容性設備智能綜合標準試驗裝置的制作方法

本實用新型為一種電力測試裝置，尤其涉及容性設備綜合標準試驗裝置。

背景技術：

現階段國內高壓絕緣帶電試驗工作主要集中在氧化鋅避雷器、電容型設備（電容絕緣型電流互感器、套管、電容式電壓互感器、耦合電容器）、GIS局放等幾個方面，其工作狀態正常與否直接關系到對電網系統安全的評估。這些設備傳統的定期停電預防性試驗由于存在費時、費力及試驗效果不理想等諸多弊端；越來越不滿足電網安全、可靠和高效運行的要求，因此對電氣設備運行自動監測及絕緣狀況在線或帶電監測，實現狀態檢修已經成為未來高壓設備發展的方向。越來越多的在線或帶電檢測手段投入使用，而目前還沒有有效方式對其可靠性進行校驗。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種安全可靠能對在線（帶電）監測裝置進行檢測的容性設備智能綜合標準試驗裝置。

本實用新型所采用的技術方案為一種容性設備智能綜合標準試驗裝置，其要點在于：它由試驗控制操作臺、試驗變壓器、模擬參考試品電容器、模擬被測試品電容器組成，試驗控制操作臺包含變頻試驗電源、標準測試儀、介損及阻性電流模擬裝置、信號發生器、一臺工控計算機和打印機，工控計算機通過串口控制各個功能模塊的協調工作并讀取測量結果，所有測量過程可在計算機上操控完成，最終完成試驗報告的編輯管理工作及輸出至打印機打印報告。

所述的標準測試儀由ARM單片機、大屏幕液晶顯示器、電流互感器、運算放大器、內置高精度模數轉換器對參考信號和被試信號進行同步高速采樣，對采樣結果作FFT變換，經數字濾波算法，得到被試品與參考試品之間電容比和介損值。

所述的介損及阻性電流模擬裝置包含了參考電壓模擬、介損模擬、阻性電流模擬，主要用于實驗室模擬現場不同電容量及介損耗的被試品，它由信號輸入、信號調理、移相調幅單元、恒流單元、信號輸出、紅外接收器、單片機、顯示器、按鍵組成，高壓發生裝置的試驗變壓器輸出的高壓輸出加在模擬試品上，在低壓測得到的電流信號輸入到介損及阻性電流模擬裝置，先對信號進行信號調理即初步的濾波放大，輸入到移相調幅單元，移相調幅單元在單片機的控制下，將輸出信號調節到用戶設定的幅度與相位，幅度對應被試品的電容量，相位對應于介質損耗值，恒流輸出接入被檢容性設備在線監測裝置。

介損調節范圍（-0.5~+0.5）。

所述的信號發生器主要用于低壓檢驗方式下產生測量需要的試驗電壓、電流信號。信號發生器內置兩路數字合成的標準正弦信號，可以分別進行調幅電路、調相電路、經過恒壓放大電路恒流放大電路輸出。參考信號可選擇電壓輸出或者電流輸出。信號源還可以疊加3次、5次、7次諧波。諧波相位和大小都可以單獨調節。

本實用新型可在實驗室真實的模擬一個現場的應用環境，模擬產生現場試驗高壓，由高精度等級的介損測試和金屬氧化物氧化鋅阻性電流測試的標準測試與被檢表做比對試驗;容性設備智能綜合標準試驗裝置配置的介損和氧化鋅阻性電流模擬裝置，用于模擬出被試儀器測量范圍內任意值得介損和阻性電流測量點;容性設備智能綜合標準試驗裝置既可以用于容性設備介損電容量的相對法絕對法的高壓校驗和低壓校驗；以及金屬氧化物避雷器阻性電流在線（或帶電）測試校驗；還可以用于變壓器鐵芯電流監測裝置校驗。為在線或帶電監測裝置的校驗提供一套完整的解決方案。

附圖說明

圖1是本實用新型總的原理方框圖

圖2是本實用新型的高壓發生裝置原理圖

圖3是標準測試儀工作原理圖

圖4是介損及阻性電流模擬裝置工作原理圖

圖5是相對介損及氧化鋅避雷器阻性電流模擬信號發生器工作原理圖

其中：1試驗控制操作臺11變頻試驗電源 12標準測試儀121ARM單片機122大屏幕液晶顯示器123電流互感器124運算放大器125模數轉換器13介損及阻性電流模擬裝置135信號調理136移相調幅137恒流單元134紅外接收器131單片機132顯示器133按鍵14信號發生器141標準正弦信號142調幅電路143調相電路144經過恒壓放大電路145恒流放大電路2試驗變壓器3模擬參考試品電容器4模擬被測試品電容器。

