一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置及方法，三相過電壓保護器綜合檢測裝置，包括:外接電源(1)、充電電路(2)、電池(3)、直流供電電路(4)、控制單元(5)、液晶顯示(6)、按鍵操作模塊(7)、控制開關(guān)(8)、工頻逆變電路(9)、110V升壓電路(10)、保護控制電路(11)、交流電流電壓采樣電路(12)、高壓升壓變壓器(13)、高壓生成殘壓泄放電路(14)、過壓保護器(15)、直流電流電壓采樣電路(16)、AD轉(zhuǎn)換電路(17)：操作安全方便，可實現(xiàn)對有串聯(lián)間隙過電壓保護器的工頻放電試驗，及對無間隙型過電壓保護器的直流1mA參考電壓、泄漏電流的測量，且便攜性好方便現(xiàn)場使用。
【專利說明】
一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雷電過電壓、真空斷路器操作過電壓以及電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種暫態(tài)過電壓，可能會對電動機、變壓器、開關(guān)、電容器、電纜、母線等電力設(shè)備的產(chǎn)生不必要的損害，使設(shè)備絕緣損壞或者損壞電氣設(shè)備。作為過電壓保護的避雷器，大量應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，基于其保護原理:適用于過電壓波形前端陡，頻率高，但后續(xù)電流小的環(huán)境，且其過壓保護是以過壓后短路泄放來實現(xiàn)，適用于雷電過電壓下的線路和設(shè)備保護。而對于用以限制雷電過電壓、真空斷路器操作過程中的工頻過電壓以及電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種暫態(tài)過電壓下的設(shè)備保護，是傳統(tǒng)的避雷器無法勝任的。對過電壓保護器的試驗，應(yīng)該符合《DL/T 474.5-2006》現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則第5部分:避雷器試驗要求。三相組合式過電壓保護器主要分為有帶串聯(lián)間隙過壓保護器和無間隙過壓保護器兩大類，其試驗項目內(nèi)容要求分別使用高壓工頻交流和高壓直流電源，目前還沒有專用的測試儀器滿足測試要求。
[0003]現(xiàn)有的檢測裝置在使用的過程中存在一些缺陷，例如，使用的時候不能滿足分別使用高壓工頻交流和高壓直流電源對裝置進行測試，目前還沒有專用的測試儀器滿足測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置及方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的目前沒有專用的滿足測試要求的裝置的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置，包括:外接電源(I)、充電電路(2)、電池
(3)、直流供電電路(4)、控制單元(5)、液晶顯示(6)、按鍵操作模塊(7)、控制開關(guān)(8)、工頻逆變電路(9)、110V升壓電路(10)、保護控制電路(11)、交流電流電壓采樣電路(12)、高壓升壓變壓器(13)、高壓生成殘壓泄放電路(14)、過壓保護器(15)、直流電流電壓采樣電路
(16)、AD轉(zhuǎn)換電路(17);
[0007]所述外接電源(I)通過充電電路(2)為內(nèi)置電池(3)充電，所述電池(3)連接直流供電電路(4)為控制單元(5)及液晶顯示(6)供電，所述電池(3)同時還通過控制開關(guān)(8)連接工頻逆變電路(9)逆變得到工頻放電試驗的供電源，所述電池(3)同時還通過控制開關(guān)(8)連接IlOV升壓電路(10)得到直流特性試驗的供電源;所述按鍵操作模塊(7)發(fā)送指令至控制單元(5)完成三相過電壓保護器綜合檢測裝置的設(shè)置及功能實現(xiàn)；
