一种ＭＯＡ泄漏电流在线测试仪进行校准的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力测试设备与仪器的校准，涉及一种ＭＯＡ泄漏电流在线测试仪校准方法与装置，适用对ＭＯＡ泄漏电流在线测试仪进行校准。方法：由一台标准源来产生标准的电压与电流信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的ＭＯＡ泄漏电流在线测试仪进行测量。装置：包括控制单元、电压信号发生单元、含谐波的电流信号发生单元和自校正单元；电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元均与自校正单元连接，自校正单元与控制单元连接，控制单元与电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元连接；电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元分别输出标准电压信号和电流信号。本发明专利技术产生的标准电压、电流信号能模拟各种ＭＯＡ的运行情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力测试设备与仪器的校准，检定领域，涉及一种金属氧化物避雷器 (以下称Μ0Α)泄漏电流在线测试仪校准的方法与装置，适用于对MOA泄漏电流在线测试仪 进行校准。
技术介绍
MOA通常是指阀片由氧化锌(以下称SiO)等电阻片相串联或并联构成的避雷器。 MOA具有优异的保护性能，从SiO阀片的伏安特性曲线可以看到，其非线性特性远远优于碳 化硅(以下称SiC)构成的阀式避雷器。其晶界层的相对介电常数可达500 2000，使阀片 具有相当大的通流能力。单位面积的SiO电阻片的通流能力大约是SiC电阻片的4倍，因 此MOA具有良好的吸收雷击过电压和暂态过电压的能力。80年代以来，凭借着其优良的性 能和较高的运行可靠性，MOA在电力系统中得到了的广泛应用，电力系统的安全性得到了极 大的提高。MOA在投入电网运行后，大部分运行良好，但是在运行中也有损坏或爆炸的事故发 生。中国电力科学研究院的统计资料表明，高压MOA的全国平均事故率国产产品为0. 286 相/百相·年，进口产品为0. 34相/百相·年。对MOA进行监测并且采取有效的措施来防 止其运行中的事故发生，以保证电力系统的安全可靠运行是十分必要的。目前MOA的监测方法主要有三种方法预防性试验、带电检测和在线监测。对于周期性预防试验，使用较多的是测量避雷器在直流ImA下的电压仏-和75% UlmA下的泄漏电流Ia75UlmA，UlmA—般位于伏安特性曲线上由预击穿区进入击穿区的转折点 处，是限制或释放电流的临界点，可反映MOA的寿命和保护性能等。而Ia75UlmA与MOA的寿 命有直接的关系，一般在同一温度下此泄漏电流与寿命成反比。带电检测主要是检测泄漏电流及其阻性分量，采取补偿法或数字谐波分析法，将 全电流中的阻性分量与容性分量分离开来，并根据其阻性分量的变化来判断MOA的运行情 况。也有用远红外线带电检测，它是用红外探测仪探测被测目标的红外辐射信号，经放大、 转换处理后得到红外热像图，根据附带的固化程序分析得到正在运行的MOA各节阀片的温 度来确定是否有缺陷。该方法为非电气检测，操作简单，很适合现场使用，安全度和灵敏度 都很高，一般判断温差达到1°C便可确定有缺陷。传统MOA在线监测所使用的方法是测量接地引下线上通过的全泄漏电流，此法只 能判断受潮劣化，对老化不灵敏，尤其是早期老化。如阻性电流幅值从50 μ A增大到250 μ A 时，全电流的增大可能只有百分之几。近几年出现的泄漏电流在线测试仪可以测量MOA泄 漏电流中的主要谐波分量的幅值与相角，并与电压中基波电压分量的相角相比较，得出电 流中的阻性电流分量幅值，具有较好的性能，并得到了推广应用。综合以上所提到的三种方法，如果采用周期性预防性试验，根据避雷器预试周期 的要求，它所保护的主设备需每年停电一次，这样被保护设备的运行可靠性大大降低。另一 方面，保护主变压器与单母线结构的避雷器，市场因为运行方式的限制而无法停运主设备，导致避雷器无法按时停电预试。鉴于此，目前实际应用中多以带电检测方法为主。通过测 试仪测得氧化锌避雷器带电运行下的阻性泄漏电流，于标准值对比，判断其运行状况。这种 方法简单简单易行，可以提前发现有缺陷的氧化锌避雷器，保证了设备的安全运行。