CN215297553U - 一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，包括信号产生模块、能量输入模块、功率放大模块和隔离变压器，能量输入模块、信号产生模块、功率放大模块和隔离变压器依次相连，信号产生模块用于为功率放大模块提供正弦波信号输入，能量输入模块用于为功率放大模块提供能量输入，功率放大模块用于将输入正弦波信号多级放大，隔离变压器用于将功率放大模块多级放大的信号隔离输出。本实用新型采用有别于传统三倍频感应耐压装置的技术路线，在保证一定的性能和可靠性的前提下，最大限度的减轻三倍频耐压装置的体积与重量，极大的提高现场作业时的工作效率，并且使得劳动强度大大减轻。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力工程领域的电力设备检测设备的结构改进，具体涉及一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置。
背景技术
电压互感器在电力系统中属于关键设备之一。电压互感器分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器两种。电磁式电压互感器因其精度较高，制造工艺简单，在35kV、10kV电力系统中广泛应用。在实际生产中曾经出现电磁式电压互感器因为饱和而产生过电压损坏匝间绝缘的情况，因此需要对电磁式电压互感器的绕组匝间绝缘进行考核。最常用的方法是对电磁式电压互感器进行感应耐压试验。感应耐压不仅能考核电磁式电压互感器的主绝缘，也可以考核电磁式电压互感器的纵绝缘即匝间绝缘。
对电磁式电压互感器进行感应耐压施加工频电压是无法达到规程规定耐压值的。这是因为规程规定的耐压值远高于电磁式电压互感器的正常运行电压，无论从一次还是二次端施加达到规程规定的试验电压时，电磁式电压互感器的铁芯都会达到饱和而发热，严重时会烧毁铁芯或绕组。为了在升压过程中使铁芯不至于饱和，常常施加倍频电压。最常见的是施加三倍频，即150Hz电压。
传统的三倍频耐压装置的原理是采用一经过特殊设计的铁芯的变压器，该变压器具有较低的饱和点，低压三个绕组接380V三相电源，接成开口三角形。由于铁芯的饱和点很低，低压绕组中不仅有基波(工频)分量，而且还有三次谐波(三倍频)分量，基波分量在开口三角形绕组会互相抵消使得开口三角形绕组的端口基波电压为零，而三个低压绕组中的三次谐波分量方向一致，不会互相抵消，使得开口三角形绕组的端口输出三次谐波电压，此电压经过高压绕组隔离输出150Hz三倍频电压。传统的三倍频感应耐压装置是利用三次谐波产生三倍频电压，但三次谐波分量相比基波分量来说，其能量比重是较小的，由传统的三倍频耐压装置的原理可知这种三倍频发生装置在实际应用中存在三个问题：1、能量转换效率很低；2、要达到一定的输出容量，试验装置就会非常笨重，传统的三倍频感应耐压装置的整套系统重量在130公斤以上；3、在实际使用过程中需要3～4名青壮年劳动力才可以抬得动，而且必须使用380V三相电源，使用不方便。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，本实用新型采用有别于传统三倍频感应耐压装置的技术路线，在保证一定的性能和可靠性的前提下，最大限度的减轻三倍频耐压装置的体积与重量，极大的提高现场作业时的工作效率，并且使得劳动强度大大减轻。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，包括信号产生模块、能量输入模块、功率放大模块和隔离变压器，所述信号产生模块、能量输入模块、功率放大模块和隔离变压器依次相连，所述信号产生模块用于为功率放大模块提供正弦波信号输入，所述能量输入模块用于为功率放大模块提供能量输入，所述功率放大模块用于将输入正弦波信号多级放大，所述隔离变压器用于将功率放大模块多级放大的信号隔离输出。
可选地，所述正弦波信号为150Hz的正弦波信号。
可选地，所述信号产生模块为正弦波信号发生器，或者所述信号产生模块为具有正弦波信号生成功能的多信号发生器。
可选地，所述能量输入模块包括相互连接的整流电路和DC-DC降压模块，所述整流电路的输入端连接到外部交流电源，所述整流电路的输出端通过DC-DC降压模块与功率放大模块的电源输入端相连。
可选地，所述功率放大模块为多级推挽放大电路。
可选地，所述隔离变压器包括铁芯和分别与铁芯耦合的原边绕组和副边绕组，且原边绕组的连接端子与功率放大模块的输出端相连。
可选地，所述功率放大模块还连接有测控模块，所述测控模块包括依次相连的电压互感器、A/D转换电路和微处理器，所述电压互感器与功率放大模块的输出端耦合。
可选地，所述功率放大模块还连接有保护电路，所述保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路中的至少一种。
可选地，还包括绝缘外壳，所述信号产生模块、能量输入模块、功率放大模块和隔离变压器均安装在绝缘外壳的内部，所述能量输入模块的电源输入端以及隔离变压器的输出端分别安装在绝缘外壳的外壁上，且所述能量输入模块的电源输入端以及隔离变压器的输出端均带有可拆卸的绝缘保护盖。
此外，本实用新型还提供一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验系统，包括电磁式电压互感器感应耐压试验装置以及被测试的电磁式电压互感器，所述电磁式电压互感器感应耐压试验装置为所述的电磁式电压互感器感应耐压试验装置。
