CN203069685U - 电容器或电抗器投切试验综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其包括用于对待测电容器进行电压测量的电容分压器、用于对待测电容器进行电流测量的电流传感器、PT传感器、信号调理板、采集板及工控主板；信号调理板与电容分压器、电流传感器及PT传感器均电连接；采集板与信号调理板电连接；工控主板包括储存模块及分析计算模块，储存模块对采集板传送过来的信号进行保存；分析计算模块与储存模块电连接，对储存模块内保存的信号进行计算分析，通过分析计算模块分析计算电容分压器、PT传感器、电流传感器测量到的电压、电流参数，即可判断路器是否会重燃，操作简单、方便，无需大量的准备工作，也无需进行数据处理，功能完善、使用方便、便于推广使用。

Description

电容器或电抗器投切试验综合测试仪

【技术领域】

本实用新型涉及真空断路器试验领域，特别地，涉及一种电容器或电抗器投切试验综合测试仪。 

【背景技术】

真空断路器开合电容器组的大量试验研究表明，真空断路器开合电容器时存在弧后延时重击穿并能高频熄弧的特殊现象，即重燃现象。一旦发生重燃，会产生高幅值的重燃过电压，特别是多次重燃或多相重燃，其过电压严重威胁并联补偿装置和***的安全。 

一般来说，电容器组投入时的关合涌流峰值不应超过电容器组额定开断电流的20倍，关合频率不应大于1kHz。因此，对于开合电容器组的真空断路器无重燃或低重燃率就显得尤为重要，国家相应也制定有GB1984-2003《高压交流断路器》标准，规定投切电容器组的断路器性能必须不发生重燃。 

但在现场试验，目前国内尚无适合于电力***现场测试的专用检测设备。有些公司，如北京电力试验研究院曾用美国生产的Nicolet Muitipro瞬态数据分析仪作现场试验的波形记录。然而，因Nicolet Muitipro瞬态数据分析仪为非专业测试设备，因此，现场需要准备的工作量大，且测得的数据需要很多专业知识来处理，并不适合大量推广。 

【实用新型内容】

有鉴于此，有必要提供一种适合于大量推广的用于电力***现场测试的专用电容器或电抗器投切试验综合测试仪，以解决没有可大量推广使用的用于电 力***现场测试的专用电容器或电抗器投切试验综合测试仪的技术问题。 

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其包括用于对待测电容器进行电压测量的电容分压器、用于对待测电容器进行电流测量的电流传感器、用于对待测电容器母线侧电压进行测量的PT传感器、信号调理板、采集板及工控主板；信号调理板与电容分压器、电流传感器及PT传感器均电连接；采集板与信号调理板电连接；工控主板包括储存模块及分析计算模块，储存模块对采集板传送过来的信号进行保存；分析计算模块与储存模块电连接，对储存模块内保存的信号进行计算分析。 

进一步地，信号调理板包括阻容分压电路，电容分压器通过一个同轴电缆与阻容分压电路连接。 

进一步地，电容分压器包括电连接待测电容器的高压臂电容及低压臂电容，高压臂电容和低压臂电容串联，且低压臂电容接地，同轴电缆的第一端连接高压臂电容及低压臂电容之间的节点。 

进一步地，高压臂电容和低压臂电容之间还依次串联有一个第一电阻及一个第二电阻，同轴电缆的第一端通过一个第三电阻电连接第一电阻及第二电阻之间节点。 

进一步地，电容分压器还包括第一放电管和第二放电管，第一放电管和第二放电管反向并联形成一个并联支路，且并联支路的第一端连接第一电阻及第二电阻之间节点，并联支路的第二端接地。 

进一步地，阻容分压电路包括并联连接的第一支路及第二支路，第一支路包括相互串联的第一电容和第四电阻；第二支路包括依次串联的第二电容、第五电阻、第六电阻及第三电容，且第一支路和第二支路并联后的第一端连接同轴电缆的第二端，第一支路和第二支路并联后的第二端接地。 

进一步地，信号调理板还包括与阻容分压电路连接的信号调理模块，调理模块与第六电阻和第三电容并联。 

进一步地，采集板包括与信号调理模块电连接的AD模块、与AD模块电连接的FPGA模块、与FPGA模块电连接的RAM模块及USB接口模块；工控主板还包括与USB接口模块电连接的接口模块。 

进一步地，工控主板还包括输出模块及与输出模块电连接的显示模块，接口模块与输出模块均与储存模块电连接。 

进一步地，电流传感器及PT传感器均通过一个同轴电缆与信号调理板电连接。 

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：使用本实用新型的电容器或电抗器投切试验综合测试仪时，只需要通过电容分压器、电流传感器及母线PT来感测断路器投切动作时的电压、电流参数，并将这些参数依次通过信号调理板及采集板后输送给工控主板，通过主控主板的分析计算即可判断路器是否会重燃，操作简单、方便，无需大量的准备工作，且也无需进行数据处理，功能完善、使用方便、便于推广使用。 

