CN2099319U - 金属氧化物避雷器泄漏电流检测仪 - Google Patents

Abstract

金属氧化物避雷器泄漏电流检测仪，其特征是， 采用模拟运算的方法获得补偿用容性电流，全电流减 去补偿用容性电流，得出阻性电流，现场检测时可从 雷电计数器的两端取待测信号，采用陷波器获得三次 谐波和谐波幅值。本检测仪可检测MOA泄漏电流 的全电流峰值，容性电流峰值，阻性电流正峰值，阻性 电流负峰值，阻性电流峰—峰值，功耗，以及三次谐波 和谐波幅值，适用于现场带电检测和试验室的试验。

Description

本实用新型是用于电力系统中的一种金属氧化物避雷器（简称MOA）泄漏电流检测装置，可检测MOA的全电流峰值，容性电流峰值，阻性电流正峰值，阻性电流负峰值，阻性电流峰－峰值，功耗，以及三次谐波和谐波幅值等参数。

电力系统中，MOA将逐渐取代碳化硅避雷器，因此，急迫需要大量MOA泄漏电流检测仪。当前从国外引进的MOA泄漏电流检测仪，多采用自动反馈跟踪电路以获得补偿用容性电流，如日本的LCD－4型MOA泄漏电流检测仪。系采用自动增益控制电路，用这种方法，除需要采用放大器、乘法器、稳压器、滤波器、差动放大器及峰值检测器等6种初等知识即可掌握的电子部件外，尚需要采用微分器、积分器、比例积分器及自动增益控制器等需要具有高等知识才能掌握的四类电子部件，调整时需具备自动控制方面的专门知识，调整很困难，且不易掌握。为了现场检测时不拆开MOA的接地引下线，LCD－4型检测仪所用的方法是采用价格与主机相当的电流互感器部件（CT），使每套装置价格高达近一万美元。国产FLC－1型MOA泄漏电流检测仪，其原理与LCD－4型一样，但功能较差，仅能测全电流和阻性电流峰值，且检测时需要将MOA的接地引下线拆开。

本实用新型的目的是制造一种按新的原理产生容性电流，并且不需要参考信号就能初步检测避雷器性能的仪器。

本实用新型获得补偿用容性电流的方法是采用模拟运算，只需要采用放大器、移相器、乘法器、差动放大器、滤波器及峰值检测器等6类具有初等知识就能掌握的电子部件，为了现场带电检测时不需要拆开MOA的接地引下线，本实用新型所用的方法是，将待测信号处理器的入口电阻与雷电计数器并联连接，改变待测信号处理器的入口电阻，进行两次测量以求出考虑雷电计数器分流作用后的真实电流。由于待测信号处理器的入口电阻只有几欧姆，故当雷电计数器的阻抗大于250欧，则不需要进行两次测量，亦可保证测量的准确度。现有雷电计数器的阻抗，绝大多数均大于1KΩ，进行一次测量即可保证测量的准确度。

本实用新型测量三次谐波和谐波幅值，系采用电子陷波电路，该电路由运算放大器组成，因而所占体积很小，三次谐波和谐波幅值，与阻性电流峰值有一定关系，三次谐波和谐波幅值不大，可说明阻性电流幅值也不大，故现场初步检测时，可只测三次谐波和谐波幅值，当发现三次谐波和谐波幅值较大时，再进一步检测阻性电流和功耗。用测量谐波幅值来推算阻性电流幅值的方法，不需要参考信号。

本实用新型满刻度测量范围为0.05mA～20mA，既适用于10KV～500KV电力系统带电检测，也适用于避雷器制造厂和试验研究所在试验室中应用，如有特殊需要，测量范围可按用户要求实现，而现有检测仪LCD－4或日立便携式泄漏电流测量仪，满刻度最大量限分别为10mA和5mA，不能检测10KV电力系统等全电流较大的避雷器。

综合以上所述可知，本实用新型集中了国内外现有此类检测仪之优点，具有设计原理简单，调整容易，功能齐全，测量范围广，准确度高，使用方便，适用性强，体积小，重量轻等特点。

以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的详述。

附图1  MOA泄漏电流检测仪原理框图。

附图2  MOA泄漏电流检测仪电路框图。

附图3  MOA泄漏电流检测仪原理线路图。

如图1，本实用新型由待测信号处理器（1），参考信号处理器（2），容性电流形成器（3），阻性电流形成器（4），功耗测量功能器（5），陷波器（6），功能转换器（7），及峰值检测器（8）组成。如图3，仪器由常用的正负15伏直流电源（9）供电。E为15伏电池。（9）除用电池外，也可用别的常用方法产生。

如图2，待测信号处理器（1），由输入电阻改变器（11）及放大器（12）组成，如图3，（11）由电阻R1和R2，以及开关K1组成，输入端AA′接于MOA雷电计数器的两端，输入电阻用开关K1控制。输入电阻或为R1／／R2，或为R1，K1的作用有2，1为改变量程，2为如前面所述有必要时，可利用两种输入电阻测得的结果，求出MOA雷电计数器的分流系数，从而可更准确地求出真实的电流，如图3，（12）由运算放大器A1及开关K2组成。放大倍数分5档可调，以便不同信号幅值下，其输出的幅值有适当的数值，相位则保持不变。（1）的输出，引至，（3）、（4）和（7）。