和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：本实用新型采用有别于传统三倍频感应耐压装置的技术路线，包括信号产生模块、能量输入模块、功率放大模块和隔离变压器，能量输入模块、信号产生模块、功率放大模块和隔离变压器依次相连，信号产生模块用于为功率放大模块提供正弦波信号输入，能量输入模块用于为功率放大模块提供能量输入，功率放大模块用于将输入正弦波信号多级放大，隔离变压器用于将功率放大模块多级放大的信号隔离输出，能够取代传统三倍频感应耐压装置笨重的铁芯与复杂的绕组，在保证一定的性能和可靠性的前提下，最大限度的减轻三倍频耐压装置的体积与重量，极大的提高现场作业时的工作效率，并且使得劳动强度大大减轻，与传统的三倍频感应耐压装置相比，实现体积减小，重量减轻，能量转换效率提高的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。
图2为本实用新型实施例中单级推挽放大电路的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置包括信号产生模块1、能量输入模块2、功率放大模块3和隔离变压器4，信号产生模块1、能量输入模块2、功率放大模块3和隔离变压器4依次相连，信号产生模块1用于为功率放大模块3提供正弦波信号输入，能量输入模块2用于为功率放大模块3提供能量输入，功率放大模块3用于将输入正弦波信号多级放大，隔离变压器4用于将功率放大模块3多级放大的信号隔离输出。本实施例轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置能够取代传统三倍频感应耐压装置笨重的铁芯与复杂的绕组，在保证一定的性能和可靠性的前提下，最大限度的减轻三倍频耐压装置的体积与重量，极大的提高现场作业时的工作效率，并且使得劳动强度大大减轻。与传统的三倍频感应耐压装置相比，实现体积减小，重量减轻，能量转换效率提高的目的。
本实施例中，正弦波信号为150Hz的正弦波信号，通过信号产生模块1直接产生150Hz的正弦波信号，因而没有谐波干扰，也就可以省略掉复杂而笨重的滤波模块。
本实施例中，信号产生模块1为正弦波信号发生器，或者信号产生模块1为具有正弦波信号生成功能的多信号发生器。
本实施例中，能量输入模块2包括相互连接的整流电路和DC-DC降压模块，整流电路的输入端连接到外部交流电源，整流电路的输出端通过DC-DC降压模块与功率放大模块3的电源输入端相连，上述电路不需要使用变压器，可进一步降低装置的重量和体积。
本实施例中，功率放大模块3为多级推挽放大电路，需要说明的是，多级推挽放大电路为现有功率放大电路，本领域技术人员可根据需要选择具体的多级推挽放大电路类型，本实施例中不涉及对多级推挽放大电路的改进，故其电路实现在此不再展开说明。例如作为一种可选的实施方式，本实施例中多级推挽放大电路中的单级推挽放大电路如图2所示，左侧为输入端、右侧为输出端，输入端通过级联的晶体管VT1和晶体管VT3后通过电容C输出，外部电源则通过晶体管VT2驱动晶体管VT1和晶体管VT3，以及通过电阻R3和电容C3构成自举电路以及可变电阻Rp与晶体管VT1基极相连。靠电路本身抬高电阻R3和电容C3之间的中间接点电位，若电容C3足够大，充电后电容C3的电压基本不变，为一常数。电阻R3和电容C3之间的中间接点电位为输出电压、充电后电容C3的电压之和，因此输出电压越高，则电阻R3和电容C3之间的中间接点电位越高，从而可使得晶体管VT2充分导通，保证输出电压两端有足够大的电压变化量。
本实施例中，隔离变压器4包括铁芯和分别与铁芯耦合的原边绕组和副边绕组，且原边绕组的连接端子与功率放大模块3的输出端相连。
本实施例中，功率放大模块3还连接有测控模块，测控模块包括依次相连的电压互感器、A/D转换电路和微处理器，电压互感器与功率放大模块3的输出端耦合。
本实施例中，功率放大模块3还连接有保护电路，保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路中的至少一种。
本实施例中还包括绝缘外壳(图中未绘出)，信号产生模块1、能量输入模块2、功率放大模块3和隔离变压器4均安装在绝缘外壳的内部，能量输入模块2的电源输入端以及隔离变压器4的输出端分别安装在绝缘外壳的外壁上，且能量输入模块2的电源输入端以及隔离变压器4的输出端均带有可拆卸的绝缘保护盖。
本实施例轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置的工作过程如下：功率放大模块3利用能量输入模块2提供的能量，将信号产生模块1产生150Hz的正弦波信号多级放大，经过隔离变压器4的隔离输出，形成符合相关测试规程要求的测试信号量输入到电磁式电压互感器5，完成感应耐压试验。能量输入模块2由220V，50Hz的市电供电，为整个装置提供能量。信号产生模块1产生150Hz的正弦波信号。通过测控模块调整多级放大模块3的增益，进而得到不同电压的波形信号，并检测波形信号的电压、电流、频率，输出功率等信号。保护模块为整个装置提供过流、过压、过温保护。隔离变压器4实现本装置与外部设备的电气隔离，防止外部电磁式电压互感器二次绕组短路造成本装置损坏。