專利名稱：避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 實(shí)用新型涉及避雷器監(jiān)測(cè)裝置的在線檢測(cè)裝置，尤其涉及避雷器在線監(jiān)測(cè)裝 置檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
測(cè)量運(yùn)行電壓下的交流泄漏電流是金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測(cè)儀的主要功能，通 過其泄漏電流的大小，來判斷金屬氧化物避雷器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況，確定是否損壞和進(jìn)水受潮。 目前，變電站內(nèi)避雷器均已安裝避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置，通過近幾年的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)存在以 下問題1、在避雷器投運(yùn)后的常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)中，只能對(duì)避雷器在線監(jiān)測(cè)儀的動(dòng)作情況進(jìn) 行檢測(cè)，而對(duì)其電流指示量程的正確性無判斷手段。2、避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中，受環(huán) 境條件影響，常出現(xiàn)指示不正確現(xiàn)象，使運(yùn)行人員對(duì)其運(yùn)行安全性產(chǎn)生懷疑。有些避雷器在 線監(jiān)測(cè)儀指示不正確是運(yùn)行環(huán)境造成的，例如在雨天或大霧天氣，泄漏電流指示普遍增大 或報(bào)警指示燈啟動(dòng)；而有時(shí)指示值偏小或到零，則可能是避雷器絕緣底座絕緣水平下降或 短路。綜合以上原因發(fā)現(xiàn)，避雷器投運(yùn)后的常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)中，只能對(duì)避雷器在線監(jiān)測(cè)儀的 動(dòng)作情況進(jìn)行檢測(cè)，動(dòng)作指示器只用于記錄避雷器在過電壓下的動(dòng)作次數(shù)，而對(duì)其電流指 示量程的正確性無判斷手段是問題的所在。規(guī)程雖未規(guī)定在預(yù)防性試驗(yàn)中對(duì)避雷器在線監(jiān) 測(cè)儀進(jìn)行泄漏電流量程的校準(zhǔn)，但從實(shí)際運(yùn)行情況看，通過預(yù)防性試驗(yàn)對(duì)避雷器在線監(jiān)測(cè) 儀進(jìn)行泄漏電流量程的校準(zhǔn)，是判斷監(jiān)測(cè)儀正常與否的重要手段。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種避雷器在線監(jiān)測(cè)裝 置檢測(cè)儀，根據(jù)在線監(jiān)測(cè)儀毫安表檢測(cè)電路原理和計(jì)數(shù)器動(dòng)作原理，按照國(guó)家計(jì)量檢定規(guī) 程(JJG124-93《電流表、電壓表、功率表及電阻表檢定規(guī)程》)規(guī)定，又要將在線監(jiān)測(cè)儀毫安 表檢測(cè)和計(jì)數(shù)器動(dòng)作檢測(cè)合為一體，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。本實(shí)用新型所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀，涉及有溫補(bǔ)電路、非線性補(bǔ)償電 路、標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器、電壓電流轉(zhuǎn)換裝置、R232、單片機(jī)、液晶顯示器和鍵盤組成。并 列設(shè)置的溫補(bǔ)電路和非線性補(bǔ)償電路，分別與標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器相連接，標(biāo)準(zhǔn)正弦波 信號(hào)發(fā)生器又同時(shí)連接到電壓電流轉(zhuǎn)換裝置和單片機(jī)，單片機(jī)在連接到R232的同時(shí)，又連 接到液晶顯示器和鍵盤。50Hz標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生固定的電壓信號(hào)，由電壓電流 轉(zhuǎn)換裝置將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樗蟮?. 2mA^10mA的電流信號(hào)。