CN111913066A - 一种测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***和方法 - Google Patents
一种测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种测量特高压金属氧化物避雷器电阻片残压的***和方法。所述***和方法通过可调节输入电压的电源为测量回路提供交流输入电压，再通过调波电路将测量回路的交流调整成直流，并且通过调波电路中调波电阻和调波电感的共同作用来调整电流的幅值和波形，从而使回路中产生的电流波形的波头时间、波尾时间、波形幅值均可变，再通过与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接的电压、电流测量单元，可以更全面，准确地测量电阻片性能，为更好地确定特高压金属氧化物避雷器的伏安特征提供了数据。
Description
技术领域
本发明涉及电力测量领域,并且更具体地，涉及一种测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***和方法。
背景技术
测量避雷器电阻片残压是确定避雷器残压的基础，也是确定避雷器雷电冲击保护水平和操作冲击保护水平的基础。雷电流和操作冲击电流均是单极性的脉冲波，可用波头、波长、陡度、幅值等参数表征，这些参数均为变量。雷电流和操作冲击电流幅值一般采用累积概率分布来表征。避雷器电阻片在不同电流波形下呈现的电压值(称之为安秒特性)是不同的。20世纪二三十年代SiC问世以来，针对Si C电阻片的残压试验波形均为近似于1.2/50μs或1.5/40μs的冲击电压波形，这种波形并不能准确反映避雷器电阻片的雷电冲击残压水平和操作冲击残压水平。因此，在实验室中准确模拟雷电流和操作冲击电流波形，并测量避雷器电阻片在不同电流波形下的电压值对于建立准确的避雷器计算模型意义重大。
发明内容
为了解决现有技术中测量金属氧化物避雷器电阻片残压的试验回路和试验波形不够准确，从而不能准确反映避雷器电阻片的残压水平的问题，本发明提供一种测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***，所述***包括：
调波电路，其与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接，用于将测量回路中输入的交流调整成直流，并调整所述直流的幅值和波形；
测量单元，其与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接，用于测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压和电流。
进一步地，所述***还包括电源，其与调波电路连接，用于调节测量回路的交流输入电压，所述电源包括：
调压器，其与变压器连接，用于调节变压器一次侧电压；
变压器，其一次侧与调压器连接，二次侧与调波电路连接，用于调节输出到调波电路的电压和电流。
进一步地，所述调波电路包括：
硅堆，其一端与变压器连接，另一端与充电电容器连接，用于将测量回路中的交流调整成直流；
充电电容器，其一端与硅堆和调波电阻连接，另一端与变压器的二次侧连接，用于为测量回路充电和放电；
调波电阻，其一端与充电电容器连接，另一端与调波电感连接，和调波电感共同调整测量回路的直流的幅值波形，其中，所述波形包括波前时间和波尾时间；
调波电感，其一端与调波电阻连接，另一端与放电间隙连接，和调波电阻共同调整直流的幅值和波形。
进一步地，所述测量单元包括：
分压器，其一端与放电间隙和待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接，另一端接地，用于和测试仪一起测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压；
分流器，其一端与充电电容器连接，另一端接地，用于和测试仪一起测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片电流；
两个测试仪，其分别与分压器和分流器并联，用于测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压和电流。
进一步地，所述测试仪是示波器或者录波仪。
进一步地，所述***产生的陡波冲击电流的波形为(1±0.1)/≮3μs和(0.5±0.1)/≮1.5μs，电流1.5kA～50kA。
进一步地，所述***产生的雷电冲击电流的波形为(8±1)/(20±2)μs，电流0.5kA～100kA。
进一步地，所述***产生的操作冲击电流的波形为(30-60)μs/2倍波头，电流0.1kA～40kA。
进一步地，所述***产生的缓波前操作冲击电流的波形为(1000±100)/2倍波头，电流0.1kA～3kA。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种利用本发明所述的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压***测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的方法，所述方法包括：
将待测特高压金属氧化物避雷器电阻片接入所述测量回路；
根据待测特高压金属氧化物避雷器电阻片型号与调波电阻、调波电感的对应关系，调整调波电阻的电阻值和调波电感的电感值，使***产生测试所需的电流脉冲；
测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片在所述电流脉冲下的电压和电流。
本发明技术方案提供的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片残压的***和方法通过可调节输入电压的电源为测量回路提供交流输入电压，再通过调波电路将测量回路的交流调整成直流，并且通过调波电路中调波电阻和调波电压的共同作用来调整电流的幅值和波形，从而使回路中产生的电流波形的波头时间，波尾时间，波形幅值均可变，再通过与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接的测量单元，可以更全面，准确地测量电阻片性能，为更好地确定特高压金属氧化物避雷器的伏安特征提供了数据。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***的结构示意图；
图2为根据本发明优选实施方式的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***的结构示意图。如图1所示，本优选实施方式所述的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***100包括：
电源101，其与调波电路102连接，用于调节测量回路的交流输入电压，所述电源101包括：
调压器111，其与变压器112连接，用于调节变压器一次侧电压；
变压器112，其一次侧与调压器连接，二次侧与调波电路连接，用于调节输出到调波电路的电压和电流。
调波电路102，其一端与电源101连接，另一端与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片104连接，用于将测量回路中输入的交流调整成直流，并调整所述直流的幅值和波形；