[0008]所述保護控制電路包括輸出斷路開關(guān)(11-1)和PWM脈沖寬度調(diào)整電路(11-2);三相過電壓保護器綜合檢測裝置所檢測的過壓保護器(15)包括帶串聯(lián)間隙過壓保護器(15-1)和無間隙過壓保護器(15-2)，PWM脈沖寬度調(diào)整電路(11-2)連接高壓生成殘壓泄放電路(14)，控制單元(5)控制PffM脈沖寬度調(diào)整電路(11-2)輸出占空比逐漸增大的方波信號，方波信號經(jīng)高壓生成殘壓泄放電路(14)為無間隙過壓保護器(15-2)的相相、相地之間輸出直流電壓;高壓升壓變壓器(13)連接輸出斷路開關(guān)(11-1)，對帶串聯(lián)間隙過電壓保護器(15-1)進行工頻放電試驗時，控制單元(5)控制輸出斷路開關(guān)(11-1)閉合，高壓升壓變壓器(13)以0.1kV步進對被試品帶串聯(lián)間隙過壓保護器(15-1)的相相、相地之間加壓；
[0009]交流電流電壓采樣電路(12)連接輸出斷路開關(guān)(11-1)，采集升壓前的電流電壓信號并通過AD轉(zhuǎn)換電路(17)實時發(fā)送至控制單元(5)，直流電流電壓采樣電路(16)連接無間隙過壓保護器(15-2)，采集無間隙過壓保護器(15-2)的泄露電流并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路(17)發(fā)送至控制單元(5);所述控制單元(5)通過接收AD轉(zhuǎn)換電路(17)的電壓、電流信號采樣結(jié)果控制保護控制電路(11)通斷與脈沖寬度調(diào)制。
[0010]所述的三相過電壓保護器綜合檢測裝置進行工頻放電試驗與直流特性試驗的方法:
[0011]對帶串聯(lián)間隙過電壓保護器(15-1)進行工頻放電試驗時，由控制單元(5)檢測到按鍵操作(7)輸入的指令，同時控制控制開關(guān)(8)將電池(3)輸出切換到工頻逆變電路(9)，同時，控制單元(5)控制輸出斷路開關(guān)(11-1)閉合，高壓升壓變壓器(13)以0.1kV步進對被試品帶串聯(lián)間隙過壓保護器(15-1)的相相、相地之間加壓;測試過程中，交流電壓電流采樣電路(12)采集升壓前的電流電壓信號并通過AD轉(zhuǎn)換電路(17)實時發(fā)送至控制單元(5);當(dāng)電流突變時，0.2秒內(nèi)輸出斷路開關(guān)(11 -1)跳保護切斷工頻逆變電路(9)的輸出，控制單元
(5)記錄此時施加電壓值，同時將測試結(jié)果顯示到液晶屏；
[0012]對無間隙過壓保護器(15-2)直流ImA參考電壓試驗時，控制單元(5)檢測到按鍵操作⑴輸入的指令，同時控制單元(5)指令控制開關(guān)⑶將電池⑶輸出切換到IlOV升壓電路
(1)，同時，控制單元(5)控制PWM脈沖寬度調(diào)整電路(I1-2)輸出占空比逐漸增大的方波信號，方波信號經(jīng)高壓生成殘壓泄放電路(14)為無間隙過壓保護器(15-2)的相相、相地之間輸出直流電壓；同時直流電流電壓采樣電路(16)采集無間隙過壓保護器(15-2)的泄露電流并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路(17)發(fā)送至控制單元(5)，由控制單元(5)實時監(jiān)測施加的電流幅值，待流過過電壓保護器的電流穩(wěn)定于ImA后，系統(tǒng)會控制控制開關(guān)切斷控制開關(guān)(8)的輸出并自動記錄此時電壓數(shù)值，作為直流ImA參考電壓，同時測試結(jié)果通過控制單元顯示到液晶屏；
[0013]泄露電流測量時，由控制單元(5)檢測到鍵盤(7)輸入的指令，同時控制電池向被試品無間隙過壓保護器(15-2)的相相、相地之間施加0.75倍直流ImA參考電壓，同時采集并記錄此時電流值，記錄完成后控制單元發(fā)送控制命令切斷控制開關(guān)(8)的輸出，同時將測試結(jié)果顯示到顯示屏。
[0014]所述的方法，工頻放電試驗過程中，每次測量間隔不小于15秒，測量三次，求平均值，該值不應(yīng)小于說明書中規(guī)定參數(shù)值的85%。
[0015]所述控制單元(5)使用微芯公司的16位單片機dsPIC30F4013。引腳數(shù)40，有獨立的模擬供電引腳和數(shù)字供電引腳(使用時電源腳并104和103);其余參數(shù):24KB程序空間，2048B SRAM,1024B EEPR0M、3個 16位定時/計數(shù)器、16位PffM模塊、UART、SP1、I2C等，適合此項目應(yīng)用。
