專利名稱：電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及真空斷路器試驗(yàn)領(lǐng)域，特別地，涉及一種電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀。
背景技術(shù)：
真空斷路器開合電容器組的大量試驗(yàn)研究表明，真空斷路器開合電容器時(shí)存在弧后延時(shí)重?fù)舸┎⒛芨哳l熄弧的特殊現(xiàn)象，即重燃現(xiàn)象。一旦發(fā)生重燃，會(huì)產(chǎn)生高幅值的重燃過電壓，特別是多次重燃或多相重燃，其過電壓嚴(yán)重威脅并聯(lián)補(bǔ)償裝置和系統(tǒng)的安全。一般來說，電容器組投入時(shí)的關(guān)合涌流峰值不應(yīng)超過電容器組額定開斷電流的20倍，關(guān)合頻率不應(yīng)大于IkHz。因此，對(duì)于開合電容器組的真空斷路器無重燃或低重燃率就顯得尤為重要，國家相應(yīng)也制定有GB1984-2003《高壓交流斷路器》標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定投切電容器組的斷路器性能必須不發(fā)生重燃。但在現(xiàn)場試驗(yàn)，目前國內(nèi)尚無適合于電力系統(tǒng)現(xiàn)場測試的專用檢測設(shè)備。有些公司，如北京電力試驗(yàn)研究院曾用美國生產(chǎn)的Nicolet Muitipro瞬態(tài)數(shù)據(jù)分析儀作現(xiàn)場試驗(yàn)的波形記錄。然而，因Nicolet Muitipro瞬態(tài)數(shù)據(jù)分析儀為非專業(yè)測試設(shè)備，因此,現(xiàn)場需要準(zhǔn)備的工作量大，且測得的數(shù)據(jù)需要很多專業(yè)知識(shí)來處理，并不適合大量推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種適合于大量推廣的用于電力系統(tǒng)現(xiàn)場測試的專用電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，以解決沒有可大量推廣使用的用于電力系統(tǒng)現(xiàn)場測試的專用電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其包括用于對(duì)待測電容器進(jìn)行電壓測量的電容分壓器、用于對(duì)待測電容器進(jìn)行電流測量的電流傳感器、用于對(duì)待測電容器母線側(cè)電壓進(jìn)行測量的PT傳感器、信號(hào)調(diào)理板、采集板及工控主板；信號(hào)調(diào)理板與電容分壓器、電流傳感器及PT傳感器均電連接；采集板與信號(hào)調(diào)理板電連接；工控主板包括儲(chǔ)存模塊及分析計(jì)算模塊，儲(chǔ)存模塊對(duì)采集板傳送過來的信號(hào)進(jìn)行保存；分析計(jì)算模塊與儲(chǔ)存模塊電連接，對(duì)儲(chǔ)存模塊內(nèi)保存的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析。進(jìn)一步地，信號(hào)調(diào)理板包括阻容分壓電路，電容分壓器通過一個(gè)同軸電纜與阻容分壓電路連接。進(jìn)一步地，電容分壓器包括電連接待測電容器的高壓臂電容及低壓臂電容，高壓臂電容和低壓臂電容串聯(lián)，且低壓臂電容接地，同軸電纜的第一端連接高壓臂電容及低壓臂電容之間的節(jié)點(diǎn)。進(jìn)一步地，高壓臂電容和低壓臂電容之間還依次串聯(lián)有一個(gè)第一電阻及一個(gè)第二電阻，同軸電纜的第一端通過一個(gè)第三電阻電連接第一電阻及第二電阻之間節(jié)點(diǎn)。進(jìn)一步地，電容分壓器還包括第一放電管和第二放電管，第一放電管和第二放電管反向并聯(lián)形成一個(gè)并聯(lián)支路，且并聯(lián)支路的第一端連接第一電阻及第二電阻之間節(jié)點(diǎn)，并聯(lián)支路的第二端接地。進(jìn)一步地，阻容分壓電路包括并聯(lián)連接的第一支路及第二支路，第一支路包括相互串聯(lián)的第一電容和第四電阻；第二支路包括依次串聯(lián)的第二電容、第五電阻、第六電阻及第三電容，且第一支路和第二支路并聯(lián)后的第一端連接同軸電纜的第二端，第一支路和第二支路并聯(lián)后的第二端接地。進(jìn)一步地，信號(hào)調(diào)理板還包括與阻容分壓電路連接的信號(hào)調(diào)理模塊，調(diào)理模塊與第六電阻和第二電容并聯(lián)。進(jìn)一步地，采集板包括與信號(hào)調(diào)理模塊電連接的AD模塊、與AD模塊電連接的FPGA模塊、與FPGA模塊電連接的RAM模塊及USB接口模塊；工控主板還包括與USB接口模塊電連接的接口模塊。進(jìn)一步地，工控主板還包括輸出模塊及與輸出模塊電連接的顯示模塊，接口模塊與輸出模塊均與儲(chǔ)存模塊電連接。進(jìn)一步地，電流傳感器及 PT傳感器均通過一個(gè)同軸電纜與信號(hào)調(diào)理板電連接。