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。 

【附图说明】

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中： 

图1是本实用新型优选实施例的电容器或电抗器投切试验综合测试仪的模块结构示意图； 

图2是图1中的电容分压器和信号调理板的结构示意图； 

图3是图1中的采集板的结构示意图。 

【具体实施方式】

为更好地理解本实用新型，以下将结合附图对实用新型的实施例进行详细的说明。 

请参照图1，本实用新型优选实施例提供的电容器或电抗器投切试验综合测试仪包括电容分压器1、电流传感器3、对待测电容器母线侧电压测量的PT传感器5、信号调理板7、与信号调理板7电连接的采集板8及与采集板8电连接的工控主板9。其中，信号调理板7、采集板8及工控主板9集成在一个主机4内。电容分压器1对待测电容器进行电压测量并分压。 

其中，电容分压器1、电流传感器3、PT传感器5均通过同轴电缆2与信号调理板7电连接。当电容器侧高压电经电容分压器1分压后，由同轴电缆2将分压后的低压电信号送给信号调理板7。电流传感器3用于对待测的电容器进行电流测量，并通过同轴电缆2将该测得的电流信号传送给信号调理板7。PT传感器5测量的母线侧电压通过同轴电缆2输送给信号调理板7。信号调理板7将收到的电压及电流信号经过处理后，传送给采集板8；采集板8将收到的这些信号数据传送给工控主板9，工控主板9将信号数据保存在硬盘，并通过分析计算得到断路器投切动作时各相暂态峰值与稳态峰值之比、合闸涌流倍数、合闸涌流频率，从而自动判断断路器是否有重燃。优选地，在本实施方式中，电流传感器3为开口式钳形电流传感器。 

在本实施方式中，工控主板9包括接口模块91、储存模块93、分析计算模块95、输出模块97及显示模块99。接口模块91用于连接采集板8，从而接受采集板8的信号；此外，接口模块91还可用于外接U盘、移动硬盘等实现数据 的拷贝及上传。储存模块93分别电连接接口模块91及分析计算模块95，用于将通过接口模块91连接的数据保存起来，并输送至分析计算模块95进行分析计算。此外，分析计算模块95分析计算后得到的各种数据及结论均输送至储存模块93进行保存。显示模块99电连接输出模块97，且输出模块97电连接存储模块93，用于将存储模块93内的数据及结论输出并显示出来。分析计算模块95将采集板8传送过来的信号数据，进行计算得到电压、电流等各类参数录波，并将这些录波显示在同一时间坐标轴上，再通过分析各相暂态峰值与稳态峰值之比、合闸涌流倍数、合闸涌流频率，来自动判断该断路器是否有重燃。在本实施方式中，接口模块91为USB接口或网络接口；显示模块99为大屏幕真彩液晶屏及触摸屏。通过操持显示模块99，上述录波的波形可放大、缩小、移动、重叠及隐藏等功能，使用方便、可靠性高。 

请结合参照图2，电容分压器1包括高压臂电容C1、第一放电管FR1、第二放电管FR2、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。高压臂电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、低压臂电容C2依次串联连接，且低压臂电容C2接地。其中，第一电阻R1及第二电阻R2串接在高压臂电容C1和低压臂电容C2之间。第三电阻R3的第一端连接第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点，第三电阻R3的第二端与同轴电缆2的第一端连接。第一放电管FR1、第二放电管FR2反向并联形成一个并联支路，且该并联支路的第一端连接第一电阻R1和第二电阻R2之间的节点，该并联支路的第二端接地，这样，第一放电管FR1或第二放电管FR2两端的电压高过其保护规格值时，其内部会出现短路现象，并吸收掉输入的过高压，从而保护高压臂电容C1或低压臂电容C2。高压臂电容C1和低压臂电容C2分别电连接被测量电容器的两端。优选的，在本实施方式中，第一放电管FR1、第二放电管FR2均为陶瓷放电管。 

信号调理板7包括与同轴电缆2的第二端电连接的阻容分压电路71及与阻容分压电路71电连接的信号调理模块73。阻容分压电路71包括第一电容C4、第二电容C5、第三电容C6、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6。其中，第一电容C4和第四电阻R4相互串联成第一支路；第二电容C5、第五电阻R5、第六电阻R6及第三电容C6依次串联成第二支路。其中，第一支路和第二支路并联后形成并联电路，且该并联电路的第一端与同轴电缆2的第二端连接，该并联电路的第二端接地。信号调理模块73与第六电阻R6和第三电容C6并联。被测量电容器侧高电压电经过电容分压器1分压电路后，将电压降低为100V以内的低压；该低压电信号经同轴电缆2传送至信号调理板7的阻容分压电路71进行二次分压后传送给信号调理模块73，经信号调理模块73调理好的信号送给采集板8。通过电容分压器1，能同时满足10kV及35kV电容器。 