[0016]所述電池(3)使用12.6V/2200mA/h(4400mA/h)鋰電池，通過外接充電器給其充電，電路所需的+5V電壓由電源芯片LM2576轉(zhuǎn)換生成。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該三相過電壓保護器綜合檢測裝置結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，操作安全方便，采用可充電蓄電池供電和逆變電路可交直流兩用，可實現(xiàn)對有串聯(lián)間隙過電壓保護器的工頻放電試驗，及對無間隙型過電壓保護器的直流ImA參考電壓、泄漏電流的測量。由于采用可充電電池供電，可交直流兩用，便攜性好方便現(xiàn)場使用。本發(fā)明可方便、快速、準(zhǔn)確測試，提高工作效率及降低測試成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明三相過電壓保護器綜合檢測裝置接線圖；
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]參見圖1三相過電壓保護器綜合檢測裝置，包括:外接電源1、充電電路2、電池3、直流供電電路4、控制單元5、液晶顯示6、按鍵操作模塊7、控制開關(guān)8、工頻逆變電路9、11OV升壓電路10、保護控制電路11、交流電流電壓采樣電路12、高壓升壓變壓器13、高壓生成殘壓泄放電路14、過壓保護器15、直流電流電壓采樣電路16、AD轉(zhuǎn)換電路17。
[0021]所述保護控制電路包括輸出斷路開關(guān)11-1和HVM脈沖寬度調(diào)整電路11-2;三相過電壓保護器綜合檢測裝置所檢測的過壓保護器15包括帶串聯(lián)間隙過壓保護器15-1和無間隙過壓保護器15-2，PWM脈沖寬度調(diào)整電路11-2連接高壓生成殘壓泄放電路14，控制單元5控制HVM脈沖寬度調(diào)整電路11-2輸出占空比逐漸增大的方波信號，方波信號經(jīng)高壓生成殘壓泄放電路14為無間隙過壓保護器15-2的相相、相地之間輸出直流電壓；高壓升壓變壓器13連接輸出斷路開關(guān)11-1，對帶串聯(lián)間隙過電壓保護器15-1進行工頻放電試驗時，控制單元5控制輸出斷路開關(guān)11-1閉合，高壓升壓變壓器13以0.1kV步進對被試品(帶串聯(lián)間隙過壓保護器15-1)的相相、相地之間加壓。
[0022]所述三相過電壓保護器綜合檢測裝置工頻放電試驗與直流特性試驗的通用部分包括外接電源1、充電電路2、電池3、直流供電電路4、控制單元5、液晶顯示6、按鍵操作7、控制開關(guān)8、AD轉(zhuǎn)換電路17。所述外接電源I通過充電電路2為內(nèi)置電池3充電，所述電池3連接直流供電電路4為控制單元5及液晶顯示6供電，所述電池3同時還通過控制開關(guān)8連接工頻逆變電路9逆變得到工頻放電試驗的供電源，所述電池3同時還通過控制開關(guān)8連接IlOV升壓電路10得到直流特性試驗的供電源。所述按鍵操作模塊7發(fā)送指令至控制單元5完成三相過電壓保護器綜合檢測裝置的設(shè)置及功能實現(xiàn)。
[0023]交流電流電壓采樣電路12連接輸出斷路開關(guān)11-1，采集升壓前的電流電壓信號并通過AD轉(zhuǎn)換電路17實時發(fā)送至控制單元5，直流電流電壓采樣電路16連接無間隙過壓保護器15-2，采集無間隙過壓保護器15-2的泄露電流并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路17發(fā)送至控制單元5;所述控制單元5通過接收AD轉(zhuǎn)換電路17的電壓、電流信號采樣結(jié)果控制保護控制電路11通斷與脈沖寬度調(diào)制。
[0024]所述三相過電壓保護器綜合檢測裝置工頻放電試驗與直流特性試驗的專用部分描述如下:
