本發(fā)明涉及避雷器試驗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種并聯(lián)避雷器均流特性的測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氧化鋅避雷器是目前電力系統(tǒng)中用于保護電氣設(shè)備免遭大氣過電壓、操作過電壓損壞最有效最經(jīng)濟的電氣設(shè)備。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過程需釋放的剩余能量越來越大，有時要求避雷器需具備吸收高達幾十MJ、甚至上百MJ能量的能力。受避雷器生產(chǎn)技術(shù)限制，高能量耐受能力的避雷器一般由多柱(或多電阻片)避雷器并聯(lián)組成,以均分系統(tǒng)遭受沖擊時所產(chǎn)生的能量。這就要求避雷器均流特性必須良好，否則個別伏安特性曲線較低的避雷器動作后吸收能量可能較大，甚至超過能量耐受極限，導(dǎo)致避雷器發(fā)生熱崩潰致使該避雷器元件發(fā)生擊穿故障。因此并聯(lián)避雷器均流特性這一參數(shù)對于并聯(lián)結(jié)構(gòu)避雷器至關(guān)重要，必須在設(shè)備出廠時及運行中進行嚴格考核。

由于缺乏成套測試系統(tǒng)的原因，目前并聯(lián)避雷器均流特性測試工作一般在避雷器出廠試驗時，利用電流互感器及故障錄波儀進行測量并依靠人工分析，其測量精度及智能化程度較低，試驗成功率較低、工作量極大、試驗成本巨大，很難滿足并聯(lián)避雷器均流特性測試需求。

另外，由于尚無成熟可靠的并聯(lián)避雷器均流特性現(xiàn)場測試方法及系統(tǒng)，且受現(xiàn)場試驗儀器的局限，現(xiàn)場一般很難開展多柱并聯(lián)避雷器電流分布試驗，最終導(dǎo)致并聯(lián)避雷器均流特性這一重要參數(shù)的現(xiàn)場考核仍處于真空狀態(tài)。因此，研制一套測量精度高、智能化程度高、可靈活應(yīng)用于各種條件的并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)意義重大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的并聯(lián)避雷器均流特性測試工作復(fù)雜、無法開展現(xiàn)場測試等問題，本發(fā)明提供一種并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)，能對并聯(lián)避雷器開展均流特性測試的測試，可方便、準確的實現(xiàn)并聯(lián)避雷器均流特性現(xiàn)場測試，以及時發(fā)現(xiàn)并聯(lián)避雷器中個別元件均流特性異?；虍惓Ａ鸦入[患。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)，用于對電力系統(tǒng)中被試避雷器組進行均流特性測試，包括沖擊電壓源模塊、高精度電流傳感器組、多通道信號同步高速采樣處理單元和數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端，其中，沖擊電壓源模塊的電壓輸出端和電壓測量端分別電性連接被試避雷器組的電壓輸入端和多通道信號同步高速采樣處理單元的電壓輸入端，被試避雷器組的電流輸出端通過高精度電流傳感器組與多通道信號同步高速采樣處理單元的電流輸入端電性連接，多通道信號同步高速采樣處理單元的信號輸出端與數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端信號輸入端電性連接。

所述沖擊電壓源模塊包括沖擊電壓發(fā)生器和高精度電壓測量單元，其中，沖擊電壓發(fā)生器的電壓輸出端與被試避雷器組的電壓輸入端和高精度電壓測量單元的電壓輸入端均電性連接，高精度電壓測量單元的電壓輸出端與多通道信號同步高速采樣處理單元的電壓輸入端電性連接。

所述沖擊電壓源模塊包括沖擊電壓源和沖擊電壓測量單元，其中沖擊電壓源的沖擊電壓由電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程提供，沖擊電壓測量單元為被測避雷器母線電壓互感器，被測避雷器母線電壓互感器的電壓測量端與多通道信號同步高速采樣處理單元的電壓輸入端連接。所述高精度電壓測量單元為高速電容分壓器。

所述高速電容分壓器的測量精度小于或等于0.5％FSR。

所述高精度電流傳感器組包括若干高精度電流傳感器，所述高精度電流傳感器包括用于測量被試避雷器組電流的Rogowski線圈和采集電路，所述Rogowski線圈的電壓輸出端經(jīng)采集電路與多通道信號同步高速采樣處理單元的電壓輸入端連接。

所述多通道信號同步高速采樣處理單元包括傳遞信號線，以及設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、緩存器、存儲單元和通訊模塊，所述高精度電壓測量單元的電壓輸出端和高精度電流傳感器組的電流輸出端均通過傳遞信號線與模數(shù)轉(zhuǎn)換器信號輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸出端依次經(jīng)處理器、緩存器、存儲單元和通訊模塊后與數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端的控制信號輸入端連接，所述處理器信號輸出端還與存儲單元信號輸入端連接。

