專利名稱：金屬氧化物避雷器泄漏電流檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是用于電力系統(tǒng)中的一種金屬氧化物避雷器(簡稱MOA)泄漏電流檢測裝置，可檢測MOA的全電流峰值，容性電流峰值，阻性電流正峰值，阻性電流負峰值，阻性電流峰－峰值，功耗，以及三次諧波和諧波幅值等參數(shù)。
電力系統(tǒng)中，MOA將逐漸取代碳化硅避雷器，因此，急迫需要大量MOA泄漏電流檢測儀。當前從國外引進的MOA泄漏電流檢測儀，多采用自動反饋跟蹤電路以獲得補償用容性電流，如日本的LCD－4型MOA泄漏電流檢測儀。系采用自動增益控制電路，用這種方法，除需要采用放大器、乘法器、穩(wěn)壓器、濾波器、差動放大器及峰值檢測器等6種初等知識即可掌握的電子部件外，尚需要采用微分器、積分器、比例積分器及自動增益控制器等需要具有高等知識才能掌握的四類電子部件，調(diào)整時需具備自動控制方面的專門知識，調(diào)整很困難，且不易掌握。為了現(xiàn)場檢測時不拆開MOA的接地引下線，LCD－4型檢測儀所用的方法是采用價格與主機相當?shù)碾娏骰ジ衅鞑考?CT)，使每套裝置價格高達近一萬美元。國產(chǎn)FLC－1型MOA泄漏電流檢測儀，其原理與LCD－4型一樣，但功能較差，僅能測全電流和阻性電流峰值，且檢測時需要將MOA的接地引下線拆開。
本實用新型的目的是制造一種按新的原理產(chǎn)生容性電流，并且不需要參考信號就能初步檢測避雷器性能的儀器。
本實用新型獲得補償用容性電流的方法是采用模擬運算，只需要采用放大器、移相器、乘法器、差動放大器、濾波器及峰值檢測器等6類具有初等知識就能掌握的電子部件，為了現(xiàn)場帶電檢測時不需要拆開MOA的接地引下線，本實用新型所用的方法是，將待測信號處理器的入口電阻與雷電計數(shù)器并聯(lián)連接，改變待測信號處理器的入口電阻，進行兩次測量以求出考慮雷電計數(shù)器分流作用后的真實電流。由于待測信號處理器的入口電阻只有幾歐姆，故當雷電計數(shù)器的阻抗大于250歐，則不需要進行兩次測量，亦可保證測量的準確度?，F(xiàn)有雷電計數(shù)器的阻抗，絕大多數(shù)均大于1KΩ，進行一次測量即可保證測量的準確度。
本實用新型測量三次諧波和諧波幅值，系采用電子陷波電路，該電路由運算放大器組成，因而所占體積很小，三次諧波和諧波幅值，與阻性電流峰值有一定關系，三次諧波和諧波幅值不大，可說明阻性電流幅值也不大，故現(xiàn)場初步檢測時，可只測三次諧波和諧波幅值，當發(fā)現(xiàn)三次諧波和諧波幅值較大時，再進一步檢測阻性電流和功耗。用測量諧波幅值來推算阻性電流幅值的方法，不需要參考信號。
本實用新型滿刻度測量范圍為0.05mA～20mA，既適用于10KV～500KV電力系統(tǒng)帶電檢測，也適用于避雷器制造廠和試驗研究所在試驗室中應用，如有特殊需要，測量范圍可按用戶要求實現(xiàn)，而現(xiàn)有檢測儀LCD－4或日立便攜式泄漏電流測量儀，滿刻度最大量限分別為10mA和5mA，不能檢測10KV電力系統(tǒng)等全電流較大的避雷器。
綜合以上所述可知，本實用新型集中了國內(nèi)外現(xiàn)有此類檢測儀之優(yōu)點，具有設計原理簡單，調(diào)整容易，功能齊全，測量范圍廣，準確度高，使用方便，適用性強，體積小，重量輕等特點。
以下結合附圖及實施例，對本實用新型作進一步的詳述。
附

圖1 MOA泄漏電流檢測儀原理框圖。
附圖2 MOA泄漏電流檢測儀電路框圖。
附圖3 MOA泄漏電流檢測儀原理線路圖。
