CN207851157U - 利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，该高压介损测试装置包括升压变压器、绝缘导线、电阻分压器、电流测量线圈组、介损测试模块、待测试位和数个接地端子。利用电流测量线圈组分别采集流过电阻分压器和待测试位的电流值，根据电阻分压器的电流值和电阻值确定升压变压器的高压端电压值。由介损测试模块将电阻分压器的电流值和待测试位的电流值进行相位差计算，确定待测试位的介质损耗角；根据升压变压器的高压端电压值和待测试位的电流值，确定待测试位的电容量。可见，该装置以电阻分压器的电流为基准，能够更真实、可靠地测试出待测试位的相关参数。

Description

利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置

技术领域

本实用新型涉及电气测量技术领域，尤其涉及利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置。

背景技术

绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗，也叫介质损失，简称介损。介损及电容量测试是一项灵敏度很高的试验项目，可以发现电力设备内部是否存在整体受潮、绝缘油劣化变质及设备内部的局部缺陷。

目前，在进行介损及电容量测试时所采用的方式是以西林电桥为原形的介损测试仪，在进行介损测试时，介损的实际测试值为流过被测试品的电流与流过电桥内标准电容的电流的相位差的正切值。

但是，以西林电桥为原形的介损测试仪中，标准电容的绝缘好坏对试品介损测试值的影响巨大。因此，如何为现场测试提供能准确测量电力设备介损及电容量的方式成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，以解决现有的测试装置无法准确测量介损的问题。

本实用新型提供了一种利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，包括：升压变压器、绝缘导线、电阻分压器、电流测量线圈组、介损测试模块、待测试位和数个接地端子，其中，

所述升压变压器的二次绕组的一端通过绝缘导线与电阻分压器串联，所述升压变压器的二次绕组的另一端连接有接地端子；所述电阻分压器的另一端连接有接地端子；

所述电阻分压器与升压变压器串联的一端通过绝缘导线与所述待测试位串联，所述待测试位、电阻分压器和升压变压器并联；所述待测试位的另一端连接有接地端子；

所述电流测量线圈组包括第一电流测量线圈和第二电流测量线圈；所述第一电流测量线圈套设在电阻分压器和相应的接地端子之间，所述第一电流测量线圈用于测量流过所述电阻分压器的电流；所述第二电流测量线圈套设在待测试位和相应的接地端子之间，所述第二电流测量线圈用于测量流过所述待测试位的电流；

所述第一电流测量线圈通过第一同轴电缆与所述介损测试模块连接，所述第二电流测量线圈通过第二同轴电缆与所述介损测试模块连接；所述介损测试模块用于根据所述第一电流测量线圈和所述第二电流测量线圈的测量结果确定待测试位的参数。

可选地，还包括：变压器控制装置，所述变压器控制装置的一端与所述升压变压器的一次绕组端连接；所述变压器控制装置的另一端通过第三同轴电缆与所述介损测试模块连接。

可选地，还包括：电源模块，所述电源模块与变压器控制装置的另一端连接。

可选地，还包括：绝缘接地线；所述绝缘接地线的一端连接在所述待测试位和相应的接地端子之间，所述绝缘接地线的另一端连接有接地端子；所述第二电流测量线圈套设在绝缘接地线上。

可选地，所述电流测量线圈组还包括第三电流测量线圈；所述第三电流测量线圈套设在电阻分压器和待测试位之间的绝缘导线上；所述第三电流测量线圈用于测量流过所述待测试位的电流；所述第三电流测量线圈通过第四同轴电缆与所述介损测试模块连接。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，该高压介损测试装置包括升压变压器、绝缘导线、电阻分压器、电流测量线圈组、介损测试模块、待测试位和数个接地端子。利用电流测量线圈组分别采集流过电阻分压器和待测试位的电流值，根据电阻分压器的电流值和电阻值确定升压变压器的高压端电压值。由介损测试模块将电阻分压器的电流值和待测试位的电流值进行相位差计算，确定待测试位的介质损耗角；根据升压变压器的高压端电压值和待测试位的电流值，确定待测试位的电容量。可见，该装置以电阻分压器的电流为基准，能够更真实、可靠地测试出待测试位的相关参数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的基准电流值和测试电流值的相位角示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型实施例一提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置的结构示意图。

参见图1，本实用新型实施例一提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，包括：升压变压器2、绝缘导线3、电阻分压器4、电流测量线圈组5、介损测试模块6、待测试位7和数个接地端子9，其中，

在实际进行介损测试时，在待测试位7放置试品，如电容等，电容与其他元器件连接，实现对电容的介损参数的测试。

升压变压器2的二次绕组的一端通过绝缘导线3与电阻分压器4串联，升压变压器2的二次绕组的另一端连接有接地端子9；电阻分压器4的另一端连接有接地端子9。

升压变压器2可把低数值的交变电压变换为同频率的另一较高数值交变电压的变压器。变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，其中，变压器原理与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组；与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组。因此，升压变压器2可从一次绕组侧到二次绕组侧实现升压的效果。