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:使用本實(shí)用新型的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀時(shí)，只需要通過電容分壓器、電流傳感器及母線PT來感測斷路器投切動(dòng)作時(shí)的電壓、電流參數(shù)，并將這些參數(shù)依次通過信號(hào)調(diào)理板及采集板后輸送給工控主板，通過主控主板的分析計(jì)算即可判斷路器是否會(huì)重燃，操作簡單、方便，無需大量的準(zhǔn)備工作，且也無需進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，功能完善、使用方便、便于推廣使用。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的電容分壓器和信號(hào)調(diào)理板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中的采集板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式為更好地理解本實(shí)用新型，以下將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀包括電容分壓器1、電流傳感器3、對(duì)待測電容器母線側(cè)電壓測量的PT傳感器5、信號(hào)調(diào)理板
7、與信號(hào)調(diào)理板7電連接的采集板8及與采集板8電連接的工控主板9。其中，信號(hào)調(diào)理板
7、采集板8及工控主板9集成在一個(gè)主機(jī)4內(nèi)。電容分壓器I對(duì)待測電容器進(jìn)行電壓測量并分壓。其中，電容分壓器1、電流傳感器3、PT傳感器5均通過同軸電纜2與信號(hào)調(diào)理板7電連接。當(dāng)電容器側(cè)高壓電經(jīng)電容分壓器I分壓后，由同軸電纜2將分壓后的低壓電信號(hào)送給信號(hào)調(diào)理板7。電流傳感器3用于對(duì)待測的電容器進(jìn)行電流測量，并通過同軸電纜2將該測得的電流信號(hào)傳送給信號(hào)調(diào)理板7。PT傳感器5測量的母線側(cè)電壓通過同軸電纜2輸送給信號(hào)調(diào)理板7。信號(hào)調(diào)理板7將收到的電壓及電流信號(hào)經(jīng)過處理后，傳送給采集板8 ；采集板8將收到的這些信號(hào)數(shù)據(jù)傳送給工控主板9，工控主板9將信號(hào)數(shù)據(jù)保存在硬盤，并通過分析計(jì)算得到斷路器投切動(dòng)作時(shí)各相暫態(tài)峰值與穩(wěn)態(tài)峰值之比、合閘涌流倍數(shù)、合閘涌流頻率，從而自動(dòng)判斷斷路器是否有重燃。優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，電流傳感器3為開口式鉗形電流傳感器。在本實(shí)施方式中，工控主板9包括接口模塊91、儲(chǔ)存模塊93、分析計(jì)算模塊95、輸出模塊97及顯示模塊99。接口模塊91用于連接采集板8，從而接受采集板8的信號(hào)；此夕卜，接口模塊91還可用于外接U盤、移動(dòng)硬盤等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的拷貝及上傳。儲(chǔ)存模塊93分別電連接接口模塊91及分析計(jì)算模塊95，用于將通過接口模塊91連接的數(shù)據(jù)保存起來，并輸送至分析計(jì)算模塊95進(jìn)行分析計(jì)算。此外，分析計(jì)算模塊95分析計(jì)算后得到的各種數(shù)據(jù)及結(jié)論均輸送至儲(chǔ)存模塊93進(jìn)行保存。顯示模塊99電連接輸出模塊97，且輸出模塊97電連接存儲(chǔ)模塊93，用于將存儲(chǔ)模塊93內(nèi)的數(shù)據(jù)及結(jié)論輸出并顯示出來。分析計(jì)算模塊95將采集板8傳送過來的信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算得到電壓、電流等各類參數(shù)錄波，并將這些錄波顯示在同一時(shí)間坐標(biāo)軸上，再通過分析各相暫態(tài)峰值與穩(wěn)態(tài)峰值之比、合閘涌流倍數(shù)、合閘涌流頻率，來自動(dòng)判斷該斷路器是否有重燃。在本實(shí)施方式中，接口模塊91為USB接口或網(wǎng)絡(luò)接口 ；顯示模塊99為大屏幕真彩液晶屏及觸摸屏。通過操持顯示模塊99，上述錄波的波形可放大、縮小、移動(dòng)、重疊及隱藏等功能，使用方便、可靠性高。請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D2，電容分壓器I包括高壓臂電容Cl、第一放電管FR1、第二放電管FR2、第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3。高壓臂電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、低壓臂電容C2依次串聯(lián)連接，且低壓臂電容C2接地。