如圖1，本實用新型由待測信號處理器(1)，參考信號處理器(2)，容性電流形成器(3)，阻性電流形成器(4)，功耗測量功能器(5)，陷波器(6)，功能轉換器(7)，及峰值檢測器(8)組成。如圖3，儀器由常用的正負15伏直流電源(9)供電。E為15伏電池。(9)除用電池外，也可用別的常用方法產(chǎn)生。
如圖2，待測信號處理器(1)，由輸入電阻改變器(11)及放大器(12)組成，如圖3，(11)由電阻R1和R2，以及開關K1組成，輸入端AA′接于MOA雷電計數(shù)器的兩端，輸入電阻用開關K1控制。輸入電阻或為R1／／R2，或為R1，K1的作用有2，1為改變量程，2為如前面所述有必要時，可利用兩種輸入電阻測得的結果，求出MOA雷電計數(shù)器的分流系數(shù)，從而可更準確地求出真實的電流，如圖3，(12)由運算放大器A1及開關K2組成。放大倍數(shù)分5檔可調(diào)，以便不同信號幅值下，其輸出的幅值有適當?shù)臄?shù)值，相位則保持不變。(1)的輸出，引至，(3)、(4)和(7)。
參考信號處理器(2)，主要由運算放大器組成，放大倍數(shù)連續(xù)可調(diào)，以使不同參考信號電壓幅值下，其輸出幅值均相同(10V)?，F(xiàn)場帶電檢測時，(2)的輸入端BB′接于電壓互感器PT的低壓端，(2)的輸出引至(3)及(5)，要求(2)的輸出電壓與作用在MOA上的電壓同相位，如圖3，(2)主要由多圈電位器R3及運算放大器A2組成。
容性電流形成器(3)，由(31)，(32)，(33)，及(34)組成，(31)為90度移相器，其輸出電壓超前于輸入電壓90度，即相當于容性電流的相位，其輸出電壓為10V，(32)為乘法器，由三角的積化和差公式可知，(32)的輸出電壓的直流分量正比于容性電流。(33)為有源低通濾波器，只讓直流通過，增益2倍，(34)為乘法器，這樣恰好使(34)的輸出與(1)的輸出的容性電流分量相同。如圖3，(31)由運算放大器A3組成，C點電壓幅值為10V，相位超前參考電壓90°，(32)為乘法器M1，(33)由運算放大器A4組成，(34)為乘法器M2。
阻性電流形成器(4)由差動放大器和反相電壓跟隨器組成，全電流減去容性電流，使差動放大器的輸出等于(1)輸出的阻性電流分量，反相電壓跟隨器用于獲得阻性電流的負峰值。如圖3。差動放大器由運算放大器A5組成，反相電壓跟隨器由運算放大器A6組成。
功率測量功能器(5)由乘法器(51)和有源低通濾波器(52)組成，其輸出的直流分量，正比于功率Px。如圖3，(51)為乘法器M3，(52)由運算放大器A10組成。
陷波器(6)由運算放大器組成，信號通過陷波器后，將信號中的50周波的分量衰減掉，使陷波器的輸出只剩下三次諧波和諧波，如圖3，(6)由運算放大器A7，A8和A9組成。
功能轉換器(7)，由單刀雙擲開關(功能選擇開關)和雙刀11擲轉換開關(功能轉換開關)組成，其作用為用一個峰值檢測器(8)，實現(xiàn)多種的檢測功能(電源直流電壓，全電流峰值，容性電流峰值，阻性電流正峰值，阻性電流負峰值，阻性電流峰－峰值，功耗，三次諧波及諧波幅值(正峰值，負峰值及峰－峰值)以及調(diào)零等)。如圖3，(7)由開關K5及K6組成。
峰值檢測器(8)，如圖3，由常用的正峰值保持器(81)，負峰值保持器(82)，讀數(shù)乘數(shù)開關K3，復位按紐開關K4，微安表頭及5個限流電位器等部件組成。限流電阻的不同，則峰值檢測器的靈敏度也不同。本實用新型，靈敏度共分2、1、0.5、0.2及0.1等5個讀數(shù)乘數(shù)，讀數(shù)乘數(shù)為2的檔，主要用于阻性電流峰－峰值大于全電流峰值的情況。