参考信号处理器（2），主要由运算放大器组成，放大倍数连续可调，以使不同参考信号电压幅值下，其输出幅值均相同（10V）。现场带电检测时，（2）的输入端BB′接于电压互感器PT的低压端，（2）的输出引至（3）及（5），要求（2）的输出电压与作用在MOA上的电压同相位，如图3，（2）主要由多圈电位器R3及运算放大器A2组成。

容性电流形成器（3），由（31），（32），（33），及（34）组成，（31）为90度移相器，其输出电压超前于输入电压90度，即相当于容性电流的相位，其输出电压为10V，（32）为乘法器，由三角的积化和差公式可知，（32）的输出电压的直流分量正比于容性电流。（33）为有源低通滤波器，只让直流通过，增益2倍，（34）为乘法器，这样恰好使（34）的输出与（1）的输出的容性电流分量相同。如图3，（31）由运算放大器A3组成，C点电压幅值为10V，相位超前参考电压90°，（32）为乘法器M1，（33）由运算放大器A4组成，（34）为乘法器M2。

阻性电流形成器（4）由差动放大器和反相电压跟随器组成，全电流减去容性电流，使差动放大器的输出等于（1）输出的阻性电流分量，反相电压跟随器用于获得阻性电流的负峰值。如图3。差动放大器由运算放大器A5组成，反相电压跟随器由运算放大器A6组成。

功率测量功能器（5）由乘法器（51）和有源低通滤波器（52）组成，其输出的直流分量，正比于功率Px。如图3，（51）为乘法器M3，（52）由运算放大器A10组成。

陷波器（6）由运算放大器组成，信号通过陷波器后，将信号中的50周波的分量衰减掉，使陷波器的输出只剩下三次谐波和谐波，如图3，（6）由运算放大器A7，A8和A9组成。

功能转换器（7），由单刀双掷开关（功能选择开关）和双刀11掷转换开关（功能转换开关）组成，其作用为用一个峰值检测器（8），实现多种的检测功能（电源直流电压，全电流峰值，容性电流峰值，阻性电流正峰值，阻性电流负峰值，阻性电流峰－峰值，功耗，三次谐波及谐波幅值（正峰值，负峰值及峰－峰值）以及调零等）。如图3，（7）由开关K5及K6组成。

峰值检测器（8），如图3，由常用的正峰值保持器（81），负峰值保持器（82），读数乘数开关K3，复位按纽开关K4，微安表头及5个限流电位器等部件组成。限流电阻的不同，则峰值检测器的灵敏度也不同。本实用新型，灵敏度共分2、1、0.5、0.2及0.1等5个读数乘数，读数乘数为2的档，主要用于阻性电流峰－峰值大于全电流峰值的情况。

Claims (8)

1.金属氧化物避雷器泄漏电流检测仪，其特征在于该仪器由待测信号处理器(1)、参考信号处理器(2)、容性电流形成器(3)、阻性电流形成器(4)、功率测量功能器(5)、陷波器(6)、功能转换器(7)、及峰值检测器(8)组成。

2.根据权利要求1所述的仪器，其特征是该仪器的信号输入端通过开关K1并联1个可以接入或断开的电阻，以改变信号处理器（1）的入口电阻，该入口电阻在0.1～10欧范围。

3.根据权利要求1所述的仪器，其特征是，参考信号处理器（2）的输入电阻由一个固定电阻和一个电位器R3串联组成，电位器R3的可动端与参考信号处理器（2）的放大级的输入端相连接，通过调节电位器R3，以调节参考信号处理器（2）的输出电压幅值。

4.根据权利要求1所述的仪器，其特征是，容性电流形成器，由90度移相器（31）、乘法器M1、有源低通滤波器（33）、及乘法器M2组成，参考信号处理器（2）的输出端连至90度移相器（31）的输入端，90度移相器（31）的输出端连至乘法器M1的一个输入端，待测信号处理器（1）的输出端连至乘法器M1的另一输入端，乘法器M1的输出端连至有源低通滤波器（33）的输入端，有源低通滤波器（33）的输出端连至乘法器M2的一个输入端，90度移相器的输出端连至乘法器M2的另一输入端，乘法器M2的输出电压幅值与容性电流幅值成正比。

5.根据权利要求1或4所述的仪器，其特征是，90度移相器（31），由反相电压跟随器A3、电容和可变电阻组成，运算放大器A2的输出端连至反相电压跟随器A3的输入端，电容和可变电阻相串联后，电容一端连至运算放大器A2的输出端，电阻一端连至运算放大器A3的输出端，电容和可变电阻的连接点为90度移相器的输出端。

6.根据权利要求1所述的仪器，其特征是，陷波器（6）是一种对基波（50周波）进行陷波的陷波器，该陷波器由运算放大器组成。

7.根据权利要求1所述的仪器，其特征是，功率测量功能器（5）由乘法器M3及有源低通滤波器（52）组成，乘法器M3的一个输入端连至参考信号处理器（2）的输出端，乘法器的另一输入端连至待测信号处理器（1）的输出端，乘法器M3的输出端与有源低通滤波器（52）的输入端相连接。

8.根据权利要求1所述的仪器，其特征是，峰值检测器（8），由正峰值保持器（81）、负峰值保持器（82），读数乘数开关K3，复位按扭开关K4，微安表头及5个限流电阻组成，测量阻性电流峰－峰值是通过开关K6使正峰值保持器（81）和负峰值保持器（82）相串联。