[0025]對帶串聯(lián)間隙過電壓保護器15-1進行工頻放電試驗時，由控制單元5檢測到按鍵操作7輸入的指令，同時控制控制開關(guān)8將電池3輸出切換到工頻逆變電路9，進一步，控制單元5控制輸出斷路開關(guān)11-1閉合，高壓升壓變壓器13以0.1kV步進對被試品(帶串聯(lián)間隙過壓保護器15-1)的相相、相地之間加壓。測試過程中，交流電壓電流采樣電路12采集升壓前的電流電壓信號并通過AD轉(zhuǎn)換電路17實時發(fā)送至控制單元5。當(dāng)電流突變時，0.2秒內(nèi)輸出斷路開關(guān)11-1跳保護切斷工頻逆變電路9的輸出，控制單元5記錄此時施加電壓值，同時將測試結(jié)果顯示到液晶屏。
[0026]工頻放電試驗過程中，每次測量間隔不小于15秒，測量三次，求平均值，該值不應(yīng)小于說明書中規(guī)定參數(shù)值的85%。
[0027]對無間隙過壓保護器15-2直流ImA參考電壓試驗時，控制單元5檢測到按鍵操作7輸入的指令，同時控制單元5指令控制開關(guān)8將電池3輸出切換到IlOV升壓電路10，進一步，控制單元5控制PffM脈沖寬度調(diào)整電路11-2輸出占空比逐漸增大的方波信號，方波信號經(jīng)高壓生成殘壓泄放電路14為無間隙過壓保護器15-2的相相、相地之間輸出直流電壓(直流電壓的脈動部分不大于± 1.5% )。同時直流電流電壓采樣電路16采集無間隙過壓保護器15-2的泄露電流并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路17發(fā)送至控制單元5，由控制單元5實時監(jiān)測施加的電流幅值，待流過過電壓保護器的電流穩(wěn)定于ImA后，系統(tǒng)會控制控制開關(guān)切斷控制開關(guān)8的輸出并自動記錄此時電壓數(shù)值，作為直流ImA參考電壓，同時測試結(jié)果通過控制單元顯示到液晶屏。
[0028]泄露電流測量時，由控制單元5檢測到鍵盤7輸入的指令，同時控制電池向被試品無間隙過壓保護器15-2的相相、相地之間施加0.75倍直流ImA參考電壓(直流電壓的脈動部分不大于± 1.5%)，同時采集并記錄此時電流值(電流不應(yīng)大于50μΑ)，記錄完成后控制單元發(fā)送控制命令切斷控制開關(guān)8的輸出，同時將測試結(jié)果顯示到顯示屏。
[0029]如果數(shù)據(jù)需要保存，本測試儀可添加打印機，可根據(jù)顯示屏命令指示選擇數(shù)據(jù)打印。
[0030]本裝置采用直流逆變技術(shù)實現(xiàn)電池供電對三相過電壓保護器工頻放電試驗，同時測量時響應(yīng)迅速，有效降低了試驗時三相過電壓保護器的過壓沖擊。
[0031]本裝置可充電使用也可用交流供電使用，提過了便攜性，增強了現(xiàn)場實用性，提高了工作效率。
[0032]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種三相過電壓保護器綜合檢測裝置，其特征在于，包括:外接電源(I)、充電電路(2)、電池(3)、直流供電電路(4)、控制單元(5)、液晶顯示(6)、按鍵操作模塊(7)、控制開關(guān)(8)、工頻逆變電路(9)、11OV升壓電路(1 )、保護控制電路(11 )、交流電流電壓采樣電路(12)、高壓升壓變壓器(13)、高壓生成殘壓泄放電路(14)、過壓保護器(15)、直流電流電壓采樣電路(16)、AD轉(zhuǎn)換電路(17); 所述外接電源(I)通過充電電路(2)為內(nèi)置電池(3)充電，所述電池(3)連接直流供電電路(4)為控制單元(5)及液晶顯示(6)供電，所述電池(3)同時還通過控制開關(guān)(8)連接工頻逆變電路(9)逆變得到工頻放電試驗的供電源，所述電池(3)同時還通過控制開關(guān)(8)連接IlOV升壓電路(10)得到直流特性試驗的供電源;所述按鍵操作模塊(7)發(fā)送指令至控制單元(5)完成三相過電壓保護器綜合檢測裝置的設(shè)置及功能實現(xiàn)； 