權利要求1.金屬氧化物避雷器泄漏電流檢測儀，其特征在于該儀器由待測信號處理器(1)、參考信號處理器(2)、容性電流形成器(3)、阻性電流形成器(4)、功率測量功能器(5)、陷波器(6)、功能轉換器(7)、及峰值檢測器(8)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征是該儀器的信號輸入端通過開關K1并聯(lián)1個可以接入或斷開的電阻，以改變信號處理器(1)的入口電阻，該入口電阻在0.1～10歐范圍。
3.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征是，參考信號處理器(2)的輸入電阻由一個固定電阻和一個電位器R3串聯(lián)組成，電位器R3的可動端與參考信號處理器(2)的放大級的輸入端相連接，通過調(diào)節(jié)電位器R3，以調(diào)節(jié)參考信號處理器(2)的輸出電壓幅值。
4.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征是，容性電流形成器，由90度移相器(31)、乘法器M1、有源低通濾波器(33)、及乘法器M2組成，參考信號處理器(2)的輸出端連至90度移相器(31)的輸入端，90度移相器(31)的輸出端連至乘法器M1的一個輸入端，待測信號處理器(1)的輸出端連至乘法器M1的另一輸入端，乘法器M1的輸出端連至有源低通濾波器(33)的輸入端，有源低通濾波器(33)的輸出端連至乘法器M2的一個輸入端，90度移相器的輸出端連至乘法器M2的另一輸入端，乘法器M2的輸出電壓幅值與容性電流幅值成正比。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的儀器，其特征是，90度移相器(31)，由反相電壓跟隨器A3、電容和可變電阻組成，運算放大器A2的輸出端連至反相電壓跟隨器A3的輸入端，電容和可變電阻相串聯(lián)后，電容一端連至運算放大器A2的輸出端，電阻一端連至運算放大器A3的輸出端，電容和可變電阻的連接點為90度移相器的輸出端。
6.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征是，陷波器(6)是一種對基波(50周波)進行陷波的陷波器，該陷波器由運算放大器組成。
7.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征是，功率測量功能器(5)由乘法器M3及有源低通濾波器(52)組成，乘法器M3的一個輸入端連至參考信號處理器(2)的輸出端，乘法器的另一輸入端連至待測信號處理器(1)的輸出端，乘法器M3的輸出端與有源低通濾波器(52)的輸入端相連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征是，峰值檢測器(8)，由正峰值保持器(81)、負峰值保持器(82)，讀數(shù)乘數(shù)開關K3，復位按扭開關K4，微安表頭及5個限流電阻組成，測量阻性電流峰－峰值是通過開關K6使正峰值保持器(81)和負峰值保持器(82)相串聯(lián)。
專利摘要金屬氧化物避雷器泄漏電流檢測儀，其特征是，采用模擬運算的方法獲得補償用容性電流，全電流減去補償用容性電流，得出阻性電流，現(xiàn)場檢測時可從雷電計數(shù)器的兩端取待測信號，采用陷波器獲得三次諧波和諧波幅值。本檢測儀可檢測MOA泄漏電流的全電流峰值，容性電流峰值，阻性電流正峰值，阻性電流負峰值，阻性電流峰—峰值，功耗，以及三次諧波和諧波幅值，適用于現(xiàn)場帶電檢測和試驗室的試驗。
文檔編號G01R31/02GK2099319SQ90206460
公開日1992年3月18日 申請日期1990年5月12日 優(yōu)先權日1990年5月12日
發(fā)明者羅卓林 申請人:羅卓林