專利名稱：：氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電力設(shè)備測試
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法和裝置，適用于校驗(yàn)氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的測量準(zhǔn)確度。
背景技術(shù)：
：氧化鋅避雷器是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要設(shè)備，氧化鋅避雷器阻性電流測試儀通過測量流過氧化鋅避雷器絕緣的泄漏電流，從而可以評估氧化鋅避雷器的絕緣狀況，對于系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。目前對于氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)主要采用電阻、電容元件并聯(lián)方法，即采用硬件方法模擬氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況，這種方法需要在電路中接入三只電流表進(jìn)行檢測，其最大缺點(diǎn)是難以模擬氧化鋅避雷器非線性特性所產(chǎn)生的三次諧波阻性電流，而三次諧波阻性電流是反應(yīng)氧化鋅避雷器絕緣的一項(xiàng)重要參數(shù)，同時(shí)，這種方法的穩(wěn)定性也是很難保證的。
發(fā)明內(nèi)容為了克服采用硬件方法模擬氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法和裝置，該方法采用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，數(shù)字化設(shè)計(jì)原理，測量準(zhǔn)確度高，測量數(shù)據(jù)便于處理和保存。該裝置可以方便的設(shè)置各種校驗(yàn)參數(shù)如參比電壓、全電流，阻性電流，容性電流等，還可以進(jìn)行三次諧波阻性電流的設(shè)置。本發(fā)明的技術(shù)方案是:氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法，其特征在于依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)DL/T987—2005《氧化鋅避雷器阻性電流測試儀技術(shù)條件》中建立的氧化鋅避雷器阻性的如下數(shù)學(xué)模型，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(2)式中U——參比電壓u——參比電壓峰值——基波角頻率，"=2<i——全電流——阻性基波電流峰值"3——阻性三次諧波電流峰值/?！菪曰娏鞣逯涤密浖夹g(shù)合成參比電壓信號(hào)v和全電流信號(hào)/，由計(jì)算機(jī)控制一臺(tái)高精度D/A轉(zhuǎn)換器，將軟件合成的參比電壓和全電流的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為模擬信號(hào)，再經(jīng)過程控精密功放單元進(jìn)行調(diào)理和放大后做為校驗(yàn)氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。如上所述的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法，其特征在于用軟件技術(shù)合成參比電壓信號(hào)和全電流信號(hào)的步驟是通道一輸入?yún)⒈入妷河行е?；根?jù)參比電壓幅值和波長分成若干個(gè)點(diǎn)；離散正弦周期交流信號(hào)并將各點(diǎn)電壓值存入數(shù)組；通道二輸入阻性基波電流峰值、阻性三次諧波電流峰值和容性電流峰值；根據(jù)電流幅值、諧波分量和波長分成若干個(gè)點(diǎn)；離散非正弦周期交流信號(hào)并將各點(diǎn)電流值存入數(shù)組；匯總兩通道的電壓和電流數(shù)組、波形的長度、波形頻率；發(fā)送到二通道D/A。本發(fā)明的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)裝置，其特征在于包括計(jì)算機(jī)、二通道D/A轉(zhuǎn)換器和二通道程控精密功放單元；計(jì)算機(jī)給出數(shù)字量的電壓和電流數(shù)組、波形的長度、波形頻率參數(shù)，二通道D/A轉(zhuǎn)換器通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接，用于將數(shù)字量參數(shù)轉(zhuǎn)換成為模擬量，二通道D/A轉(zhuǎn)換器的二通道信號(hào)同步輸出；二通道程控精密功放單元與二通道D/A轉(zhuǎn)換器連接，用于將D/A輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和放大，二通道程控精密功放單元由電壓放大單元和電流放大單元構(gòu)成。如上所述的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)裝置，其特征在于二通道D/A轉(zhuǎn)換器包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP，通訊電路USB，可編程邏輯電路CPLD，數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路D/A,256KB靜態(tài)存儲(chǔ)器，8位數(shù)字量I/O電路；其連接關(guān)系是-通訊電路USB與數(shù)字信號(hào)處理器DSP的串口連接，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的并行總線連接數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路D/A，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的并行總線連接256KB靜態(tài)存儲(chǔ)器，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的控制總線連接可編程邏輯電路CPLD，可編程邏輯電路CPLD連接8位數(shù)字量I/O電路。