所述保護控制電路包括輸出斷路開關(guān)(11-1)和PWM脈沖寬度調(diào)整電路(11-2);三相過電壓保護器綜合檢測裝置所檢測的過壓保護器(15)包括帶串聯(lián)間隙過壓保護器(15-1)和無間隙過壓保護器(15-2)，PWM脈沖寬度調(diào)整電路(11-2)連接高壓生成殘壓泄放電路(14)，控制單元(5)控制PWM脈沖寬度調(diào)整電路(11-2)輸出占空比逐漸增大的方波信號，方波信號經(jīng)高壓生成殘壓泄放電路(14)為無間隙過壓保護器(15-2)的相相、相地之間輸出直流電壓;高壓升壓變壓器(13)連接輸出斷路開關(guān)(11-1)，對帶串聯(lián)間隙過電壓保護器(15-1)進行工頻放電試驗時，控制單元(5)控制輸出斷路開關(guān)(11-1)閉合，高壓升壓變壓器(13)以0.1kV步進對被試品帶串聯(lián)間隙過壓保護器(15-1)的相相、相地之間加壓； 交流電流電壓采樣電路(12)連接輸出斷路開關(guān)(11-1)，采集升壓前的電流電壓信號并通過AD轉(zhuǎn)換電路(17)實時發(fā)送至控制單元(5)，直流電流電壓采樣電路(16)連接無間隙過壓保護器(15-2)，采集無間隙過壓保護器(15-2)的泄露電流并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路(17)發(fā)送至控制單元(5);所述控制單元(5)通過接收AD轉(zhuǎn)換電路(17)的電壓、電流信號采樣結(jié)果控制保護控制電路(11)通斷與脈沖寬度調(diào)制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相過電壓保護器綜合檢測裝置進行工頻放電試驗與直流特性試驗的方法，其特征在于: 對帶串聯(lián)間隙過電壓保護器(15-1)進行工頻放電試驗時，由控制單元(5)檢測到按鍵操作(7)輸入的指令，同時控制控制開關(guān)(8)將電池(3)輸出切換到工頻逆變電路(9)，同時，控制單元(5)控制輸出斷路開關(guān)(11-1)閉合，高壓升壓變壓器(13)以0.1kV步進對被試品帶串聯(lián)間隙過壓保護器(15-1)的相相、相地之間加壓；測試過程中，交流電壓電流采樣電路(12)采集升壓前的電流電壓信號并通過AD轉(zhuǎn)換電路(17)實時發(fā)送至控制單元(5);當(dāng)電流突變時，0.2秒內(nèi)輸出斷路開關(guān)(11-1)跳保護切斷工頻逆變電路(9)的輸出，控制單元(5)記錄此時施加電壓值，同時將測試結(jié)果顯示到液晶屏； 對無間隙過壓保護器(15-2)直流ImA參考電壓試驗時，控制單元(5)檢測到按鍵操作(7)輸入的指令，同時控制單元(5)指令控制開關(guān)(8)將電池(3)輸出切換到I1V升壓電路(1)，同時，控制單元(5)控制PWM脈沖寬度調(diào)整電路(I1-2)輸出占空比逐漸增大的方波信號，方波信號經(jīng)高壓生成殘壓泄放電路(14)為無間隙過壓保護器(15-2)的相相、相地之間輸出直流電壓；同時直流電流電壓采樣電路(16)采集無間隙過壓保護器(15-2)的泄露電流并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路(17)發(fā)送至控制單元(5)，由控制單元(5)實時監(jiān)測施加的電流幅值，待流過過電壓保護器的電流穩(wěn)定于ImA后，系統(tǒng)會控制控制開關(guān)切斷控制開關(guān)(8)的輸出并自動記錄此時電壓數(shù)值，作為直流ImA參考電壓，同時測試結(jié)果通過控制單元顯示到液晶屏； 泄露電流測量時，由控制單元(5)檢測到鍵盤(7)輸入的指令，同時控制電池向被試品無間隙過壓保護器(15-2)的相相、相地之間施加0.75倍直流ImA參考電壓，同時采集并記錄此時電流值，記錄完成后控制單元發(fā)送控制命令切斷控制開關(guān)(8)的輸出，同時將測試結(jié)果顯示到顯示屏。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，工頻放電試驗過程中，每次測量間隔不小于15秒，測量三次，求平均值，該值不應(yīng)小于說明書中規(guī)定參數(shù)值的85%。
【文檔編號】G01R31/00GK105929292SQ201610550900
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】王立強, 王兆軍, 姜吉平, 程法民, 杜鵬, 田野, 西文藻
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司, 國家電網(wǎng)公司