所述傳遞信號線為雙屏蔽線，所述雙屏蔽線包括內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層，所述外屏蔽層的接地端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器接地端連接，所述內(nèi)屏蔽層的接地端與高精度電壓測量單元接地端或高精度電流傳感器組的接地端連接

所述傳遞信號線的長度不大于20米。

所述并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)還包括后臺主站系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端的控制信號輸出端依次經(jīng)通訊轉(zhuǎn)換模塊、光纖、通訊轉(zhuǎn)換模塊后與后臺主站系統(tǒng)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明提供一種并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)，能對并聯(lián)避雷器開展均流特性測試的測試，可方便、準確的實現(xiàn)并聯(lián)避雷器均流特性現(xiàn)場測試，以及時發(fā)現(xiàn)并聯(lián)避雷器中個別元件均流特性異?；虍惓Ａ鸦入[。

2.本發(fā)明通過采用沖擊電壓發(fā)生器，具有沖擊能量大、沖擊電壓波形易于調(diào)整的特點，能夠滿足避雷器均流特性測試需求。

3.本發(fā)明高精度電流傳感器采用Rogowski線圈實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝、工作性能可靠，適合用于脈沖大電流的準確測量，測量精度等級：≤0.5％.FSR，響應(yīng)時間：≤2us，線性度：優(yōu)于0.2％，測量量程：0～2000A。

4.本發(fā)明多通道信號同步高速采樣處理單元具有高速同步采集多通道信號功能且具有自動啟動錄波功能，可將所述多路電流傳感器、電壓測量單元的模擬信號高精度地采集轉(zhuǎn)為數(shù)字信號并存儲至所述緩存器及存儲單元中，采集通道數(shù)達單端32路/差分16路，采樣頻率≥10M，分辨率16位，精度≥0.1％FSR。

附圖說明

圖1是本發(fā)明并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，10、沖擊電壓發(fā)生器；11、高精度電壓測量單元；12、高精度電流傳感器組；13、多通道信號同步高速采樣處理單元；131、傳遞信號線；132、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；133、處理器；134、緩存器；135、存儲單元；136、通訊模塊；14、數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端；137、屏蔽盒；20、后臺主站系統(tǒng)；21、通訊轉(zhuǎn)換模塊；22、光纖；23、電壓互感器二次接線盒；1N、被試避雷器組。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步詳細說明。

如圖1所示，一種并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)，用于對電力系統(tǒng)中被試避雷器組1N進行均流特性測試，包括沖擊電壓源模塊、高精度電流傳感器組12、多通道信號同步高速采樣處理單元13和數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端14，其中，沖擊電壓源模塊的電壓輸出端與電壓測量端分別電性連接被試避雷器組1N的電壓輸入端和多通道信號同步高速采樣處理單元13的電壓輸入端，被試避雷器組1N的電流輸出端通過高精度電流傳感器組12與多通道信號同步高速采樣處理單元13的電流輸入端電性連接，多通道信號同步高速采樣處理單元13的信號輸出端與數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端14控制信號輸入端電性連接。所述數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端14能實現(xiàn)并聯(lián)避雷器暫態(tài)數(shù)據(jù)比較、分析計算及顯示功能。

實施例1：

如圖2所示，所述沖擊電壓源模塊包括沖擊電壓發(fā)生器10和高精度電壓測量單元11，其中，沖擊電壓發(fā)生器10的電壓輸出端與被試避雷器組1N的電壓輸入端和高精度電壓測量單元11的電壓輸入端均電性連接，高精度電壓測量單元11的電壓測量輸出端與多通道信號同步高速采樣處理單元13的電壓輸入端電性連接。沖擊電壓發(fā)生器10具有沖擊能量大、沖擊電壓波形易于調(diào)整的特點，可提供1MJ以上的能量的沖擊試驗電壓。所述高精度電壓測量單元11為高速電容分壓器，可通過電磁耦合將沖擊電壓發(fā)生器10產(chǎn)生的寬范圍、大幅值、寬頻帶的暫態(tài)沖擊電壓轉(zhuǎn)換為低電壓信號，以便采集單元進行數(shù)據(jù)采集，測量精度可實現(xiàn)≤0.5％FSR。

