔离电路、继电器驱动电路、 接触器控制回路以及人际交互系统，存在装置系统扩展性差，功能简单等缺点。 

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现程控与测量一体化操作、集成度高的电缆工频参数测试装置。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种电缆工频参数测试装置，由三相电源提供电源，与电缆相连接，并装载在移动车体内，包括三相调压器、三相变压器、PXI测试控制台、远端测试电路、电压测量线和电流测量线，所述的三相调压器输入端连接三相电源，输出端连接三相变压器，所述的三相变压器输出端连接远端测试电路的输入端，所述的远端测试电路安装在电缆上，输出端分别连接电压测量线和电流测量线，所述的电压测量线和电流测量线均连接PXI测试控制台，所述的PXI测试控制台分别与三相调压器和三相变压器双向连接。 

所述的PXI测试控制台包括PXI测试器、显示器、鼠标、键盘和信号调理机箱，所述的PXI测试器分别与三相调压器、三相变压器、显示器、信号调理机箱双向连接，所述的鼠标、键盘分别与显示器相连接，所述的信号调理机箱分别与电压测量线和电流测量线相连接。 

还包括光纤交换机，所述的光纤交换机分别连接PXI测试器和远端定位机箱。 

所述的远端测试电路为测量正序阻抗电路和测量零序阻抗电路。 

所述的电流测量线包括电流互感器和前置调理放大器，所述的电流互感器输入端连接远端测试电路输出端，输出端连接前置调理放大器的输入端，所述的前置调理放大器的输出端连接PXI测试器。 

所述的三相电源最高位173V，单相电压为100V，电流最高250A。 

所述的三相变压器采用星形连接，容量为15kVA以上。 

还包括电压和电流互感器，所述的电压和电流互感器安装在三相电源和电缆工频参数测试装置之间。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点： 

1)本实用新型的PXI测控部分实现对调压系统的监控；替代传统的手动配置降压变实现方式，减少了工作量，可加载适当的电源来获取适应的参数，适用面广。 

2)本实用新型通过PXI系统实现程控电压源，手动或自动设置所需要的加载 电流，并自动计算各电缆参数，以实现程控与测量一体化操作，自动化程度高，配合使用移动车体装载，可提高检测的灵活性。 

附图说明

图1为电缆工频参数测试装置结构图； 

图2为PXI控制台的组成结构图； 

图3为信号调理机箱的主视图； 

图4为信号调理机箱的后视图； 

图5为PXI控制台的实物示意图； 

图6为PXI控制台的侧视图； 

图7为测量正序阻抗电路图； 

图8为测量零序阻抗电路图； 

图中：1、三相电源 2、移动车体 3、三相调压器 4、三相变压器 5、PXI测试控制台 6、远端测试电路 7、前置调理放大器 8、电流互感器 9、电压测量线 10、电流测量线 11、电缆 12、PXI测试器 13、显示器 14、鼠标 15、键盘 16、信号调理机箱 17、光纤交换机 18、远端定位机箱。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。 

如图1所示，一种电缆工频参数测试装置，由三相电源1提供电源，与电缆11相连接，并装载在移动车体2内，包括三相调压器3、三相变压器4、PXI测试控制台5、远端测试电路6、电压测量线9和电流测量线10，所述的三相调压器3输入端连接三相电源1，输出端连接三相变压器的输入端4，所述的三相变压器4输出端连接远端测试电路6的输入端，所述的远端测试电路6安装在电缆11上，输出端分别连接电压测量线9和电流测量线10，所述的电压测量线9和电流测量线10均连接PXI测试控制台8，所述的PXI测试控制台5分别与三相调压器3和三相变压器4双向连接，其中，三相调压器和三相变压器产生电源，PXI测控部分实现对调压系统的监控。 

如图2所示，所述的PXI测试控制台5包括PXI测试器12、显示器13、鼠标14、键盘15和信号调理机箱16，所述的PXI测试器12分别与三相调压器3、三相变压器4、显示器13、信号调理机箱16双向连接，所述的鼠标14、键盘15分别与显示器13相连接，所述的信号调理机箱16分别与电压测量线9和电流测量线10相连接。 

