專利名稱：避雷器在線監測裝置檢測儀的制作方法
技術領域：
本 實用新型涉及避雷器監測裝置的在線檢測裝置，尤其涉及避雷器在線監測裝 置檢測儀。
背景技術：
測量運行電壓下的交流泄漏電流是金屬氧化物避雷器在線監測儀的主要功能，通 過其泄漏電流的大小，來判斷金屬氧化物避雷器現場運行狀況，確定是否損壞和進水受潮。 目前，變電站內避雷器均已安裝避雷器在線監測裝置，通過近幾年的運行情況，發現存在以 下問題1、在避雷器投運后的常規預防性試驗中，只能對避雷器在線監測儀的動作情況進 行檢測，而對其電流指示量程的正確性無判斷手段。2、避雷器在線監測裝置在運行中，受環 境條件影響，常出現指示不正確現象，使運行人員對其運行安全性產生懷疑。有些避雷器在 線監測儀指示不正確是運行環境造成的，例如在雨天或大霧天氣，泄漏電流指示普遍增大 或報警指示燈啟動；而有時指示值偏小或到零，則可能是避雷器絕緣底座絕緣水平下降或 短路。綜合以上原因發現，避雷器投運后的常規預防性試驗中，只能對避雷器在線監測儀的 動作情況進行檢測，動作指示器只用于記錄避雷器在過電壓下的動作次數，而對其電流指 示量程的正確性無判斷手段是問題的所在。規程雖未規定在預防性試驗中對避雷器在線監 測儀進行泄漏電流量程的校準，但從實際運行情況看，通過預防性試驗對避雷器在線監測 儀進行泄漏電流量程的校準，是判斷監測儀正常與否的重要手段。
發明內容本實用新型的目的在于，克服現有技術的不足之處，提供一種避雷器在線監測裝 置檢測儀，根據在線監測儀毫安表檢測電路原理和計數器動作原理，按照國家計量檢定規 程(JJG124-93《電流表、電壓表、功率表及電阻表檢定規程》)規定，又要將在線監測儀毫安 表檢測和計數器動作檢測合為一體，方便現場使用。本實用新型所述的避雷器在線監測裝置檢測儀，涉及有溫補電路、非線性補償電 路、標準正弦波信號發生器、電壓電流轉換裝置、R232、單片機、液晶顯示器和鍵盤組成。并 列設置的溫補電路和非線性補償電路，分別與標準正弦波信號發生器相連接，標準正弦波 信號發生器又同時連接到電壓電流轉換裝置和單片機，單片機在連接到R232的同時，又連 接到液晶顯示器和鍵盤。50Hz標準正弦波信號發生器產生固定的電壓信號，由電壓電流 轉換裝置將這個電壓信號轉變為所要求的0. 2mA^10mA的電流信號。由于外界的溫度變化 會引起輸出電壓幅值發生飄移，將標準正弦波信號發生器在不同溫度下的輸出電壓記錄下 來，得到溫度系數表，以5°C為步長，根據半導體溫度傳感器采集的溫度值，將溫度系統加入 到標準正弦波信號發生器中。由于電路傳遞參數的非線性，使得0. 2mA^10mA的輸出電流信 號有一定的非線性，為了補償這個誤差，將輸出電流以0. ImA為步長，測得整個量程內的電 流值，使用最小二乘法，進行非線性擬合，得到擬合5次多項式，將這個擬合系數補償到標 準正弦波信號發生器電路中。經過溫度補償和非線性補償處理后，電流發生器電路的線性度和穩定度得到極大提高，全面滿足系統的測試要求。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，設計沖擊電流裝置時，在裝置結構上和各部件取 舍上應充分考慮其合理性。電容儲能充電回路中能量儲存是沖擊電流裝置中的重要組成部分，直接從電網 中獲得一定波形要求的沖擊強電流是不可能的，一般是借助于能量儲存系統先把能量在較 長的時間里儲存起來，然后再瞬時釋放出來，以獲得沖擊強電流。儲存能量的方法有多種， 如電容儲能、電感儲能、機械儲能、蓄電池儲能等，其中電容儲能方式應用 最廣且技術成熟。 