一种适用于测量空气电弧的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电力系统控制技术领域，尤其涉及一种适用于测量空气电弧的试验装置。本实用新型专利技术试验装置主要包括阻容分压器、电流传感器、信号采集装置、信号调理电路、A/D转换电路、单片机控制芯片、RS232通讯模块以及电弧温度测量系统等。本实用新型专利技术试验装置不仅结构简单，操作方便，并且能够进行大量的清楚方便的对电弧自熄临界电流进行测试,测量试验波形，研究电弧自熄特性，并对电弧温度进行测量分析。本实用新型专利技术还具有传输距离远、信号质量好、抗干扰能力强的显著特点，利用信号测试装置将信号传送至单片机中对信号进行实时采集处理；最后利用通讯芯片RS232能够远距离无线传输电流信号，进行实时的监控。进行实时的监控。进行实时的监控。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于测量空气电弧的试验装置


[0001]本技术属于电力系统控制
，尤其涉及一种适用于测量空气电弧的试验装置。

技术介绍

[0002]配电网作为直接面向广大用户的关键环节，其安全性、稳定性以及故障后的快速恢复受到越来越多的关注，对城市经济的安全、稳定发展有着极其重要的现实意义。为保障对电力用户的供电稳定性，目前，国内很多地区配电网采用经消弧线圈的中性点接地方式。随着城市建设的发展，电缆在配电网中的应用越来越广泛，用户侧的用电设备情况也越来越复杂，系统的电容电流高速增长。原有的中性点经消弧线圈接地方式存在补偿容量不足的问题，在接地故障发生后，故障点残流过大，不利于电弧熄灭，导致电缆局部过热，绝缘破坏。
[0003]消弧线圈并列运行时，装置的档位严重不一致，或两台装置频繁动作。因此，在具体操作时，改为手动方式将两台装置并列，将其中一台固定在某一档位，另一台自动调档运行。但是，并列运行的消弧装置若发生接地故障，将故障线路切除后，该线路所带的消弧线圈容量也随之切除，可能会造成整个系统补偿容量不足的问题，而且固定容量可能导致整个系统的补偿下限提高，出现大量过补偿的现象，不利于控制故障点的残流。
[0004]东北地区的66kV系统由于系统电压更高，整体电容电流水平理论上也高于其他地区的35kV系统。目前广泛采用的将残余电流控制在10A以下即认为单相接地故障电弧可自行熄灭的理论也是基于10kV与35kV系统在空气条件下得到的，对于电压等级更高、电压恢复更快的66kV系统而言，该数值的适用性需要进一步的深入研究，由于目前城市建设的高速发展，66kV系统中架空线路与敞开式变电站的传统输变电方式比重逐渐降低，电缆与GIS相配合的输变电方式逐渐成为主流，由于电缆、GIS及空气绝缘的介质恢复速度与灭弧能力各不相同，因而传统的单相接地故障电弧自熄临界残余电流10A的标准不再适用，因而有必要对单相接地时的空气电弧自熄临界电流进行测试，为66kV系统消弧线圈配置提供依据。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本技术提供了一种适用于测量空气电弧的试验装置。其目的之一是该装置具有结构简单，操作方便的特点，其目的之二是不仅能够大量测量试验波形，研究电弧自熄特性，还可以对电弧温度进行测量分析。
[0006]本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种适用于测量空气电弧的试验装置，包括试验平台，所述试验平台包括：10/66kV馈线模拟模块、接地变消弧线圈模块及接地故障模拟模块相连接构成。
[0008]进一步的，所述10/66kV馈线模拟模块包括：架空线电缆模拟装置、接地开关A及接地开关B；所述架空线电缆模拟装置用于模拟馈线线路阻抗及导纳特性，两端分别连接接地开关A及接地开关B；用于在试验完成后释放架空线电缆模拟装置中电容储存的能量。
[0009]进一步的，所述接地变消弧线圈模块连接于架空线电缆模拟装置的进线侧，与馈线并联连接；接地变及消弧线圈用于构造电网中性点进行故障电流补偿；
[0010]所述接地变消弧线圈模块包括：接地变、接地开关C及消弧线圈成套设备；所述接地变并联到馈线上并引出中性点，中性点经接地开关C连接至消弧线圈成套设备；该模块中利用PT测量中性点电压，利用CT测量流经消弧线圈的电流。
[0011]进一步的，所述接地故障模拟模块包括：断路器成套装置、可变电阻、接地控制器及电弧模拟装置；
[0012]所述断路器成套装置用于保护系统安全，可变电阻用于模拟对地电阻，接地控制器用于发出故障模拟信号，电弧模拟装置用于模拟单相接地故障产生的空气电弧，其中利用阻容分压器RCVT测量电弧两端的电压，CT2测量电弧电流。
[0013]进一步的，所述试验装置的电气信号测量系统包括：信号检测单元和监控单元相连接构成；
[0014]所述信号检测单元是由阻容分压器、电流传感器、电弧温度测量系统的输入端与电弧发生装置相连；RCVT1、RCVT2、电流传感器、电弧温度测量系统的输出端连接信号采集装置的输入端；所述信号采集装置的输出端连接信号调理电路的输入端；所述信号调理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端；所述A/D转换电路的输出端连接单片机控制芯片的输入端；单片机的输出端连接通讯模块的输入端和电源信号转换；
[0015]所述监控单元为RS232通讯模块。
[0016]进一步的，所述装置还包括电源模块，其电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、LM2535T
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AD芯片及直流电源；
[0017]所述直流电源正极与第一电容C1一端、LM2535T
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AD芯片的第一引脚1相连；所述直流电源负极与第一电容C1另一端、LM2535T
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AD芯片的第三引脚3、LM2535T
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AD芯片的第五引脚5、地相连；所述LM2535T