由于信号产生模块1直接产生了150Hz的正弦波信号，因而没有谐波干扰，也就可以省略掉复杂而笨重的滤波模块。同时由于没有传统三倍频装置的三相绕组及铁芯结构，因而可以将重量做得较小。与传统的三倍频感应耐压装置相比，本实施例轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置采用电子电路的方式产生并放大三倍频信号，而传统的三倍频感应耐压装置是利用铁芯和绕组产生三倍频信号。综上所述，本实施例轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置具有下述优点：(1)整套装置容量小：由于频率越高，电磁式电压互感器的二次线圈的电抗值越大，当达到额定耐压值时，二次线圈的电流会较小，因此整套装置的容量可以做得较小。应用于10kV，35kV电磁式电压互感器三倍频感应耐压的装置容量可以控制在1kW左右即可满足试验检测的要求，仅为传统的三倍频感应耐压装置的五分之一。(2)设备少，体积小，重量轻：整套试验装置重量可以控制在20公斤左右，为传统三倍频耐压装置的六分之一，一个人可以搬动，两个人进行搬运时体力劳动强度较小。重量较轻，便于现场快速开展电磁式电压互感器匝间耐压试验。(3)安全性好：本装置对正弦波信号进行多级放大处理后，经隔离变输出，实现了输入输出的电气隔离，具有较高的安全性。而且，还可以进一步配置完善的测控、过流、过压、过温保护，进一步增强安全性。(4)使用方便：本装置结构简单、维修方便，接线方便，操作简单，易于使用。本实施例采用有别于传统三倍频感应耐压装置的技术路线，在保证一定的性能和可靠性的前提下，最大限度的减轻三倍频耐压装置的体积与重量，极大的提高现场作业时的工作效率，并且使得劳动强度大大减轻。
此外，本实施例还提供一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验系统，包括电磁式电压互感器感应耐压试验装置以及被测试的电磁式电压互感器5，电磁式电压互感器感应耐压试验装置为前述的电磁式电压互感器感应耐压试验装置。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，包括信号产生模块(1)、能量输入模块(2)、功率放大模块(3)和隔离变压器(4)，所述信号产生模块(1)、能量输入模块(2)、功率放大模块(3)和隔离变压器(4)依次相连，所述信号产生模块(1)用于为功率放大模块(3)提供正弦波信号输入，所述能量输入模块(2)用于为功率放大模块(3)提供能量输入，所述功率放大模块(3)用于将输入正弦波信号多级放大，所述隔离变压器(4)用于将功率放大模块(3)多级放大的信号隔离输出。
2.根据权利要求1所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述正弦波信号为150Hz的正弦波信号。
3.根据权利要求1所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述信号产生模块(1)为正弦波信号发生器，或者所述信号产生模块(1)为具有正弦波信号生成功能的多信号发生器。
4.根据权利要求1所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述能量输入模块(2)包括相互连接的整流电路和DC-DC降压模块，所述整流电路的输入端连接到外部交流电源，所述整流电路的输出端通过DC-DC降压模块与功率放大模块(3)的电源输入端相连。
5.根据权利要求1所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述功率放大模块(3)为多级推挽放大电路。
6.根据权利要求1所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述隔离变压器(4)包括铁芯和分别与铁芯耦合的原边绕组和副边绕组，且原边绕组的连接端子与功率放大模块(3)的输出端相连。
7.根据权利要求6所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述功率放大模块(3)还连接有测控模块，所述测控模块包括依次相连的电压互感器、A/D转换电路和微处理器，所述电压互感器与功率放大模块(3)的输出端耦合。
8.根据权利要求7所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，所述功率放大模块(3)还连接有保护电路，所述保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验装置，其特征在于，还包括绝缘外壳，所述信号产生模块(1)、能量输入模块(2)、功率放大模块(3)和隔离变压器(4)均安装在绝缘外壳的内部，所述能量输入模块(2)的电源输入端以及隔离变压器(4)的输出端分别安装在绝缘外壳的外壁上，且所述能量输入模块(2)的电源输入端以及隔离变压器(4)的输出端均带有可拆卸的绝缘保护盖。
10.一种轻便型电磁式电压互感器感应耐压试验系统，其特征在于，包括电磁式电压互感器感应耐压试验装置以及被测试的电磁式电压互感器(5)，所述电磁式电压互感器感应耐压试验装置为权利要求1～9中任意一项所述的电磁式电压互感器感应耐压试验装置。
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