由于外界的溫度變化 會(huì)引起輸出電壓幅值發(fā)生飄移，將標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器在不同溫度下的輸出電壓記錄下 來，得到溫度系數(shù)表，以5°C為步長(zhǎng)，根據(jù)半導(dǎo)體溫度傳感器采集的溫度值，將溫度系統(tǒng)加入 到標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器中。由于電路傳遞參數(shù)的非線性，使得0. 2mA^10mA的輸出電流信 號(hào)有一定的非線性，為了補(bǔ)償這個(gè)誤差，將輸出電流以0. ImA為步長(zhǎng)，測(cè)得整個(gè)量程內(nèi)的電 流值，使用最小二乘法，進(jìn)行非線性擬合，得到擬合5次多項(xiàng)式，將這個(gè)擬合系數(shù)補(bǔ)償?shù)綐?biāo) 準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器電路中。經(jīng)過溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償處理后，電流發(fā)生器電路的線性度和穩(wěn)定度得到極大提高，全面滿足系統(tǒng)的測(cè)試要求。為了獲得最大的電流幅值和波形陡 度，必須盡量減少放電回路的電感。因此，設(shè)計(jì)沖擊電流裝置時(shí)，在裝置結(jié)構(gòu)上和各部件取 舍上應(yīng)充分考慮其合理性。電容儲(chǔ)能充電回路中能量?jī)?chǔ)存是沖擊電流裝置中的重要組成部分，直接從電網(wǎng) 中獲得一定波形要求的沖擊強(qiáng)電流是不可能的，一般是借助于能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)先把能量在較 長(zhǎng)的時(shí)間里儲(chǔ)存起來，然后再瞬時(shí)釋放出來，以獲得沖擊強(qiáng)電流。儲(chǔ)存能量的方法有多種， 如電容儲(chǔ)能、電感儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能等，其中電容儲(chǔ)能方式應(yīng)用 最廣且技術(shù)成熟。 在沖擊電流裝置方案中我們采用的是電容儲(chǔ)能方式。本著減小電感的原則，我們選擇低電 感的脈沖電容。在接線時(shí)盡可能使連線短，電流同向的連線盡可能遠(yuǎn)離，使互感盡可能小； 而電流異向的連線盡可能靠近，使互感盡可能大。根據(jù)電容器的能量計(jì)算式W=1/2CU2的計(jì) 算，得出電容器取值在左右，電容器充電電壓為700 800V時(shí)，通過間隙的觸發(fā)，可獲 得波形8/20μ 電流幅值100Α的沖擊電流輸出。調(diào)波電阻沖擊電流裝置中，調(diào)波電阻的作用是調(diào)整沖擊電流的輸出波形參數(shù)。為 了使回路產(chǎn)生盡可能大的沖擊電流，就要求回路的等效電感盡可能小，這給調(diào)波電阻設(shè)計(jì) 帶來一定困難，一方面要求調(diào)波電阻的等效電感盡量小，但為了產(chǎn)生一定持續(xù)時(shí)間的沖擊 電流波，調(diào)波電阻必須具有適當(dāng)?shù)淖柚?。調(diào)波電阻的等效阻值和等效電感之間是一對(duì)矛盾 的參數(shù)，電阻值大時(shí)，相應(yīng)的電感量也必然大。由此，我們選擇制作調(diào)波電阻時(shí)，首選電阻率 高、穩(wěn)定性好的合金材料錳銅絲。在繞線制作工藝上，我們采取了 S對(duì)折方式，通過電流的 進(jìn)出方向，自動(dòng)抵消了電阻的電感，得到了比較滿意的效果。作為整機(jī)中的單片機(jī)是本系統(tǒng)的控制核心，主要完成人機(jī)接口功能和數(shù)據(jù)接口功 能。人機(jī)接口功能由液晶顯示器和鍵盤組成，用戶通過按鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)通過液晶顯 示器顯示參數(shù)和測(cè)試結(jié)果。數(shù)據(jù)接口通過R232與上位機(jī)通信，將測(cè)量數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī) 中。本實(shí)用新型所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方便，穩(wěn) 定性好，可靠性高，可以對(duì)氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。開機(jī)后，儀器自動(dòng)進(jìn) 行電流校驗(yàn)。電流校驗(yàn)結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)器動(dòng)作檢查。


