本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備輔助測試設(shè)備，特別是涉及一種測試電力系統(tǒng)變電站直流電源回路對地電容值的設(shè)備。

背景技術(shù)：

變電站直流電源系統(tǒng)是為繼電保護設(shè)備、自動化設(shè)備通訊設(shè)備提供工作電源的一種電力電源設(shè)備，工作電壓通常為220V、110V、48V電壓等級，直流電源是不接地系統(tǒng)并具有不間斷供電、輸出能力強、短路電流大、可靠性強等優(yōu)點。變電站現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)用廣泛，形成分布廣、分支回路多、饋線結(jié)構(gòu)復(fù)雜、導(dǎo)線長等特點，其供電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線對地之間也就自然而然形成了分布電容。直流回路對地的電容除了導(dǎo)線對地形成的分布電容外，還有保護設(shè)備IEM可靠性的需要所添加的濾波電容。有關(guān)文獻報道中表明，變電站直流電源對地的最大電容可達500uF以上。變電站對地電容對直流電源來說，因電容是隔直流通交流的特性，對直流電源可靠性沒有產(chǎn)生任何問題。對于整個保護回路而言具有較大影響，其電容值過大對繼電保護設(shè)備正確動作將會產(chǎn)生一定的危害性。有報道表明發(fā)生繼電保護誤動的事故中，有直流電容對地引發(fā)，常常有因直流系統(tǒng)一點接地，對地電容放電引發(fā)了繼電保護設(shè)備誤動。所以電力系統(tǒng)要求直流電源系統(tǒng)不要環(huán)路供電就是減少直流對地電容值過所采取的措施之一。采用獨立分支回路供電來控制直流電源對地電容值外。這種對地電容值目前國內(nèi)并沒有專用的測試設(shè)備。平時所撐握的直流電源對地電容值都是采用模擬放電方法計算出來的，常常是電力系統(tǒng)發(fā)生保護設(shè)備誤動作后。采用模擬充放電計算出直流系統(tǒng)對地電容值。由于直流電源是不接地的長期供電的電源設(shè)備，常用的電容測試儀也無法準確的對直流電源對地電容值進行測量。所以，開發(fā)一種合適于變電站直流電源系統(tǒng)測試的對地電容測試儀，對于電力工作者了解變電站直流電源對地電容值過大，排除繼電保護設(shè)備誤動隱患是有很強的實用性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站直流電源對地電容值測試的一種便攜式設(shè)備，實現(xiàn)測量直流電源各回路對地電容值，可適應(yīng)用于不同電壓等級不同的直流電源系統(tǒng)，合適于各種變電站應(yīng)用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種便攜式直流電源回路對地電容測試儀，其特征在于：包括有接地夾、接地線、測試導(dǎo)線、測試主機、電流鉗、被測的直流電源回路；測試主機與接地線相接，接地線通過接地夾與大地相接，測試主機與測試導(dǎo)線相接，測試導(dǎo)線的另一端與被測的直流電源回路相接，電流鉗鉗于被測的直流電源回路上測量直流回路上，測試主機自動測試回路對地電容值。

所述的一種便攜式直流電源回路對地電容測試儀，其特征還在于:測試主機包括電流鉗信號輸入接口、信號放大模塊、低頻信號發(fā)生器、信號同步輸出模塊、信號源功放、信號源輸出接口、信號同步處理模塊、整流模塊、信號濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、工作電源模塊、CPU、存貯單元、顯示器、機殼、信號饋入導(dǎo)線組成；測試主機中的電流鉗信號輸入口與信號放大模塊相接；低頻信號發(fā)生器與信號同步輸出模塊相接；低頻信號發(fā)生器與信號源功放相接，信號源功放與信號源輸出接口相接；信號源輸出接口通過信號饋入導(dǎo)線接到被測的直流電源回路；電流鉗夾在被測的直流電源回路上，測量低頻信號發(fā)生器發(fā)生的低頻信號產(chǎn)生的回路電容電流；信號放大模塊與信號同步處理模塊相接；信號同步輸出模塊與信號同步處理模塊相并接；同步信號處理模塊與整流模塊相接；整流模塊與信號濾波模塊相接；信號濾波模塊與A/D轉(zhuǎn)換器相接；A/D轉(zhuǎn)換器與CPU相接；CPU與顯示器相接；信號源CPU與存貯單元相接；工作電源模塊輸出站與各單元模塊相并接；信號放大模塊、信號同步處理模塊、整流模塊、信號濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、工作電源模塊、CPU存貯單元、顯示器都安裝于機殼內(nèi)，機殼外設(shè)有：信號輸出接口、大地接口、電流鉗信號輸入口。