具體實施方式

下面結合視圖對本實用新型進行詳細的描述，所列舉的實施例可以使本專業的技術人員更理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。

如圖1-5所示，一種容性設備智能綜合標準試驗裝置，整套裝置分4大組件組成：試驗控制操作臺1、試驗變壓器2、模擬參考試品電容器3、模擬被測試品電容器4。

試驗控制操作臺1集成了變頻試驗電源11、標準測試儀12（內置介損電容量、氧化鋅避雷器阻性電流及變壓器鐵芯接地電流測量功能）、介損及阻性電流模擬裝置13（包括介損模擬裝置、參考電壓模擬裝置和阻性電流模擬裝置）、信號發生器14、一臺工控計算機15和打印機16，工控計算機通過串口控制各個功能模塊的協調工作并讀取測量結果，所有測量過程可在計算機上操控完成。最終可完成試驗報告的編輯管理工作及輸出至打印機16打印報告。

如圖2所示，高壓發生裝置

高壓發生裝置主要由可控制的變頻試驗電源11、試驗變壓器2組成，由試驗變壓器2輸出的高壓輸出同時與模擬參考電容器模塊3、模擬被試品電容器模塊4連接。根據測量系統的需要，如果需要分析頻率特性，變頻試驗電源11可變頻輸出，這樣可以實現試驗電壓和實驗頻率的程度調控，便于實現系統的全自動測量。

如圖3所示，標準測試儀

標準測試儀12是系統中作為測量比對的參考標準，也是作為系統標準傳遞的關鍵設備。本系統中標準測試儀同時具備有三種測試功能：介質損耗及電容量測量、氧化鋅避雷器阻性（容性）電流測量、變壓器鐵心接地電流測量。

標準測試儀12用于測量容性被試品的介質損耗及電容量，與被檢在線監測裝置做比對，采用ARM單片機121、大屏幕液晶顯示器122，電流信號采用了高精度穿心電流互感器123，內置高精度模數轉換器125對參考信號和被試信號進行同步高速采樣，對采樣結果作FFT變換，經數字濾波算法，得到被試品與參考試品之間電容比和介損值。試驗數據不受諧波影響，抗干擾能力強。運用傅立葉頻譜分析算法，可避免波形畸變對測試結果的影響。自動跟蹤試驗信號的頻率，能適應45Hz~65Hz工頻范圍內介損的測量。

如圖4所示，介損及阻性電流模型裝置

介損及阻性電流模型裝置13用于在高壓模擬法時模擬電容型設備及氧化鋅避雷器的各種狀態。包含了參考電壓模擬裝置，介損模擬裝置和阻性電流模擬裝置。主要用于實驗室模擬現場不同電容量及介損耗的被試品，它由信號輸入、信號調理135、移相調幅單元136、恒流單元137、信號輸出、紅外接收器134、單片機131、顯示器132、按鍵133組成，高壓發生裝置的試驗變壓器2輸出的高壓輸出加在模擬試品上，在低壓測得到的電流信號輸入到介損模擬裝置，先對信號進行初步的信號調理135，輸入到移相調幅單元136，移相調幅單元136在單片機131的控制下，將輸出信號調節到用戶設定的幅度與相位，進入恒流單元137，幅度對應被試品的電容量，相位對應于介質損耗值。恒流輸出可接入被檢容性設備在線監測裝置。由于采用的是模擬介損調節，只是對信號的處理，不是真實的損耗，所以不需要串聯大功率高耐壓電阻的方式進行模擬介損。可以實現大范圍的介損調節（-0.5~+0.5），由于采用是低電壓元件，容易實現高穩定高可靠。介損的調節，采用程控方式調節，能在帶電狀態下（施加高壓情況下）進行檔位切換，使用更加方便，大大提高了校驗工作的效率。

如圖5所示，信號發生器

信號發生器14主要用于低壓檢驗方式下產生測量需要的試驗電壓、電流信號。信號發生器內置兩路數字合成的標準正弦信號，可以分別經過調幅電路142、調相電路143、經過恒壓放大電路144、恒流放大電路145輸出。參考信號可選擇電壓輸出或者電流輸出。信號源還可以疊加3次、5次、7次諧波。諧波相位和大小都可以單獨調節。