所述高精度電流傳感器組12包括若干個高精度電流傳感器，被試避雷器組1N包括若干個避雷器單元，每個高精度電流傳感器對應(yīng)的負責采集一個避雷器單元的暫態(tài)電流；所述高精度電流傳感器包括用于測量被試避雷器組1N電流的Rogowski線圈和采集電路，所述Rogowski線圈的電壓輸出端經(jīng)采集電路后與多通道信號同步高速采樣處理單元13的電壓輸入端連接。高精度電流傳感器采用Rogowski線圈實現(xiàn)，為確保高精度電流傳感器安裝方便，高精度電流傳感器由5V高性能可充電鋰電池供電。Rogowski線圈是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心線圈,將導(dǎo)線纏繞在一個圓環(huán)形骨架上,在線圈兩端接上電阻就可以測量高峰值的脈沖電流。測量時將Rogowski線圈環(huán)繞在被測電流的導(dǎo)體上,通過磁場耦合測量電流信號并經(jīng)過計算放大電路轉(zhuǎn)換為低電壓信號，以便采集單元進行數(shù)據(jù)采集。因線圈本身和被測回路沒有直接的電氣聯(lián)系,與主放電回路有著良好的電氣絕緣。這種線圈結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝、工作性能可靠，適合用于脈沖大電流的準確測量，測量精度等級：≤0.5％.FSR，響應(yīng)時間：≤2us，線性度：優(yōu)于0.2％，測量量程：0～2000A。所述多通道信號同步高速采樣處理單元13具有高速同步采集多通道信號功能，且具有自動啟動錄波功能，可將所述高精度電流傳感器組12、高精度電壓測量單元11的模擬信號高精度地采集轉(zhuǎn)為數(shù)字信號并存儲，采集通道數(shù)達單端32路/差分16路，采樣頻率≥10M，分辨率16位，精度≥0.1％FSR。

實施例2：

如圖3所示，所述多通道信號同步高速采樣處理單元13包括傳遞信號線131，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器132、緩存器134、存儲單元135和通訊模塊136。為減少測試環(huán)境帶來的強電磁、強電場干擾及諧波干擾，提高測試系統(tǒng)測量準確性，多通道信號同步高速采樣處理單元13中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器132、處理器133、緩存器134、存儲單元135、通訊模塊136均設(shè)置在屏蔽盒137內(nèi)。所述高精度電壓測量單元11的電壓輸出端通過傳遞信號線131與模數(shù)轉(zhuǎn)換器132信號輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器132的信號輸出端依次經(jīng)處理器133、緩存器134、存儲單元135和通訊模塊136后與數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端14的控制信號輸入端連接，所述處理器133信號輸出端還與存儲單元135信號輸入端連接。所述多通道信號同步高速采樣處理單元13具有高速同步采集、轉(zhuǎn)換并存儲多路模擬信號的功能，以滿足同步測量并記錄電壓和電流信號。采集通道數(shù)：單端32路/差分16路，采樣頻率:≥10M，分辨率:16位，精度：0.1％FSR。多通道信號同步高速采樣處理單元13還具備預(yù)設(shè)條件自動啟動錄波和手動啟動錄波功能，如電壓突變量越限自動啟動、電壓幅值越限自動啟動等，同時錄波文件還具有時標功能。而且，所述數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端14的信號輸入端與所述多通道信號同步高速采樣處理單元13的存儲單元135的信號輸出端通過通訊模塊136連接，可調(diào)取所述多通道信號同步高速采樣處理單元13采集存儲的實時或錄波信息，且具備自動分析或人工查閱，依據(jù)所采集的各避雷器動態(tài)泄露電流及耐受電壓，自動分析多柱并聯(lián)避雷器的電壓及能量耐受情況、動態(tài)均流特性，并依據(jù)判據(jù)對被試避雷器組1N均流性能做出評估。

所述傳遞信號線131為雙屏蔽線，所述雙屏蔽線包括內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層，所述外屏蔽層的接地端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器132接地端連接，形成一端接地，所述內(nèi)屏蔽層的接地端與高精度電壓測量單元11接地端或高精度電流傳感器組12的接地端連接，形成一端接地，為控制測量信號在傳輸線路衰減而產(chǎn)生的誤差，傳遞信號線131的長度不大于20米。

實施例3：

如圖4所示，所述并聯(lián)避雷器均流特性測試系統(tǒng)還包括后臺主站系統(tǒng)20，所述數(shù)據(jù)分析監(jiān)控終端14的控制信號輸出端依次通過通訊轉(zhuǎn)換模塊21、光纖22、通訊轉(zhuǎn)換模塊21后與后臺主站系統(tǒng)20連接。所述沖擊電壓源模塊包括沖擊電壓源和沖擊電壓測量單元，其中沖擊電壓源的沖擊電壓由電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程提供，沖擊電壓測量單元為被測避雷器母線電壓互感器23，被測避雷器母線電壓互感器23的電壓測量端與多通道信號同步高速采樣處理單元13的電壓輸入端連接。所述沖擊電壓源除由沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生外，還可由電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程提供，這樣，測試系統(tǒng)所需沖擊電壓由運行電力系統(tǒng)提供，即系統(tǒng)中每發(fā)生一次暫態(tài)過程就相當于開展了一次沖擊測試；測試系統(tǒng)所需電壓信號通過傳遞信號線131從所被試避雷器1N最近端的母線電壓互感器二次接線盒23取得。利用此系統(tǒng)可用于遠距離在線監(jiān)測分析多柱并聯(lián)避雷器運行過程中遭受暫態(tài)沖擊時的能量耐受情況及均流特性。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。