1、裝置結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，采樣精度高，線性范圍廣。

2、體積小，重量輕，攜帶方便，合適各變電站測試。

3、裝置接線簡單，測試安全。

附圖說明

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

圖2本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標號說明

(1)—接地夾；(2)—接地線；(3)—測試導(dǎo)線；(4)—測試主機；(5)—電流鉗；(6) —被測的直流電源回路。

(101)—電流鉗信號輸入接口；(102)—信號放大模塊；(103)—低頻信號發(fā)生器；(104)—信號同步輸出模塊；(105)—信號源功放；(106)—信號源輸出接口； (107)—信號同步處理模塊；(108)—整流模塊；(109)—信號濾波模塊；(110)—A/D轉(zhuǎn)換器， (111)—CPU；(112)--存貯單元；(113)—顯示器；(114)—工作電源模塊；(115)—機殼；(116)—信號饋入導(dǎo)線。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站直流電源對地電容值測試的一種便攜式設(shè)備，實現(xiàn)測量直流電源各回路對地電容值?？蓱?yīng)用于不同電壓等級不同的直流電源系統(tǒng)，本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站直流電源對地電容值測試的一種便攜式設(shè)備，實現(xiàn)測量直流電源各回路對地電容值?？蓱?yīng)用于不同電壓等級不同的直流電源系統(tǒng)，合適于各變電站之間移動應(yīng)用測試。本發(fā)明包括了：接地夾(1)、接地線(2)、測試導(dǎo)線(3)、測試主機(4)、電流鉗(5)、被測的直流電源回路(6)；測試主機(4)與接地線(2)相接，接地線(2)通過接地夾(1)與大地相接，測試主機(4)與測試導(dǎo)線(3)相接，測試導(dǎo)線(3)的另一端與被測的直流電源回路(6)相接，電流鉗(5)鉗于被測的直流電源回路(6)上測量直流回路上，測試主機（4）自動測試直流電源回路對地電容值。具有體積小，重量輕，攜帶方便，測量時間短。

如圖2所示，測試主機(4)由電流鉗信號輸入接口(101)、信號放大模塊(102)、低頻信號發(fā)生器(103)、信號同步輸出模塊(104)、信號源功放(105)、信號源輸出接口(106)、信號同步處理模塊(107)、整流模塊(108)、信號濾波模塊(109)、A/D轉(zhuǎn)換器(110)、CPU(111)、存貯單元(112)、顯示器(113)、工作電源模塊(114)、機殼(115)、信號饋入導(dǎo)線(116)組成測試主機(4)中的電流鉗信號輸入接口(101)與信號放大模塊(102)相接；低頻信號發(fā)生器(103)與信號同步輸出模塊(107)相接；低頻信號發(fā)生器(103)與信號源功放(105)相接，信號源功放(105)與信號源輸出接口(106)相接；信號源輸出接口(106)通過信號饋入導(dǎo)線(116)接到被測的直流電源回路(6)；電流鉗(5)夾在被測的直流電源回路(6)上，測量低頻信號發(fā)生器(103)發(fā)生的低頻信號產(chǎn)生的回路電容電流；信號放大模塊(102)與信號同步處理模塊(107)相接；信號同步輸出模塊(104)與信號同步處理模塊(107)相并接；同步信號處理模塊(107)與整流模塊(108)相接；整流模塊(108)與信號濾波模塊(109)相接；信號濾波模塊(109)與A/D轉(zhuǎn)換器相接(110)；A/D轉(zhuǎn)換器(110)與CPU(111)相接；CPU(111)與顯示器(113)相接；信號源CPU(111)與存貯單元(112)相接；工作電源模塊(114)輸出站與各單元模塊相并接；信號放大模塊(102)、信號同步處理模塊(107)、整流模塊(108)、信號濾波模塊(109)、A/D轉(zhuǎn)換器(110)、工作電源模塊(114)、CPU(111)、存貯單元(112)、顯示器(113)都安裝于機殼(115)內(nèi)，機殼(115)外殼表面設(shè)有：信號輸出接口、大地接口、電流鉗信號輸入口。使用時接上相關(guān)的導(dǎo)線就可以，不用時幾個接口導(dǎo)線不用聯(lián)接，安全、方便 、體積小。