其中，设计的核心是信号调理机箱，如图3-图4所示；PXI测试控制台高为1282mm，长为650mm，上部宽为935mm，下部宽为647mm，如图5-图6所示。 

本实用新型还包括光纤交换机17，所述的光纤交换机17分别连接PXI测试器12和远端定位机箱18。 

所述的远端测试电路为测量正序阻抗电路和测量零序阻抗电路，如图7、8所示，其中，所用仪器仪表为电压表三台(量程75/150/300V，准确级0.5)、电流表三台(量程5/10A，准确级0.5)、功率表两台(量程2.5/5A，75/150/300/，准确级0.5)、电流互感器三台(额定一次电流10/25/50/100，准确级0.2)，若测量正序阻抗的电缆线路三相非对称，则在B相加入一台电流互感器，将电流表接于电流互感器两端，计算正序或零序阻抗时候，需要将测量点前置，包括三个线电压测量，三个线电流测量。 

通过电压表、电流表和功率表获得三相导体平均电压、平均电流、流过功率后，电缆线路的参数计算公式如下： 

正序阻抗： $Z=\frac{U}{\sqrt{3}I}\mathrm{\Ω}---\left(1\right)$

交流电阻： $R=\frac{P_1+P_2}{{3I}^2}\mathrm{\Ω}---\left(2\right)$

正序电抗： $X=\sqrt{Z^2-R^2}\mathrm{\Ω}---\left(3\right)$

式中，U为电缆三相导体电压平均值，单位V；I为电缆三相导体电压平均值，单位A；P₁、P₂为功率表读数，单位W。 

零序阻抗： $Z_0=\frac{{3U}_0}{I_0}\mathrm{\Ω}---\left(4\right)$

交流电阻： $R_0=\frac{{3P}_0}{{I_0}^2}\mathrm{\Ω}---\left(5\right)$

零序电抗： $X_0=\sqrt{{Z_0}^2-{R_0}^2}\mathrm{\Ω}---\left(6\right)$

式中，U₀为电压表读数，单位V；I₀为电流表读数，单位A；P₀为功率表读数， 单位W。 

所述的电流测量线10包括电流互感器8和前置调理放大器7，所述的电流互感器8输入端连接远端测试电路6输出端，输出端连接前置调理放大器7的输入端，所述的前置调理放大器7的输出端连接PXI测试器12。 

所述的三相电源1最高为173V，单相电压为100V，电流最高250A。 

所述的三相变压器4采用星形连接，容量为15kVA以上，其容量根据电缆长度而定，有范围较广的电压调节范围。 

本实用新型还包括电压和电流互感器，所述的电压和电流互感器安装在三相电源1和电缆工频参数测试装置之间。 

Claims (8)

1.一种电缆工频参数测试装置，由三相电源(1)提供电源，与电缆(11)相连接，并装载在移动车体(2)内，其特征在于，所述的测试装置包括三相调压器(3)、三相变压器(4)、PXI测试控制台(5)、远端测试电路(6)、电压测量线(9)和电流测量线(10)，所述的三相调压器(3)输入端连接三相电源(1)，输出端连接三相变压器的输入端(4)，所述的三相变压器(4)输出端连接远端测试电路(6)的输入端，所述的远端测试电路(6)安装在电缆(11)上，输出端分别连接电压测量线(9)和电流测量线(10)，所述的电压测量线(9)和电流测量线(10)均连接PXI测试控制台(8)，所述的PXI测试控制台(5)分别与三相调压器(3)和三相变压器(4)双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，所述的PXI测试控制台(5)包括PXI测试器(12)、显示器(13)、鼠标(14)、键盘(15)和信号调理机箱(16)，所述的PXI测试器(12)分别与三相调压器(3)、三相变压器(4)、显示器(13)、信号调理机箱(16)双向连接，所述的鼠标(14)、键盘(15)分别与显示器(13)相连接，所述的信号调理机箱(16)分别与电压测量线(9)和电流测量线(10)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，还包括光纤交换机(17)，所述的光纤交换机(17)分别连接PXI测试器(12)和远端定位机箱(18)。

4.根据权利要求1所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，所述的远端测试电路包括测量正序阻抗电路和测量零序阻抗电路。

5.根据权利要求2所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，所述的电流测量线(10)包括电流互感器(8)和前置调理放大器(7)，所述的电流互感器(8)输入端连接远端测试电路(6)输出端，输出端连接前置调理放大器(7)的输入端，所述的前置调理放大器(7)的输出端连接PXI测试器(12)。

6.根据权利要求1所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，所述的三相电源(1)电压最高为173V，单相电压为100V，电流最高250A。

7.根据权利要求1所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，所述的三相变压器(4)采用星形连接。

8.根据权利要求1所述的一种电缆工频参数测试装置，其特征在于，还包括电压和电流互感器，所述的电压和电流互感器安装在三相电源(1)和电缆工频参数测试装置之间。