MOA泄漏电流在线测试仪的工作原理与传统测试仪有所区别，需要一种有特殊功 能的标准源对其进行校准。目前投入使用的MOA泄漏电流在线测试仪的精度最高为1 %，测 量的内容包括全泄漏电流峰值和有效值，阻性电流基波峰值和3、5、7次谐波含量等。因此 氧化锌避雷器测试仪标准装置输出的基波电压和电流精度应该达到0. 1%，相角精度应该 达到0.05°。对于高精度、便于调节的数字式标准源和标准装置，在计量、检测领域有着十分广 泛的应用，相关的产品国外在90年代初便已研制成功。通过CPU控制的标准源能产生交 流正弦和含谐波分量的电压电流信号，达到了很高的精度。例如，美国FLUKE公司研制的 6100A型标准源可以单相运行，也可以组合为2 4相运行，模拟各种电力系统，包括零线 电位变化的不平衡三相系统，而且每一相的电压、电流都可以完全独立地控制，相位角可在 0° 士 180°范围调整。该仪器可以提供标准的交流电压和交流电流，校准各种交流电压 表、交流电流表、功率表、相位表和电能表。但是该型号的标准源不能产生微安级电流，无法 模拟氧化锌避雷器正常运行时的情况。国内研究生产标准源和标准装置的科研机构和企业也比较多，比较好的有上海仪 表研究所研制的YS87B可程控多功能标准源和广州市羊城科技实业有限公司研制的YC系 列程控式电能表标准装置。两者都能输出多路的测试信号，准确度均达到了 0. 01级，但最 小只能输出0. IA的电流，且输出相位的精度为0.5°，均无法达到校准MOA泄漏电流在线测 试仪标准装置输出的基波电压和电流精度应该达到0. 1%，相角精度应该达到0. 05°的技 术要求。综上所述，目前国内外现有的标准源和标准装置在测量范围和工作原理上均有不 足，需要针对MOA泄漏电流在线测试仪提出一种新的MOA泄漏电流在线测试仪校准方法，并 研制出相应的校准装置，以满足目前MOA泄漏电流在线测试仪校准工作的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种对MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的 方法，以满足目前MOA泄漏电流在线测试仪校准工作的迫切需求。本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案是一种对MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的方法由一台标准源来产生标准的电 压与电流信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的MOA泄漏电流在线测试 仪进行测量。本专利技术要解决的另一个技术问题在于提供一种输出电压、电流标准信号精度高的 MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，用该装置用为标准源对MOA泄漏电流在线测试 仪给予校准。本专利技术所提供的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，包括控制单元、 电压信号发生单元、含谐波的电流信号发生单元和自校正单元；电压信号发生单元和含谐 波的电流信号发生单元均与自校正单元连接，自校正单元与控制单元连接，控制单元与电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元连接；电压信号发生单元和含谐波的电流信 号发生单元分别输出标准电压信号和电流信号。控制单元由DSP单元与触摸屏单元构成，DSP单元与触摸屏单元连接；电压信号发生单元由第一数据存储单元RAM、第一逻辑控制单元CPLD、第一高速 高精度D/A转换芯片、第一滤波放大单元和精密升压变压器构成；第一数据存储单元RAM、 第一逻辑控制单元CPLD、第一高速高精度D/A转换芯片、第一滤波放大单元和精密升压变 压器依次连接；含谐波的电流信号发生单元由第二数据存储单元RAM、第二逻辑控制单元CPLD、 第二高速高精度D/A转换芯片、第二滤波放大单元和电压/电流变换模块构成；第二数据存 储单元RAM、第二逻辑控制单元CPLD、第二高速高精度D/A转换芯片、第二滤波放大单元和 电压/电流变换模块依次连接；自校正单元由第三高速高精度A/D转换芯片、第一采样保持单元、第二采样保持 单元和相位检测单元构成；第一采样保持单元与第二采样保持单元的输出端与第三高速高 精度A/D转换芯片输入端连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＭＯＡ在线测试仪校准方法，其特征在于由一台标准源来产生标准的电压与电流信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的ＭＯＡ泄漏电流在线测试仪进行测量。