附圖1是本實(shí)用新型所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀的總體結(jié)構(gòu)示意圖。1一 溫補(bǔ)電路 2—非線性補(bǔ)償電路 3—標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器 4一電壓電流轉(zhuǎn)換裝置 5—R232 6—單片機(jī)7—液晶顯示器8—鍵盤具體實(shí)施方式
現(xiàn)參照附圖1，結(jié)合實(shí)施例說明如下本實(shí)用新型所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢 測(cè)儀，涉及有溫補(bǔ)電路1、非線性補(bǔ)償電路2、標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器3、電壓電流轉(zhuǎn)換裝置 4、R232 5、單片機(jī)6、液晶顯示器7和鍵盤8組成。并列設(shè)置的溫補(bǔ)電路1和非線性補(bǔ)償電 路2，分別與標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器3相連接，標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器3又同時(shí)連接到電壓 電流轉(zhuǎn)換裝置4和單片機(jī)6，單片機(jī)6在連接到R232 5的同時(shí)，又連接到液晶顯示器7和鍵 盤8。50Hz標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器3產(chǎn)生固定的電壓信號(hào)，由電壓電流轉(zhuǎn)換裝置4將這個(gè) 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樗蟮?. 2mA^10mA的電流信號(hào)。由于外界的溫度變化會(huì)引起輸出電壓 幅值發(fā)生飄移，將標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器3在不同溫度下的輸出電壓記錄下來，得到溫度系數(shù)表，以5°C為步長(zhǎng)，根據(jù)半導(dǎo)體溫度傳感器采集的溫度值，將溫度系統(tǒng)加入到標(biāo)準(zhǔn)正弦 波信號(hào)發(fā)生器3中。由于電路傳遞參數(shù)的非線性，使得0.2mA 10mA的輸出電流信號(hào)有一定 的非線性，為了補(bǔ)償這個(gè)誤差，將輸出電流以0. ImA為步長(zhǎng)，測(cè)得整個(gè)量程內(nèi)的電流值，使 用最小二乘法，進(jìn)行非線性擬合，得到擬合5次多項(xiàng)式，將這個(gè)擬合系數(shù)補(bǔ)償?shù)綐?biāo)準(zhǔn)正弦波 信號(hào)發(fā)生器3電路中。經(jīng)過溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償處理后，電壓電流轉(zhuǎn)換裝置4中的電流 發(fā)生器電路的線性度和穩(wěn)定度會(huì)得到極大提高，全面 滿足系統(tǒng)的測(cè)試要求。為了獲得最大 的電流幅值和波形陡度，必須盡量減少放電回路的電感。因此，設(shè)計(jì)沖擊電流裝置時(shí)，在裝 置結(jié)構(gòu)上和各部件取舍上應(yīng)充分考慮其合理性。電容儲(chǔ)能充電回路中能量?jī)?chǔ)存是沖擊電流裝置中的重要組成部分，直接從電網(wǎng) 中獲得一定波形要求的沖擊強(qiáng)電流是不可能的，一般是借助于能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)先把能量在較 長(zhǎng)的時(shí)間里儲(chǔ)存起來，然后再瞬時(shí)釋放出來，以獲得沖擊強(qiáng)電流。儲(chǔ)存能量的方法有多種， 如電容儲(chǔ)能、電感儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能等，其中電容儲(chǔ)能方式應(yīng)用最廣且技術(shù)成熟。 在沖擊電流裝置方案中我們采用的是電容儲(chǔ)能方式。本著減小電感的原則，我們選擇低電 感的脈沖電容。在接線時(shí)盡可能使連線短，電流同向的連線盡可能遠(yuǎn)離，使互感盡可能??； 而電流異向的連線盡可能靠近，使互感盡可能大。根據(jù)電容器的能量計(jì)算式W=1/2CU2的計(jì) 算，得出電容器取值在左右，電容器充電電壓為700 800V時(shí)，通過間隙的觸發(fā)，可獲 得波形8/20μ 電流幅值100Α的沖擊電流輸出。調(diào)波電阻沖擊電流裝置中，調(diào)波電阻的作用是調(diào)整沖擊電流的輸出波形參數(shù)。