请结合参见图3，在本实施方式中，采集板8为高速采集板。其中，采集板8包括AD模块81、与AD模块81电连接的FPGA模块83、与FPGA模块83电连接的RAM模块85及USB接口模块87。AD模块81与信号调理模块73电连接，以将信号调理模块73传送的模拟电信号转化为数字信号电路，并将该数字信号电路传送至FPGA模块83。FPGA模块83将接受的数字信号直接存入RAM模块85。USB接口模块87电连接工控主板9的接口模块91，通过USB接口模块87，可将采集板8采集并储存在RAM模块85内的数字信号输送至工控主板9，并通过工控主板9计算分析得到断路器是否会重燃，并通过工控主板9的显示模块99将分析的过程及结论显示出来。 

显然的，在其它实施方式中，本实用新型的电容器或电抗器投切试验综合测试仪还可以用于对电抗器的投切试验进行测试。 

使用本实用新型的电容器或电抗器投切试验综合测试仪时，只需要通过电 容分压器1、电流传感器3及PT传感器5来感测断路器投切动作时的电压、电流参数，并将这些参数依次通过信号调理板7及采集板8后输送给工控主板9，通过主控主板9的分析计算即可判断路器是否会重燃，操作简单、方便，无需大量的准备工作，且也无需进行数据处理，功能完善、使用方便、便于推广使用。 

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.一种电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其包括用于对待测电容器进行电压测量的电容分压器（1）、用于对所述待测电容器进行电流测量的电流传感器（3）、用于对所述待测电容器母线侧电压进行测量的PT传感器（5）、信号调理板（7）、采集板（8）及工控主板（9）；

所述信号调理板（7）与所述电容分压器（1）、所述电流传感器（3）及所述PT传感器（5）均电连接；

所述采集板（8）与所述信号调理板（7）电连接；

所述工控主板（9）包括储存模块（93）及分析计算模块（95），所述储存模块（93）对所述采集板（8）传送过来的信号进行保存；所述分析计算模块（95）与所述储存模块（93）电连接，对所述储存模块（93）内保存的信号进行计算分析。

2.根据权利要求1所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述信号调理板（7）包括阻容分压电路（71），所述电容分压器（1）通过一个同轴电缆（2）与所述阻容分压电路（71）连接。

3.根据权利要求2所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述电容分压器（1）包括电连接所述待测电容器的高压臂电容（C1）及低压臂电容（C2），所述高压臂电容（C1）和所述低压臂电容（C2）串联，且所述低压臂电容（C2）接地，所述同轴电缆（2）的第一端连接所述高压臂电容（C1）及所述低压臂电容（C2）之间的节点。

4.根据权利要求3所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述高压臂电容（C1）和所述低压臂电容（C2）之间还依次串联有一个第一电阻（R1）及一个第二电阻（R2），所述同轴电缆（2）的第一端通过一个第三电阻（R3）电连接所述第一电阻（R1）及所述第二电阻（R2）之间节点。

5.根据权利要求4所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在 于：所述电容分压器（1）还包括第一放电管（FR1）和第二放电管（FR2），所述第一放电管（FR1）和所述第二放电管（FR2）反向并联形成一个并联支路，且所述并联支路的第一端连接所述第一电阻（R1）及所述第二电阻（R2）之间节点，所述并联支路的第二端接地。

6.根据权利要求2所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述阻容分压电路（71）包括并联连接的第一支路及第二支路，所述第一支路包括相互串联的第一电容（C4）和第四电阻（R4）；所述第二支路包括依次串联的第二电容（C5）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）及第三电容（C6），且所述第一支路和所述第二支路并联后的第一端连接所述同轴电缆（2）的第二端，所述第一支路和所述第二支路并联后的第二端接地。

7.根据权利要求6所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述信号调理板（7）还包括与所述阻容分压电路（71）连接的信号调理模块（73），所述调理模块（73）与所述第六电阻（R6）和所述第三电容（C6）并联。

8.根据权利要求7所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述采集板（8）包括与所述信号调理模块（73）电连接的AD模块（81）、与所述AD模块（81）电连接的FPGA模块（83）、与所述FPGA模块（83）电连接的RAM模块（85）及USB接口模块（87）；所述工控主板（9）还包括与所述USB接口模块（87）电连接的接口模块（91）。

9.根据权利要求8所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征在于：所述工控主板（9）还包括输出模块（97）及与所述输出模块（97）电连接的显示模块（99），所述接口模块（91）与所述输出模块（97）均与所述储存模块（93）电连接。

10.根据权利要求1所述的电容器或电抗器投切试验综合测试仪，其特征 在于：所述电流传感器（3）及所述PT传感器（5）均通过一个同轴电缆（2）与信号调理板（7）电连接。 

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