具体地，升压变压器2选用10kv高压的升压变压器，以适用于高压的介损测试中。

本实施例中，负载为电阻分压器4，电阻分压器4是由电阻元件串联构成的分压器。电阻分压器4与升压变压器2串联的一端通过绝缘导线3与待测试位7串联，升压变压器2输出的交流电能一部分流向电阻分压器4，另一部分流向待测试位7上的电容，实现在测试电容的参数时电阻分压器4的分压功能。

待测试位7、电阻分压器4和升压变压器2并联，可实现电阻分压器4的分压目的；待测试位7的另一端连接有接地端子9，待测试位7的一端通过接地端子9接地，可保证测试过程中的安全，避免出现漏电的现象。

本实施例中，采用线圈测量电流的方式来确定待测试位7的相关参数。为此，电流测量线圈组5包括第一电流测量线圈51和第二电流测量线圈52；第一电流测量线圈51套设在电阻分压器4和相应的接地端子9之间，第一电流测量线圈51用于测量流过电阻分压器4的电流，得到基准电流值；第二电流测量线圈52套设在待测试位7和相应的接地端子9之间，第二电流测量线圈52用于测量流过待测试位7的电流，得到测试电流值。

将第一电流测量线圈51测量流过电阻分压器4的电流信号作为后续待测试位7的介损及电容量计算的基准信号，由于电阻分压器4的电阻值一定，流过的电流也可准确测得，因此，可以准确地确定待测试位7的相关参数。

第一电流测量线圈51通过第一同轴电缆11与介损测试模块6连接，第二电流测量线圈52通过第二同轴电缆12与介损测试模块6连接；介损测试模块6用于根据第一电流测量线圈51和第二电流测量线圈52的测量结果确定待测试位7的参数。参数包括电容量和介质损耗角等。

其中，同轴电缆是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成，在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体，然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。同轴电缆具有可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信的优点。

电阻分压器4的电阻值已知，和预先接入的电阻的数量有关。并且，电阻分压器4的电流值已由第一电流测量线圈51测得，进而，根据式U＝IR，即可由介损测试模块6确定升压变压器2的高压端电压值，即二次绕组的电压值。

当确定出升压变压器2的高压端电压值之后，再由介损测试模块6将该高压端电压值输送至变压器控制装置1，以利用变压器控制装置1调节升压变压器2的一次绕组侧的电压值，即低压端电压值，经过升压后，进而可使升压变压器2的二次绕组侧输出理论的电压值，实现待测试位7介损的测试。

具体地，介损测试模块6确定待测试位7的电容量和介质损耗角的工作过程为：介损测试模块6获取到第一电流测量线圈51检测的电阻分压器4的基准电流值，以及第二电流测量线圈52检测的待测试位7的测试电流值之后，先对基准电流值和测试电流值进行相位差计算，如图3所示，确定出基准电流值I_R与测试电流值I_C的夹角θ。按照式tanδ＝tan(90°-θ)，得到待测试位的介质损耗角；式中，δ为所述待测试位的介质损耗角，θ为基准电流值I_R与测试电流值I_C的夹角。

再次，确定升压变压器3的高压端电压值和测试电流值之间的关系：I_C＝ωCU₂＝ωCRI_R；式中，C为待测试位的电容量，U₂为升压变压器的高压端电压值，R为电阻分压器的电阻值，ω为角频率。对上式进行转换，即可确定待测试位7的电容量C；其中C＝I_C/ωRI_R。

介损测试模块6可选用自动抗干扰精密介损测试仪，用于确定介质损耗角正切值(tanδ)和电容值(Cx)的智能化仪器，具有体积小、重量轻，便于携带，具有操作简单、自动测量、读数直观、无需换算、精度高、抗干扰能力强等优点。

本实用新型实施例提供的高压介损测试装置还包括：变压器控制装置1和电源模块10。变压器控制装置1的一端与升压变压器2的一次绕组端连接；变压器控制装置1的另一端通过第三同轴电缆13与介损测试模块6连接。介损测试模块6接收到第一电流测量线圈51和第二电流测量线圈52检测到的电流信号，推测出升压变压器2的二次绕组侧的理论电压值，即高压端电压值，并将该高压端电压值通过第三同轴电缆13发送至变压器控制装置1，以利用变压器控制装置1调节升压变压器2的一次绕组侧的电压值，即低压端电压值，经过升压后，进而可使升压变压器2的二次绕组侧输出理论的电压值，实现待测试位7介损的测试。