為 了使回路產(chǎn)生盡可能大的沖擊電流，就要求回路的等效電感盡可能小，這給調(diào)波電阻設(shè)計(jì) 帶來一定困難，一方面要求調(diào)波電阻的等效電感盡量小，但為了產(chǎn)生一定持續(xù)時(shí)間的沖擊 電流波，調(diào)波電阻必須具有適當(dāng)?shù)淖柚?。調(diào)波電阻的等效阻值和等效電感之間是一對(duì)矛盾 的參數(shù)，電阻值大時(shí)，相應(yīng)的電感量也必然大。由此，我們選擇制作調(diào)波電阻時(shí)，首選電阻率 高、穩(wěn)定性好的合金材料錳銅絲。在繞線制作工藝上，我們采取了 S對(duì)折方式，通過電流的 進(jìn)出方向，自動(dòng)抵消了電阻的電感，得到了比較滿意的效果。作為整機(jī)中的單片機(jī)6是本系統(tǒng)的控制核心，主要完成人機(jī)接口功能和數(shù)據(jù)接口 功能。人機(jī)接口功能由液晶顯示器7和鍵盤8組成，用戶通過按鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)通過 液晶顯示器7顯示參數(shù)和測(cè)試結(jié)果。數(shù)據(jù)接口通過R232 5與上位機(jī)通信，將測(cè)量數(shù)據(jù)上傳 到上位機(jī)中。本實(shí)用新型所述的避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方 便，穩(wěn)定性好，可靠性高，可以對(duì)氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。開機(jī)后，儀器自 動(dòng)進(jìn)行電流校驗(yàn)。電流校驗(yàn)結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)器動(dòng)作檢查。
權(quán)利要求1.避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀，其特征在于并列設(shè)置的溫補(bǔ)電路(1)和非線性補(bǔ)償電 路(2)，分別與標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器(3)相連接，標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器(3)又同時(shí)連接 到電壓電流轉(zhuǎn)換裝置(4)和單片機(jī)(6)，單片機(jī)(6)在連接到R232 (5)的同時(shí)，又連接到液 晶顯示器(7)和鍵盤(8)。
專利摘要避雷器在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)儀，涉及有溫補(bǔ)電路、非線性補(bǔ)償電路、標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器、電壓電流轉(zhuǎn)換裝置、R232、單片機(jī)、液晶顯示器和鍵盤組成。并列設(shè)置的溫補(bǔ)電路和非線性補(bǔ)償電路，分別與標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器相連接，標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器又同時(shí)連接到電壓電流轉(zhuǎn)換裝置和單片機(jī)，單片機(jī)在連接到R232的同時(shí)，又連接到液晶顯示器和鍵盤。標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生固定的電壓信號(hào)，由電壓電流轉(zhuǎn)換裝置將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樗蟮?.2mA~10mA的電流信號(hào)。單片機(jī)是控制核心，主要完成人機(jī)接口功能和數(shù)據(jù)接口功能。人機(jī)接口功能由液晶顯示器和鍵盤組成，用戶通過按鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)通過液晶顯示器顯示參數(shù)和測(cè)試結(jié)果。本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方便，穩(wěn)定性好，可靠性高。
文檔編號(hào)G01R19/17GK201876537SQ20102061522
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者劉偉生, 劉錦英, 孔令明, 曾振, 王繼文, 肖云東, 蔡斌華, 陳曉紅 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司濟(jì)寧供電公司