如上所述的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)裝置，其特征在于電流放大單元包含前置放大電路、與前置放大電路相連的線性調(diào)理電路、恒流源電路和功放電路；D/A輸出的電流信號(hào)首先進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過前置放大電路放大后的電流信號(hào)接線性調(diào)理電路的輸入端，線性調(diào)理電路的輸出電流信號(hào)接恒流源電路的輸入端，恒流源電路的輸出電流信號(hào)接功放電路的輸入端；電壓放大單元包含前置放大電路、與前置放大電路相連的線性調(diào)理電路、恒壓源電路、功放電路和升壓電路；D/A輸出的電壓信號(hào)首先進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過前置放大電路放大后的電壓信號(hào)接線性調(diào)理電路的輸入端，線性調(diào)理電路的輸出電壓信號(hào)接恒壓源電路的輸入端，恒壓源電路的輸出電壓信號(hào)接功放電路的輸入端，功放電路的輸出電壓信號(hào)接升壓電路的輸入端。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明采用軟件合成的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)源和標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)源，對設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬，產(chǎn)生一組相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，電流信號(hào)，通過改變信號(hào)的幅值和相位差，可以方便的設(shè)置各種校驗(yàn)參數(shù)如參考電壓、全電流，阻性電流，容性電流等，還可以進(jìn)行三次諧波阻性電流的設(shè)置。本發(fā)明采用數(shù)字化設(shè)計(jì)原理，測量準(zhǔn)確度高，測量數(shù)據(jù)便于處理和保存。圖l，本發(fā)明實(shí)施例的軟件合成流程圖。圖2，本發(fā)明實(shí)施例的校驗(yàn)裝置工作原理圖。圖3，本發(fā)明實(shí)施例的校驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4，是圖3中的電流放大單元、電壓放大單元電路框圖。具體實(shí)施例方式參見圖1。本發(fā)明實(shí)施例中用軟件技術(shù)合成參比電壓信號(hào)v和全電流信號(hào)/的流程如圖1所示。本發(fā)明實(shí)施例的校驗(yàn)裝置工作原理如圖2，計(jì)算機(jī)依據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型，發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的參比電壓、全電流數(shù)字信號(hào)到D/A單元，通過D/A變換成模擬信號(hào)傳輸?shù)焦Ψ艈卧?，功放單元將電壓、電流信?hào)放大后提供給被檢測裝置，由于采用了純軟件控制方式，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的設(shè)置如參比電壓、全電流、阻性電流、容性電流、三次諧波阻性電流可通過軟件設(shè)置，而且顯示器同步顯示輸出的標(biāo)準(zhǔn)值及相關(guān)的電壓、電流波形圖。參見圖3。實(shí)現(xiàn)上述方案的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)裝置，基于Visiul6.0編程的專用測控軟件，高精度D/A轉(zhuǎn)換器，將軟件設(shè)置的數(shù)字量參數(shù)轉(zhuǎn)換成為模擬量，二通道程控精密功放單元，其中包括一路電壓放大單元和一路電流放大單元構(gòu)成，將D/A輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和放大。本實(shí)施例中，基于Visiul6.0編程的專用測控軟件，采用windowXP操作系統(tǒng)，中文菜單，依據(jù)氧化鋅避雷器絕緣的數(shù)學(xué)模型建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，菜單內(nèi)預(yù)先設(shè)置檢測參數(shù)如參比電壓、全電流、阻性電流、容性電流、三次諧波阻性電流等，同時(shí)還具有用戶設(shè)置參數(shù)功能。本實(shí)施例中，高精度二通道D/A轉(zhuǎn)換器，二通道信號(hào)同步輸出，主控制器采用高速數(shù)字信號(hào)處理器DSP，與計(jì)算機(jī)連接的通訊電路USB，二路精密16位D/A芯片，256KB靜態(tài)存儲(chǔ)器，8位數(shù)字量I/0電路。電流放大單元包含前置放大電路，與前置放大電路相連的線性調(diào)理電路，恒流源電路，功放電路，最大輸出電流20mA。電壓放大單元包含前置放大電路，與前置放大電路相連的線性調(diào)理電路，恒壓源電路，功放電路，升壓電路，最大輸出電壓200V。以下給出一個(gè)對比的實(shí)測例。g卩，選一個(gè)氧化鋅避雷器阻性電流測試儀，采用電阻、電容元件并聯(lián)方法，即采用硬件方法模擬氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測，和用本發(fā)明的軟件方法模擬的氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測，將兩種結(jié)果進(jìn)行比較，說明本方法和裝置的優(yōu)點(diǎn)。表1釆用硬件方法的檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2采用本發(fā)明軟件方法的檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1和表2的檢測數(shù)據(jù)比較可知，表1采用硬件方法模擬氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況，不能產(chǎn)生三次諧波阻性電流，因此不能對被檢測儀器的這項(xiàng)功能進(jìn)行校驗(yàn)。而表2采用本發(fā)明軟件方法模擬氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀況，可以產(chǎn)生三次諧波阻性電流，因此可以實(shí)現(xiàn)對被檢測儀器的這項(xiàng)功能進(jìn)行校驗(yàn)。