电源模块10与变压器控制装置1的另一端连接，电源模块10为整个高压介损测试装置提供电源信号，利于升压变压器2产生电流。

如图2所示，与上述实施例一提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置相比，本实用新型实施例提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，与上述实施例一的区别之处在于，还包括：绝缘接地线8；绝缘接地线8的一端连接在待测试位7和相应的接地端子9之间，绝缘接地线8的另一端连接有接地端子9；也就是说，本实施例中的高压介损测试装置中，待测试位7的低压端可直接接地，还可经过绝缘接地线8之后再接地。此时，第二电流测量线圈52套设在绝缘接地线8上，第一电流测量线圈51依然套设在电阻分压器4和相应的接地端子9之间，此种测量相应电流的方式适用于待测试位7上的试品采用正接线的情形。

而在待测试位7上的试品采用反接线的情形时，本实施例中，电流测量线圈组5还包括第三电流测量线圈53；第三电流测量线圈53套设在电阻分压器4和待测试位7之间的绝缘导线3上；第三电流测量线圈53用于测量流过待测试位7的电流，此电流为待测试位7的高压侧电流此时，第三电流测量线圈53为高压侧测量线圈；第三电流测量线圈53通过第四同轴电缆14与介损测试模块6连接。

在正接线时，介损测试模块6的工作过程可参见上述实施例提供的相关内容，此处不再赘述。

而在采用反接线时，介损测试模块6的工作过程中，与上一实施例的区别之处在于，由第三电流测量线圈53测量流过待测试位7的电流，该测试电流值为I₃。进而，确定升压变压器3的高压端电压值和测试电流值之间的关系：I₃＝ωCU₂＝ωCRI_R；式中，C为待测试位的电容量，U₂为升压变压器的高压端电压值，R为电阻分压器的电阻值，ω为角频率。对上式进行转换，即可确定待测试位7的电容量C；其中C＝I₃/ωRI_R。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供的利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，装置包括升压变压器2、绝缘导线3、电阻分压器4、电流测量线圈组5、介损测试模块6、待测试位7和数个接地端子9。利用电流测量线圈组5分别采集流过电阻分压器4和待测试位7的电流值，根据电阻分压器4的电流值和电阻值确定升压变压器2的高压端电压值。由介损测试模块6将电阻分压器4的电流值和待测试位7的电流值进行相位差计算，确定待测试位7的介质损耗角；根据升压变压器2的高压端电压值和待测试位7的电流值，确定待测试位7的电容量。可见，该装置以电阻分压器4的电流为基准，能够更真实、可靠地测试出待测试位7的相关参数。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种利用电阻分压器采集对比电流信号的高压介损测试装置，其特征在于，包括：升压变压器(2)、绝缘导线(3)、电阻分压器(4)、电流测量线圈组(5)、介损测试模块(6)、待测试位(7)和数个接地端子(9)，其中，

所述升压变压器(2)的二次绕组的一端通过绝缘导线(3)与电阻分压器(4)串联，所述升压变压器(2)的二次绕组的另一端连接有接地端子(9)；所述电阻分压器(4)的另一端连接有接地端子(9)；

所述电阻分压器(4)与升压变压器(2)串联的一端通过绝缘导线(3)与所述待测试位(7)串联，所述待测试位(7)、电阻分压器(4)和升压变压器(2)并联；所述待测试位(7)的另一端连接有接地端子(9)；

所述电流测量线圈组(5)包括第一电流测量线圈(51)和第二电流测量线圈(52)；所述第一电流测量线圈(51)套设在电阻分压器(4)和相应的接地端子(9)之间；所述第二电流测量线圈(52)套设在待测试位(7)和相应的接地端子(9)之间；

所述第一电流测量线圈(51)通过第一同轴电缆(11)与所述介损测试模块(6)连接，所述第二电流测量线圈(52)通过第二同轴电缆(12)与所述介损测试模块(6)连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：变压器控制装置(1)，所述变压器控制装置(1)的一端与所述升压变压器(2)的一次绕组端连接；所述变压器控制装置(1)的另一端通过第三同轴电缆(13)与所述介损测试模块(6)连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：电源模块(10)，所述电源模块(10)与变压器控制装置(1)的另一端连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：绝缘接地线(8)；所述绝缘接地线(8)的一端连接在所述待测试位(7)和相应的接地端子(9)之间，所述绝缘接地线(8)的另一端连接有接地端子(9)；所述第二电流测量线圈(52)套设在绝缘接地线(8)上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电流测量线圈组(5)还包括第三电流测量线圈(53)；所述第三电流测量线圈(53)套设在电阻分压器(4)和待测试位(7)之间的绝缘导线(3)上；所述第三电流测量线圈(53)通过第四同轴电缆(14)与所述介损测试模块(6)连接。