测量单元103，其与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片104连接，用于测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压和电流。
优选地，所述调波电路102包括：
硅堆121，其一端与变压器112连接，另一端与充电电容器122连接，用于将测量回路中的交流调整成直流，一般选用性能优良的300kV和0.5A参数配置；
充电电容器122，其一端与硅堆121和调波电阻123连接，另一端与变压器112的二次侧连接，用于为测量回路充电和放电，一般选用150kV/0.15μF、150kV/0.5μF、100kV/0.5μF、100kV/3.5μF几种电容，进行组合，参数全面，配置灵活；
调波电阻123，其一端与充电电容器122连接，另一端与调波电感124连接，和调波电感124共同调整测量回路的直流的幅值波形，其中，所述波形包括波前时间和波尾时间，参数可调，配置灵活；
调波电感124，其一端与调波电阻123连接，另一端与放电间隙连接，和调波电阻123共同调整直流的幅值和波形，参数可调，配置灵活。
优选地，所述测量单元103包括：
分压器131，其一端与放电间隙和待测特高压金属氧化物避雷器电阻片104连接，另一端接地，用于和测试仪一起测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压，所述分压器包括高压臂1和低压臂2；
分流器132，其一端与充电电容器122连接，另一端接地，用于和测试仪一起测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片电流，参数可调，配置灵活；
两个测试仪133和134，其分别与分压器131和分流器132并联，用于测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片104的电压和电流。
优选地，所述测试仪133和134是示波器或者录波仪。
优选地，所述***产生的陡波冲击电流的波形为(1±0.1)/≮3μs和(0.5±0.1)/≮1.5μs，电流1.5kA～50kA。
优选地，所述***产生的雷电冲击电流的波形为(8±1)/(20±2)μs，电流0.5kA～100kA。
优选地，所述***产生的操作冲击电流的波形为(30-60)μs/2倍波头，电流0.1kA～40kA。
优选地，所述***产生的缓波前操作冲击电流的波形为(1000±100)/2倍波头，电流0.1kA～3kA。
图2为根据本发明优选实施方式的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的方法的流程图。如图2所示，本优选实施方式所述的利用本发明所述的测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压***测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的方法200从步骤201开始。
在步骤201，将待测特高压金属氧化物避雷器电阻片接入所述测量回路。
在步骤202，根据待测特高压金属氧化物避雷器电阻片型号与调波电阻、调波电感的对应关系，调整调波电阻的电阻值和调波电感的电感值，使***产生测试所需的电流脉冲。
在步骤203，测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片在所述电流脉冲下的电压和电流。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的***，其特征在于，所述***包括：
调波电路，其与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接，用于将测量回路中输入的交流调整成直流，并调整所述直流的幅值和波形；
测量单元，其与待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接，用于测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压和电流。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括电源，其与调波电路连接，用于调节测量回路的交流输入电压，所述电源包括：
调压器，其与变压器连接，用于调节变压器一次侧电压；
变压器，其一次侧与调压器连接，二次侧与调波电路连接，用于调节输出到调波电路的电压和电流。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述调波电路包括：
硅堆，其一端与变压器连接，另一端与充电电容器连接，用于将测量回路中的交流调整成直流；
充电电容器，其一端与硅堆和调波电阻连接，另一端与变压器的二次侧连接，用于为测量回路充电和放电；
调波电阻，其一端与充电电容器连接，另一端与调波电感连接，和调波电感共同调整测量回路的直流的幅值和波形，其中，所述波形包括波前时间和波尾时间；
调波电感，其一端与调波电阻连接，另一端与放电间隙连接，和调波电阻共同调整直流的幅值和波形。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述测量单元包括：
分压器，其一端与放电间隙和待测特高压金属氧化物避雷器电阻片连接，另一端接地，用于和测试仪一起测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压；
分流器，其一端与充电电容器连接，另一端接地，用于和测试仪一起测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片电流；
两个测试仪，其分别与分压器和分流器并联，用于测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片的电压和电流。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述测试仪是示波器或者录波仪。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***产生的陡波冲击电流的波形为(1±0.1)/≮3μs和(0.5±0.1)/≮1.5μs，电流1.5kA～50kA。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***产生的雷电冲击电流的波形为(8±1)/(20±2)μs，电流0.5kA～100kA。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***产生的操作冲击电流的波形为(30-60)μs/2倍波头，电流0.1kA～40kA。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***产生的缓波前操作冲击电流的波形为(1000±100)/2倍波头，电流0.1kA～3kA。
10.一种利用权利要求1至9中任意一个***测量特高压金属氧化物避雷器电阻片的残压的方法，其特征在于，所述方法包括：
将待测特高压金属氧化物避雷器电阻片接入所述测量回路；
根据待测特高压金属氧化物避雷器电阻片型号与调波电阻、调波电感的对应关系，调整调波电阻的电阻值和调波电感的电感值，使***产生测试所需的电流脉冲；
测量待测特高压金属氧化物避雷器电阻片在所述电流脉冲下的电压和电流。
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