權(quán)利要求1、氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法，其特征在于依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)DL/T987-2005《氧化鋅避雷器阻性電流測試儀技術(shù)條件》中建立的氧化鋅避雷器阻性的如下數(shù)學(xué)模型，u＝USinωt(1)i＝IR1Sinωt+IR3Sin(3ωt+π)+IC1Sin(ωt+π/2)(2)式中u——參比電壓U——參比電壓峰值ω——基波角頻率，ω＝2πfi——全電流IR1——阻性基波電流峰值IR3——阻性三次諧波電流峰值IC1——容性基波電流峰值用軟件技術(shù)合成參比電壓信號(hào)v和全電流信號(hào)i，由計(jì)算機(jī)控制一臺(tái)高精度D/A轉(zhuǎn)換器，將軟件合成的參比電壓和全電流的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為模擬信號(hào)，再經(jīng)過程控精密功放單元進(jìn)行調(diào)理和放大后做為校驗(yàn)氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。2、如權(quán)利要求l所述的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法，其特征在于:用軟件技術(shù)合成參比電壓信號(hào)和全電流信號(hào)的步驟是通道一輸入?yún)⒈入妷河行е担桓鶕?jù)參比電壓幅值和波長分成若干個(gè)點(diǎn)；離散正弦周期交流信號(hào)并將各點(diǎn)電壓值存入數(shù)組；通道二輸入阻性基波電流峰值、阻性三次諧波電流峰值和容性電流峰值；根據(jù)電流幅值、諧波分量和波長分成若干個(gè)點(diǎn)；離散非正弦周期交流信號(hào)并將各點(diǎn)電流值存入數(shù)組；匯總兩通道的電壓和電流數(shù)組、波形的長度、波形頻率；發(fā)送到二通道D/A。3、氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)裝置，其特征在于包括計(jì)算機(jī)、二通道D/A轉(zhuǎn)換器和二通道程控精密功放單元；計(jì)算機(jī)給出數(shù)字量的電壓和電流數(shù)組、波形的長度、波形頻率參數(shù)，二通道D/A轉(zhuǎn)換器通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接，用于將數(shù)字量參數(shù)轉(zhuǎn)換成為模擬量，二通道D/A轉(zhuǎn)換器的二通道信號(hào)同步輸出；二通道程控精密功放單元與二通道D/A轉(zhuǎn)換器連接，用于將D/A輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和放大，二通道程控精密功放單元由電壓放大單元和電流放大單元構(gòu)成。4、如權(quán)利要求3所述的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)裝置，其特征在于二通道D/A轉(zhuǎn)換器包括數(shù)字信號(hào)處理器DSP，通訊電路USB，可編程邏輯電路CPLD，數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路D/A，256KB靜態(tài)存儲(chǔ)器，8位數(shù)字量I/0屯路；其連接關(guān)系是通訊電路USB與數(shù)字信號(hào)處理器DSP的串口連接，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的并行總線連接數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路D/A，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的并行總線連接256KB靜態(tài)存儲(chǔ)器，數(shù)字信號(hào)處理器DSP的控制總線連接可編程邏輯電路CPLD，可編程邏輯電路CPLD連接8位數(shù)字量I/O電路。5、如權(quán)利要求3或4所述的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的校驗(yàn)裝置，其特征在于電流放大單元包含前置放大電路、與前置放大電路相連的線性調(diào)理電路、恒流源電路和功放電路；D/A輸出的電流信號(hào)首先進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過前置放大電路放大后的電流信號(hào)接線性調(diào)理電路的輸入端，線性調(diào)理電路的輸出電流信號(hào)接恒流源電路的輸入端，恒流源電路的輸出電流信號(hào)接功放電路的輸入端；電壓放大單元包含前置放大電路、與前置放大電路相連的線性調(diào)理電路、恒壓源電路、功放電路和升壓電路；D/A輸出的電壓信號(hào)首先進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過前置放大電路放大后的電壓信號(hào)接線性調(diào)理電路的輸入端，線性調(diào)理電路的輸出電壓信號(hào)接恒壓源電路的輸入端，恒壓源電路的輸出電壓信號(hào)接功放電路的全文摘要氧化鋅避雷器阻性電流測試儀校驗(yàn)方法，其特征在于依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)DL/T987-2005《氧化鋅避雷器阻性電流測試儀技術(shù)條件》中建立的氧化鋅避雷器阻性的如下數(shù)學(xué)模型，u＝USinωt(1)i＝I_R1Sinωt+I_R3Sin(3ωt+π)+I_C1Sin(ωt+π/2)(2)用軟件技術(shù)合成參比電壓信號(hào)v和全電流信號(hào)i，由計(jì)算機(jī)控制一臺(tái)高精度D/A轉(zhuǎn)換器，將軟件合成的參比電壓和全電流的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成為模擬信號(hào)，再經(jīng)過程控精密功放單元進(jìn)行調(diào)理和放大后做為校驗(yàn)氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。該方法采用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，數(shù)字化設(shè)計(jì)原理，測量準(zhǔn)確度高，測量數(shù)據(jù)便于處理和保存。該裝置可以方便的設(shè)置各種校驗(yàn)參數(shù)如參比電壓、全電流，阻性電流，容性電流等，還可以進(jìn)行三次諧波阻性電流的設(shè)置。文檔編號(hào)G01R35/00GK101299062SQ20081004824公開日2008年11月5日申請日期2008年7月1日優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日發(fā)明者楊永輝,建王,妍謝,恒郭申請人:國網(wǎng)武漢高壓研究院