【技术特征摘要】
1.一种MOA在线测试仪校准方法，其特征在于由一台标准源来产生标准的电压与电流 信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。2.—种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于包括控制单元(1)、电 压信号发生单元O)、含谐波的电流信号发生单元C3)和自校正单元；所述电压信号发 生单元( 和所述含谐波的电流信号发生单元C3)均与所述自校正单元(4)连接，所述自 校正单元(4)与所述控制单元(1)连接，所述控制单元(1)与所述电压信号发生单元(2) 和所述含谐波的电流信号发生单元C3)连接；所述电压信号发生单元(2)和所述含谐波的 电流信号发生单元C3)分别输出标准电压信号和电流信号。3.如权利要求2所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述控制单元(1)由DSP单元(11)与触摸屏单元(1 构成，所述DSP单元(11)与所述触 摸屏单元(12)连接；所述电压信号发生单元O)由第一数据存储单元RAMQ1)、第一逻辑控制单元 CPLD 0 、第一高速高精度D/A转换芯片(23)、第一滤波放大单元Q4)和精密升压变压器 (25)构成；所述第一数据存储单元RAM(21)、所述第一逻辑控制单元CPUK2》、所述第一高 速高精度D/A转换芯片(23)、所述第一滤波放大单元(24)及所述精密升压变压器05)依 次连接；所述含谐波的电流信号发生单元(3)由第二数据存储单元RAM(31)、第二逻辑控制单 元CPLD (3 、第二高速高精度D/A转换芯片(33)、第二滤波放大单元(34)和电压/电流变 换模块(3 构成；所述第二数据存储单元RAM(31)、所述第二逻辑控制单元CPLD(3 、所述 第二高速高精度D/A转换芯片(33)、所述第二滤波放大单元(34)及所述电压/电流变换模 块(3 依次连接；所述自校正单元由第三高速高精度A/D转换芯片(41)、第一采样保持单元(42)、 第二采样保持单元^幻和相位检测单元G4)构成；所述第一采样保持单元0 与所述 第二采样保持单元^幻的输出端与所述第三高速高精度A/D转换芯片输入端连接， 所述第三高速高精度A/D转换芯片输出端和所述相位检测单元G4)的输出端与所述 DSP单元输入端(11)连接；所述精密升压变压器0 输出标准电压信号Uot并与所述第一采样保持单元02)和 所述相位检测单元G4)的输入端连接；所述电压/电流变换模块(3 输出标准电流信号 Itm并与所述第二采样保持单元^幻和所述相位检测单元G4)的输入端连接；所述DSP单 元(11)与所述第一逻辑控制单元CPLD 0 和所述第二逻辑控制单元CPLD (3 分别连接。4.如权利要求3所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述DSP单元(11)输出控制信号和输入数据信号与所述触摸屏单元(1 连接；所述DSP 单元(11)由DSP芯片(111)、仿真RAM(112)和PLL芯片(113)构成，所述触摸屏单元(12) 由液晶显示屏(121)及驱动器(123)、触摸控制屏(122)及控制器(124)构成；所述仿真 RAM(112)通过数据总线与地址总线与所述DSP芯片(111)相连接，所述PLL芯片(113)的 输出端连接到所述DSP芯片(111)时钟输入端；所述液晶显示屏(121)通过控制总线与数 据总线与所述驱动器(123)连接，所述驱动器(123)通过串行总线...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建海，吕景顺，李世伟，孙亚明，舒乃秋，李自品，彭鹏，杨志华，彭辉，李豹，
申请(专利权)人：甘肃电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]