其中，第一電阻Rl及第二電阻R2串接在高壓臂電容Cl和低壓臂電容C2之間。第三電阻R3的第一端連接第一電阻Rl和第二電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)，第三電阻R3的第二端與同軸電纜2的第一端連接。第一放電管FR1、第二放電管FR2反向并聯(lián)形成一個(gè)并聯(lián)支路，且該并聯(lián)支路的第一端連接第一電阻Rl和第二電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)，該并聯(lián)支路的第二端接地，這樣，第一放電管FRl或第二放電管FR2兩端的電壓高過其保護(hù)規(guī)格值時(shí)，其內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，并吸收掉輸入的過高壓，從而保護(hù)高壓臂電容Cl或低壓臂電容C2。高壓臂電容Cl和低壓臂電容C2分別電連接被測量電容器的兩端。優(yōu)選的，在本實(shí)施方式中，第一放電管FRl、第二放電管FR2均為陶瓷放電管。信號(hào)調(diào)理板7包括與同軸電纜2的第二端電連接的阻容分壓電路71及與阻容分壓電路71電連接的信號(hào)調(diào)理模塊73。阻容分壓電路71包括第一電容C4、第二電容C5、第三電容C6、第四電阻R4、第五電阻R5及第六電阻R6。其中，第一電容C4和第四電阻R4相互串聯(lián)成第一支路；第二電容C5、第五電阻R5、第六電阻R6及第三電容C6依次串聯(lián)成第二支路。其中，第一支路和第二支路并聯(lián)后形成并聯(lián)電路，且該并聯(lián)電路的第一端與同軸電纜2的第二端連接，該并聯(lián)電路的第二端接地。信號(hào)調(diào)理模塊73與第六電阻R6和第三電容C6并聯(lián)。被測量電容器側(cè)高電壓電經(jīng)過電容分壓器I分壓電路后，將電壓降低為100V以內(nèi)的低壓；該低壓電信號(hào)經(jīng)同軸電纜2傳送至信號(hào)調(diào)理板7的阻容分壓電路71進(jìn)行二次分壓后傳送給信號(hào)調(diào)理模塊73，經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊73調(diào)理好的信號(hào)送給采集板8。通過電容分壓器I，能同時(shí)滿足IOkV及35kV電容器。請(qǐng)結(jié)合參見圖3，在本實(shí)施方式中，采集板8為高速采集板。其中，采集板8包括AD模塊81、與AD模塊81電連接的FPGA模塊83、與FPGA模塊83電連接的RAM模塊85及USB接口模塊87。AD模塊81與信號(hào)調(diào)理模塊73電連接，以將信號(hào)調(diào)理模塊73傳送的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)電路，并將該數(shù)字信號(hào)電路傳送至FPGA模塊83。FPGA模塊83將接受的數(shù)字信號(hào)直接存入RAM模塊85。USB接口模塊87電連接工控主板9的接口模塊91，通過USB接口模塊87，可將采集板8采集并儲(chǔ)存在RAM模塊85內(nèi)的數(shù)字信號(hào)輸送至工控主板9，并通過工控主板9計(jì)算分析得到斷路器是否會(huì)重燃，并通過工控主板9的顯示模塊99將分析的過程及結(jié)論顯示出來。顯然的，在其它實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀還可以用于對(duì)電抗器的投切試驗(yàn)進(jìn)行測試。使用本實(shí)用新型的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀時(shí)，只需要通過電容分壓器1、電流傳感器3及PT傳感器5來感測斷路器投切動(dòng)作時(shí)的電壓、電流參數(shù)，并將這些參數(shù)依次通過信號(hào)調(diào)理板7及采集板8后輸送給工控主板9，通過主控主板9的分析計(jì)算即可判斷路器是否會(huì)重燃，操作簡單、方便，無需大量的準(zhǔn)備工作，且也無需進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，功能完善、使用方便、便于推廣使用。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其包括用于對(duì)待測電容器進(jìn)行電壓測量的電容分壓器(I)、用于對(duì)所述待測電容器進(jìn)行電流測量的電流傳感器(3)、用于對(duì)所述待測電容器母線側(cè)電壓進(jìn)行測量的PT傳感器(5)、信號(hào)調(diào)理板(7)、采集板(8)及工控主板(9)； 所述信號(hào)調(diào)理板(7)與所述電容分壓器(I)、所述電流傳感器(3)及所述PT傳感器(5)均電連接； 所述采集板(8)與所述信號(hào)調(diào)理板(7)電連接； 所述工控主板(9)包括儲(chǔ)存模塊(93)及分析計(jì)算模塊(95)，所述儲(chǔ)存模塊(93)對(duì)所述采集板(8 )傳送過來的信號(hào)進(jìn)行保存；所述分析計(jì)算模塊(95 )與所述儲(chǔ)存模塊(93 )電連接，對(duì)所述儲(chǔ)存模塊(93)內(nèi)保存的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述信號(hào)調(diào)理板(7)包括阻容分壓電路(71)，所述電容分壓器(I)通過一個(gè)同軸電纜(2)與所述阻容分壓電路(71)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述電容分壓器(I)包括電連接所述待測電容器的高壓臂電容(Cl)及低壓臂電容(C2 )，所述高壓臂電容(Cl)和所述低壓臂電容(C2)串聯(lián)，且所述低壓臂電容(C2)接地，所述同軸電纜(2)的第一端連接所述高壓臂電容(Cl)及所述低壓臂電容(C2)之間的節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述高壓臂電容(Cl)和所述低壓臂電容(C2)之間還依次串聯(lián)有一個(gè)第一電阻(Rl)及一個(gè)第二電阻(R2)，所述同軸電纜(2)的第一端通過一個(gè)第三電阻(R3)電連接所述第一電阻(Rl)及所述第二電阻(R2)之間節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述電容分壓器(I)還包括第一放電管(FRl)和第二放電管(FR2 )，所述第一放電管(FRl)和所述第二放電管(FR2)反向并聯(lián)形成一個(gè)并聯(lián)支路，且所述并聯(lián)支路的第一端連接所述第一電阻(Rl)及所述第二電阻(R2)之間節(jié)點(diǎn)，所述并聯(lián)支路的第二端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述阻容分壓電路(71)包括并聯(lián)連接的第一支路及第二支路，所述第一支路包括相互串聯(lián)的第一電容(C4)和第四電阻(R4);所述第二支路包括依次串聯(lián)的第二電容(C5)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)及第三電容(C6)，且所述第一支路和所述第二支路并聯(lián)后的第一端連接所述同軸電纜(2)的第二端，所述第一支路和所述第二支路并聯(lián)后的第二端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述信號(hào)調(diào)理板(7)還包括與所述阻容分壓電路(71)連接的信號(hào)調(diào)理模塊(73)，所述調(diào)理模塊(73)與所述第六電阻(R6)和所述第三電容(C6)并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述采集板(8 )包括與所述信號(hào)調(diào)理模塊(73 )電連接的AD模塊(81)、與所述AD模塊(81)電連接的FPGA模塊(83 )、與所述FPGA模塊(83 )電連接的RAM模塊(85 )及USB接口模塊(87 );所述工控主板(9 )還包括與所述USB接口模塊(87 )電連接的接口模塊(91)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述工控主板(9 )還包括輸出模塊(97 )及與所述輸出模塊(97 )電連接的顯示模塊(99 )，所述接口模塊(91)與所述輸出模塊(97)均與所述儲(chǔ)存模塊(93)電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其特征在于:所述電流傳感器(3)及所述PT傳感器( 5)均通過一個(gè)同軸電纜(2)與信號(hào)調(diào)理板(7)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電容器或電抗器投切試驗(yàn)綜合測試儀，其包括用于對(duì)待測電容器進(jìn)行電壓測量的電容分壓器、用于對(duì)待測電容器進(jìn)行電流測量的電流傳感器、PT傳感器、信號(hào)調(diào)理板、采集板及工控主板；信號(hào)調(diào)理板與電容分壓器、電流傳感器及PT傳感器均電連接；采集板與信號(hào)調(diào)理板電連接；工控主板包括儲(chǔ)存模塊及分析計(jì)算模塊，儲(chǔ)存模塊對(duì)采集板傳送過來的信號(hào)進(jìn)行保存；分析計(jì)算模塊與儲(chǔ)存模塊電連接，對(duì)儲(chǔ)存模塊內(nèi)保存的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，通過分析計(jì)算模塊分析計(jì)算電容分壓器、PT傳感器、電流傳感器測量到的電壓、電流參數(shù)，即可判斷路器是否會(huì)重燃，操作簡單、方便，無需大量的準(zhǔn)備工作，也無需進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，功能完善、使用方便、便于推廣使用。
文檔編號(hào)G01R31/00GK203069685SQ201220425989
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者劉全志, 張?zhí)觳?申請(qǐng)人:武漢華工先艦電氣股份有限公司