在沖擊電流裝置方案中我們采用的是電容儲能方式。本著減小電感的原則，我們選擇低電 感的脈沖電容。在接線時盡可能使連線短，電流同向的連線盡可能遠離，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。根據電容器的能量計算式W=1/2CU2的計 算，得出電容器取值在左右，電容器充電電壓為700 800V時，通過間隙的觸發，可獲 得波形8/20μ 電流幅值100Α的沖擊電流輸出。調波電阻沖擊電流裝置中，調波電阻的作用是調整沖擊電流的輸出波形參數。為 了使回路產生盡可能大的沖擊電流，就要求回路的等效電感盡可能小，這給調波電阻設計 帶來一定困難，一方面要求調波電阻的等效電感盡量小，但為了產生一定持續時間的沖擊 電流波，調波電阻必須具有適當的阻值。調波電阻的等效阻值和等效電感之間是一對矛盾 的參數，電阻值大時，相應的電感量也必然大。由此，我們選擇制作調波電阻時，首選電阻率 高、穩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對折方式，通過電流的 進出方向，自動抵消了電阻的電感，得到了比較滿意的效果。作為整機中的單片機是本系統的控制核心，主要完成人機接口功能和數據接口功 能。人機接口功能由液晶顯示器和鍵盤組成，用戶通過按鍵進行參數設置，系統通過液晶顯 示器顯示參數和測試結果。數據接口通過R232與上位機通信，將測量數據上傳到上位機 中。本實用新型所述的避雷器在線監測裝置檢測儀，整體結構簡單，操作使用方便，穩 定性好，可靠性高，可以對氧化鋅避雷器在線監測裝置進行現場檢測。開機后，儀器自動進 行電流校驗。電流校驗結束后，自動進行計數器動作檢查。
附圖1是本實用新型所述的避雷器在線監測裝置檢測儀的總體結構示意圖。1一 溫補電路 2—非線性補償電路 3—標準正弦波信號發生器 4一電壓電流轉換裝置 5—R232 6—單片機7—液晶顯示器8—鍵盤具體實施方式
現參照附圖1，結合實施例說明如下本實用新型所述的避雷器在線監測裝置檢 測儀，涉及有溫補電路1、非線性補償電路2、標準正弦波信號發生器3、電壓電流轉換裝置 4、R232 5、單片機6、液晶顯示器7和鍵盤8組成。并列設置的溫補電路1和非線性補償電 路2，分別與標準正弦波信號發生器3相連接，標準正弦波信號發生器3又同時連接到電壓 電流轉換裝置4和單片機6，單片機6在連接到R232 5的同時，又連接到液晶顯示器7和鍵 盤8。50Hz標準正弦波信號發生器3產生固定的電壓信號，由電壓電流轉換裝置4將這個 電壓信號轉變為所要求的0. 2mA^10mA的電流信號。由于外界的溫度變化會引起輸出電壓 幅值發生飄移，將標準正弦波信號發生器3在不同溫度下的輸出電壓記錄下來，得到溫度系數表，以5°C為步長，根據半導體溫度傳感器采集的溫度值，將溫度系統加入到標準正弦 波信號發生器3中。由于電路傳遞參數的非線性，使得0.2mA 10mA的輸出電流信號有一定 的非線性，為了補償這個誤差，將輸出電流以0. ImA為步長，測得整個量程內的電流值，使 用最小二乘法，進行非線性擬合，得到擬合5次多項式，將這個擬合系數補償到標準正弦波 信號發生器3電路中。經過溫度補償和非線性補償處理后，電壓電流轉換裝置4中的電流 發生器電路的線性度和穩定度會得到極大提高，全面 滿足系統的測試要求。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，設計沖擊電流裝置時，在裝 置結構上和各部件取舍上應充分考慮其合理性。