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AD芯片的第四引脚4与第二电容C2、第三电容C3的一端、第二二极管D2正极、第一电阻R1相连；所述第二二极管D2负极与第三电阻R3的一端相连；所述第三电阻R3的另一端与第二电容C2、第三电容C3的另一端、地相连；所述LM2535T
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AD芯片的第二引脚与第一二极管D1的负极、第一电感L1的一端相连；所述第一二极管D1的正极与地相连；所述第一电感L1的另一端与第一电阻R1的一端相连；所述第一电阻R1的另一端与第二电阻R2相连；所述第二电阻R2的另一端与地相连。
[0018]进一步的，所述电弧温度测量系统是由中性滤光片的输入端与试验装置相连；所述中性滤光片的输出端分别与窄带滤光片λ1、窄带滤光片λ2的输入端相连；窄带滤光片λ1、窄带滤光片λ2的输出端分别与镜头的输入端相连；镜头的输出端与彩色CCD的输入端相连；彩色CCD的输出端与图像采集数据缓存装置的输入端相连；图像采集数据缓存装置的输出端与数据处理装置的输入端相连；数据处理装置的输出端与电弧温度分布显示器相连；
[0019]进一步的，所述信号调理电路是由第三二极管D3的负极与第四二极管D4的负极、第四电容C4、第四电阻R4的一端、第六电阻R6的一端、555定时器的
④
引脚、555定时器的第
⑧
引脚、三极管的发射极相连；所述第三二极管D3的正极与第五二极管D5的负极相连；所述第四二极管D4的正极与第六二极管D6的负极相连；所述第五二极管D5的正极与第六二极管D6的正极、第四电容C4的另一端、第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第九电阻R9的一端、555
定时器的第
①
引脚相连；所述第四电阻R4与第五电阻R5、555定时器的第
⑦
引脚相连；所述555定时器的第
②
引脚、555定时器的第
⑥
引脚同时与第五电阻R5的另一端、第五本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于测量空气电弧的试验装置，其特征是：包括试验平台，所述试验平台包括：10/66kV馈线模拟模块、接地变消弧线圈模块及接地故障模拟模块相连接构成；所述10/66kV馈线模拟模块包括：架空线电缆模拟装置、接地开关A及接地开关B；所述架空线电缆模拟装置用于模拟馈线线路阻抗及导纳特性，两端分别连接接地开关A及接地开关B；用于在试验完成后释放架空线电缆模拟装置中电容储存的能量。2.根据权利要求1所述的一种适用于测量空气电弧的试验装置，其特征是：所述接地变消弧线圈模块连接于架空线电缆模拟装置的进线侧，与馈线并联连接；接地变及消弧线圈用于构造电网中性点进行故障电流补偿；所述接地变消弧线圈模块包括：接地变、接地开关C及消弧线圈成套设备；所述接地变并联到馈线上并引出中性点，中性点经接地开关C连接至消弧线圈成套设备；该模块中利用PT测量中性点电压，利用CT测量流经消弧线圈的电流。3.根据权利要求1所述的一种适用于测量空气电弧的试验装置，其特征是：所述接地故障模拟模块包括：断路器成套装置、可变电阻、接地控制器及电弧模拟装置；所述断路器成套装置用于保护系统安全，可变电阻用于模拟对地电阻，接地控制器用于发出故障模拟信号，电弧模拟装置用于模拟单相接地故障产生的空气电弧，其中利用阻容分压器RCVT测量电弧两端的电压，CT2测量电弧电流。4.根据权利要求1所述的一种适用于测量空气电弧的试验装置，其特征是：所述试验装置的电气信号测量系统包括：信号检测单元和监控单元相连接构成；所述信号检测单元是由阻容分压器、电流传感器、电弧温度测量系统的输入端与电弧发生装置相连；RCVT1、RCVT2、电流传感器、电弧温度测量系统的输出端连接信号采集装置的输入端；所述信号采集装置的输出端连接信号调理电路的输入端；所述信号调理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端；所述A/D转换电路的输出端连接单片机控制芯片的输入端；单片机的输出端连接通讯模块的输入端和电源信号转换；所述监控单元为RS232通讯模块。5.根据权利要求4所述的一种适用于测量空气电弧的试验装置，其特征是：所述装置还包括电源模块，其电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、LM2535T
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AD芯片及直流电源；所述直流电源正极与第一电容C1一端、LM2535T
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AD芯片的第一引脚1相连；所述直流电源负极与第一电容C1另一端、LM2535T
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AD芯片的第三引脚3、LM2535T
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AD芯片的第五引脚5、地相连；所述LM2535T
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AD芯片的第四引脚4与第二电容C2、第三电容C3的一端、第二二极管D2正极、第一电阻R1相连；所述第二二极管D2负极与第三电阻R3的一端相连；所述第三电阻R3的另一端与第二电容C2、第三电容C3的另一端、地相连；所述LM2535T
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AD芯片的第二引脚与第一二极管D1的负极、第一电感L1的一端相连；所述第一二极管D1的正极与地相连；所述第一电感L1的另一端与第一电阻R1的一端相连；所述第一电阻R1的另一端与第二电阻R2相连；所述第二电阻R2的另一端与地相连。6.根据权利要求4所述的一种适用于测量空气电弧的试验装置，其特征是：
所述电弧温度测量系统是由中性滤光片的输入端与试验装置相连；所述中性滤光片的输出端分别与窄带滤光片λ1、窄带滤光片λ2的输入端相连；窄带滤光片λ1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汀，李冠华，陈浩然，宋云东，韦德福，钟雪，金鑫，徐建源，陈伟东，蒋元宇，闫征，陈瑞国，赵振威，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：