一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】-種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)
[技術領域]
[0001] 本實用新型設及高壓斷路器的大電流開斷試驗的技術領域，具體來說是一種有關 126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)。
[【背景技術】]
[0002] 電弧電壓是表征滅弧室滅弧性能的一個重要參數(shù)，在開斷電流一定的情況下，在 大電流階段，電弧電壓的大小與電弧的狀態(tài)、氣隙的游離程度有關，在相互作用階段，電弧 電壓的變化可W判斷注入弧隙的能量與弧隙傳導給周圍介質的能量的關系，W及介質恢復 強度與電壓恢復強度之間的關系，運對滅弧室的設計、材料的選擇、裝配質量的缺陷查找、 機械行程特性的調(diào)整等非常有益。
[0003] 電弧電壓測量過程中，斷路器的進出線端與滅弧室之間的內(nèi)部導電回路上的阻抗 壓降不可避免地要迭加在被測的電弧電壓上。在大電流開斷試驗中，即使較小的阻抗也會 產(chǎn)生較大的壓降，內(nèi)導體阻抗壓降使測量得到的電弧電壓不準確。
[0004] 目前，常用的消除外部共模電壓的方法是硬件補償法，在實驗電流較大且系統(tǒng)接 線較長時，共模電壓會造成較大的測量誤差。若要滿足測量誤差小于2%的要求，兩臺分壓 器分壓比之差不能超過5. 4X10 6,顯然技術上難度很大。而且，運種方法也無法消除試品 斷路器內(nèi)部的阻抗壓降。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0005] 本實用新型的目的是研制一套合成試驗中高壓開關設備的電弧電壓測量系統(tǒng)在 線裝置，通過分壓器來檢測電弧電壓，解決測量過程中試品內(nèi)部導體壓降問題，該裝置抗干 擾能力強、靈敏度高，從而保證檢測的有效性和成功率。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，設計一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，包括 殼體及電路板、上位機及電源，該系統(tǒng)電路板上設有前置測量電壓分壓器、信號調(diào)理限幅濾 波電路、隔離放大電路、數(shù)據(jù)采集單元、觸發(fā)信號電路，所述的數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)字化光 纖連接上位機波形信號顯示及數(shù)據(jù)信號處理單元，所述的數(shù)據(jù)采集單元的輸入端設有觸發(fā) 信號電路，進行AD采樣機轉換，所述的前置測量分壓器的信號輸入端設有左右傳感器，該 系統(tǒng)采用分壓器懸浮電位測量技術，減小了分壓器共模抑制比要求，提高了靈敏度。
[0007] 電壓分壓器電路采用電阻式高壓分壓器，型號為沈C或FRC分壓器。
[0008] 信號調(diào)理限幅濾波電路采用高壓濾波電路，型號為FC型濾波器。
[0009] 隔離放大電路采用高壓放大器，型號為WMA-02或HA-405放大器。
[0010] 數(shù)據(jù)采集單元采用單片機控制，單片機型號為C80151F。
[0011] 觸發(fā)信號電路采用AD轉換數(shù)字積分電路，型號為AJ65SBT-64或AD7705模塊。
[0012] 本實用新型同現(xiàn)有技術相比，優(yōu)點在于：
[0013] 通過分壓電路檢測高壓開關的放電電弧，具有動作時間快，靈敏度高、抗干擾等優(yōu) 點，有效防止由電弧引起的W外事故發(fā)生；采用單臺分壓器懸浮電位測量的方法，減小了對 分壓器共模抑制比的硬件要求，同時提出了一種內(nèi)導體壓降的新型軟件補償方法，消除了 電弧電壓測量過程中的導電回路附加壓降，使測量的電弧電壓更為精確。
[【附圖說明】]
[0014] 圖1是本實用新型測量系統(tǒng)的構成示意圖。
[【具體實施方式】]
[0015] 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明，運種裝置的結構和原理對本專業(yè)的人 來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋本實用新型，并不用 于限定本實用新型。
[0016] 本實用新型如圖1所示，主要由前級測量分壓器、信號調(diào)理及隔離放大模塊、采樣 單元及上位機波形顯示及數(shù)據(jù)處理四部分構成，該系統(tǒng)還設有前置測量電壓分壓器、信號 調(diào)理限幅濾波電路、隔離放大電路、數(shù)據(jù)采集單元、觸發(fā)信號電路，數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)字 化光纖連接上位機波形信號顯示及數(shù)據(jù)信號處理單元，數(shù)據(jù)采集單元的輸入端設有觸發(fā)信 號電路，進行AD采樣機轉換，前置測量分壓器的信號輸入端設有左右傳感器，該系統(tǒng)采用 分壓器懸浮電位測量技術，減小了分壓器共模抑制比要求，提高了靈敏度。電壓分壓器電路 采用電阻式高壓分壓器，型號為SEC或FRC分壓器。信號調(diào)理限幅濾波電路采用高壓濾波電 路，型號為FC型濾波器。隔離放大電路采用高壓放大器，型號為WMA-02或HA-405放大器。 數(shù)據(jù)采集單元采用單片機控制，單片機型號為C80151F。上位機采用UbVIEW編程的儀器， 設有波形顯示和數(shù)據(jù)處理。觸發(fā)信號電路采用AD轉換數(shù)字積分電路，型號為AJ65SBT-64 或AD7705模塊。 陽017] 基本參數(shù)和主要技術性能指標：