電容儲能充電回路中能量儲存是沖擊電流裝置中的重要組成部分，直接從電網 中獲得一定波形要求的沖擊強電流是不可能的，一般是借助于能量儲存系統先把能量在較 長的時間里儲存起來，然后再瞬時釋放出來，以獲得沖擊強電流。儲存能量的方法有多種， 如電容儲能、電感儲能、機械儲能、蓄電池儲能等，其中電容儲能方式應用最廣且技術成熟。 在沖擊電流裝置方案中我們采用的是電容儲能方式。本著減小電感的原則，我們選擇低電 感的脈沖電容。在接線時盡可能使連線短，電流同向的連線盡可能遠離，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。根據電容器的能量計算式W=1/2CU2的計 算，得出電容器取值在左右，電容器充電電壓為700 800V時，通過間隙的觸發，可獲 得波形8/20μ 電流幅值100Α的沖擊電流輸出。調波電阻沖擊電流裝置中，調波電阻的作用是調整沖擊電流的輸出波形參數。為 了使回路產生盡可能大的沖擊電流，就要求回路的等效電感盡可能小，這給調波電阻設計 帶來一定困難，一方面要求調波電阻的等效電感盡量小，但為了產生一定持續時間的沖擊 電流波，調波電阻必須具有適當的阻值。調波電阻的等效阻值和等效電感之間是一對矛盾 的參數，電阻值大時，相應的電感量也必然大。由此，我們選擇制作調波電阻時，首選電阻率 高、穩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對折方式，通過電流的 進出方向，自動抵消了電阻的電感，得到了比較滿意的效果。作為整機中的單片機6是本系統的控制核心，主要完成人機接口功能和數據接口 功能。人機接口功能由液晶顯示器7和鍵盤8組成，用戶通過按鍵進行參數設置，系統通過 液晶顯示器7顯示參數和測試結果。數據接口通過R232 5與上位機通信，將測量數據上傳 到上位機中。本實用新型所述的避雷器在線監測裝置檢測儀，整體結構簡單，操作使用方 便，穩定性好，可靠性高，可以對氧化鋅避雷器在線監測裝置進行現場檢測。開機后，儀器自 動進行電流校驗。電流校驗結束后，自動進行計數器動作檢查。
權利要求1.避雷器在線監測裝置檢測儀，其特征在于并列設置的溫補電路(1)和非線性補償電 路(2)，分別與標準正弦波信號發生器(3)相連接，標準正弦波信號發生器(3)又同時連接 到電壓電流轉換裝置(4)和單片機(6)，單片機(6)在連接到R232 (5)的同時，又連接到液 晶顯示器(7)和鍵盤(8)。
專利摘要避雷器在線監測裝置檢測儀，涉及有溫補電路、非線性補償電路、標準正弦波信號發生器、電壓電流轉換裝置、R232、單片機、液晶顯示器和鍵盤組成。并列設置的溫補電路和非線性補償電路，分別與標準正弦波信號發生器相連接，標準正弦波信號發生器又同時連接到電壓電流轉換裝置和單片機，單片機在連接到R232的同時，又連接到液晶顯示器和鍵盤。標準正弦波信號發生器產生固定的電壓信號，由電壓電流轉換裝置將這個電壓信號轉變為所要求的0.2mA~10mA的電流信號。單片機是控制核心，主要完成人機接口功能和數據接口功能。人機接口功能由液晶顯示器和鍵盤組成，用戶通過按鍵進行參數設置，系統通過液晶顯示器顯示參數和測試結果。本實用新型整體結構簡單，操作使用方便，穩定性好，可靠性高。
文檔編號G01R19/17GK201876537SQ20102061522
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者劉偉生, 劉錦英, 孔令明, 曾振, 王繼文, 肖云東, 蔡斌華, 陳曉紅 申請人:山東電力集團公司濟寧供電公司