接地夾(1)測試夾采用接地專用的小型鍔魚夾。夾于直流屏的接地端或外殼是，保證了信號接地端接地。

接地線(2)用于連接大地與測試主機(4)的導(dǎo)線，采用1.5平方導(dǎo)線，黑色。一頭連接地夾(1)，另一頭與測試主機(4)相接，導(dǎo)線長度大約1.5米。

測試導(dǎo)線(3)用于連接測試主機(4)與被測直流電源回路(6)之間。采用黑色和紅色1.5平方的導(dǎo)線，黑色與直流電源負極相接，紅色與直流電源正極相接。

電流鉗(5)用于采樣低頻信號電流。測試時測試主機(4)對直流電源系統(tǒng)注入一個低頻信號，回路對地電容器就會有電流流過。電流鉗(5)測試流過該回路的電容電流。

測試主機(4)由電流鉗信號輸入接口(101)、信號放大模塊(102)、低頻信號發(fā)生器(103)、信號同步輸出模塊(104)、信號源功放(105)、信號源輸出接口(106)、信號同步處理模塊(107)、整流模塊(108)、信號濾波模塊(109)、A/D轉(zhuǎn)換器(110)、CPU(111)、存貯單元(112)、顯示器(113)、工作電源模塊(114)、機殼(115)、信號饋入導(dǎo)線(116)組成；機殼(115)內(nèi)部設(shè)有信號，機殼(115)殼體上設(shè)電流鉗信號輸出接口(101)，信號源輸出接口(106)。

電流鉗信號輸入接口(101)安裝于機殼(115)上面，采用航空插座，電流鉗(5)的輸出端做航頭插頭，對應(yīng)插于該航空插座上，不使用時可以把開，不需要長期帶線。

信號放大模塊(102)主要是將電流鉗(5)感應(yīng)回來的電容電流信號進行放大處理，達到0-5V的電壓輸出送到下一級電路進行處理。

低頻信號發(fā)生器(103)產(chǎn)生一個0.1HZ的低頻正弦波信號，兩路輸出，一路做為同步信號，另一路放大后送到下級回路為主信號。

信號同步輸出模塊(104)將低頻信號發(fā)生器(103)的信號中做一個同步的方波信號，送給信號同步處理模塊(107)做同步處理。保證了0.1HZ的低頻正弦信號測量回來有一個相位比較，去除絕緣電阻產(chǎn)生的阻性電流。

信號源功放(105)將低頻信號發(fā)生器(103) 產(chǎn)生的0.1HZ的低頻正弦波信號進行信號放大，大到5V、3W的功率，保證了電容電流的產(chǎn)生。

信號源輸出接口(106)是安裝于測試主機(4)的外殼上，通過專用插座接到被測的直流電源回路(6)上，使信號源低頻0.1HZ的信號饋送到被測的直流電源回路(6)上。

信號同步處理模塊(107)是低頻信號源饋送到被測的直流電源回路后，由電流鉗(5)感應(yīng)采回來，該電流鉗(5)會感應(yīng)到阻性電流，50HZ干擾的電力信號需要同步信號進行處理。保證了0.1HZ的信號才能通過去除其他頻率的信號，確保測量的準確性。

整流模塊(108)將低頻信號通過信號放大模塊(102)信號同步處理模塊(107)處理后的純正電容電流信號進行整流，使輸出為直流信號送到下一級。

信號濾波模塊(109)將整流模塊(108)整流后的信號進行去干擾，使其信號穩(wěn)定。

A/D轉(zhuǎn)換器(110)將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送到下一級CPU(111)去計算，該A/D轉(zhuǎn)換器(110)采用AD14433、12?位的轉(zhuǎn)換器。

CPU(111)是本監(jiān)測的主要處理計算單元，型號32V1674.由美國TL公司生產(chǎn)，是32位單傳機。

存貯單元(112)保存數(shù)據(jù)，可以為數(shù)取測量的數(shù)據(jù)用，采用型號TL7321，由美國TL公司生產(chǎn)。

顯示器(113)采用北京迪文公司生產(chǎn)的液晶顯示器，型號為DW320240T。

工作電源模塊(114)負責(zé)整個儀器的工作，主要是將直流電源回路的220V電壓轉(zhuǎn)換成+5V、-5V、+12V、-12V的電源，送給個單元電路工作，整個電源功率20W。

機殼(115)將各單元電路安裝在機殼(115)內(nèi)，機殼(115)采用便攜式機殼(115)，尺寸為220*150*80mm。

信號饋入導(dǎo)線(116)采用2芯1.5平方豪米的銅線，黑紅各一根，將低頻信號源產(chǎn)生的低頻信號饋送到被測的直流電源回路（6）。