[0018] 電阻分壓器：
[0019] (1)分壓比480 :1;高壓臂阻值1. 2MQ，低壓臂阻值2.化Q
[0020] (2)耐壓等級：126kV 陽OW 做響應速度： 陽0巧（4)輸出限幅保護電壓：±8v
[0023] 暫態(tài)記錄儀（主機，數(shù)字光纖隔離系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)）：
[0024] (1)通道：2路單端模擬量輸入 陽0巧]似信道輸入阻抗：> 1MQ
[0026] 做測量范圍：±5V
[0027] (4)頻帶（-3地）：lMHz 陽02引妨分辨率：12位
[0029] (6)最高采樣速率：10MS/s
[0030] (7)共模隔離電壓2000V 陽0川做電池供電，>化
[0032]本實用新型的126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)采用分壓器懸浮電位測量 技術，有效地工作于強電磁場干擾環(huán)境中，并在燃弧過程中定量測量電弧電壓波形，在電弧 電壓測量過程中，承載大電流母線所產(chǎn)生的壓降疊加在電弧電壓上，通過采取軟件補償方 法，將高壓開關的母線壓降抑制至最小，使測量的電弧電壓更為精確。
[0033] 軟件補償方法包括W下步驟：
[0034] 設正式試驗中，測得的離散電流序列為1化)，離散電壓序列為U化)，其中：k = 1, 2......No
[0035] 截取起弧前處于短路階段的電壓和電流波形，可知其波形均符合A sin (? t+B) +Ce的形式，通過曲線擬合可得到電壓和電流波形的具體表達式，記為：i (t) =Asin(?t+B)+CeDt
[0036] u (t) = Ai sin (w t+Bi)+Ci6 Dt
[0037] 上式中，CO = 23if，f取50Hz。A，B，C，D W及A1，B1，C1為擬合得到的常數(shù)，計算 出內(nèi)導體參數(shù)L和R，
[0038] 由
巧 得：
[0043] 得到消去阻抗壓降后的電弧電壓：
[0044]
【主權項】
1. 一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，包括殼體及電路板、上位機及電 源，其特征在于該系統(tǒng)電路板上設有前置測量電壓分壓器、信號調(diào)理限幅濾波電路、隔離放 大電路、數(shù)據(jù)采集單元、觸發(fā)信號電路，所述的數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)字化纖連接上位機波形 信號顯示及數(shù)據(jù)信號處理單元，所述的數(shù)據(jù)采集單元的輸入端設有觸發(fā)信號電路，進行AD 采樣機轉換，所述的前置測量分壓器的信號輸入端設有左右傳感器。2. 如權利要求1所述的一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，其特征在于 電壓分壓器電路采用電阻式高壓分壓器，型號為SEC或FRC分壓器。3. 如權利要求1所述的一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，其特征在于 信號調(diào)理限幅濾波電路采用高壓濾波電路，型號為FC型濾波器。4. 如權利要求1所述的一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，其特征在于 隔離放大電路采用高壓放大器，型號為WMA-02或HA-405放大器。5. 如權利要求1所述的一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，其特征在于 數(shù)據(jù)采集單元采用單片機控制，單片機型號為C80151F。6. 如權利要求1所述的一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，其特征在于 觸發(fā)信號電路采用AD轉換數(shù)字積分電路，型號為AJ65SBT-64或AD7705模塊。
【專利摘要】本實用新型涉及高壓斷路器的大電流開斷試驗的技術領域，具體來說是一種有關126kV合成回路電弧電壓在線檢測系統(tǒng)，包括殼體及電路板、上位機及電源，該系統(tǒng)電路板上設有前置測量電壓分壓器、信號調(diào)理限幅濾波電路、隔離放大電路、數(shù)據(jù)采集單元、觸發(fā)信號電路，數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)字化光纖連接上位機波形信號顯示及數(shù)據(jù)信號處理單元，數(shù)據(jù)采集單元的輸入端設有觸發(fā)信號電路，進行AD采樣機轉換，前置測量分壓器的信號輸入端設有左右傳感器。本實用新型采用單臺分壓器懸浮電位測量的方法，減小了對分壓器共模抑制比的硬件要求，同時提出了一種內(nèi)導體壓降的新型軟件補償方法，消除了電弧電壓測量過程中的導電回路附加壓降，使測量的電弧電壓更為精確。
【IPC分類】G01R19/25, G01R31/327
【公開號】CN204945325
【申請?zhí)枴緾N201520532963
【發(fā)明人】羅時聰, 范杰, 侯宇飛, 劉志遠, 翟小社
【申請人】上海電氣輸配電試驗中心有限公司, 西安交通大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月22日