本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試檢測，尤其涉及一種帶電測量氧化鋅避雷器的無線測試儀，主要用于判斷避雷器的性能，屬于電力應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來各地區(qū)新建、改造線路較多，氧化鋅避雷器作為高可靠性防雷保護單元，對電力系統(tǒng)的安全運行起著重要的作用。目前的測試氧化鋅避雷器性能的儀器在現(xiàn)場測試過程中接線繁瑣，接線需其他部門配合，相間干擾較大，影響而損壞儀器及測試數(shù)據(jù)嚴重偏差，無法提供真實有效的測試結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種帶電測量氧化鋅避雷器的無線測試儀，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測試過程中接線繁瑣、相間干擾較大的問題。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

無線測試儀，包括發(fā)送單元和接收單元；發(fā)送單元通過有線或者無線方式與接收單元通信；所述的發(fā)送單元的電壓回路并接于母線二次電壓端子，電壓互感器將信號送到放大電路，AD轉(zhuǎn)換電路對接收的放大電路信號進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU，CPU將運算結(jié)果信號發(fā)送到接收單元；所述的接收單元采用電流互感器測量避雷器下端的電流信號，電流互感器將三相全泄漏電流信號送到放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)過CPU進行處理。

所述的電流互感器穿心式電流互感器。

所述的AD轉(zhuǎn)換電路為高速AD轉(zhuǎn)換電路。

所述的發(fā)送單元通過無線方式與接收單元通信時，所述的無線方式選用微功率無線數(shù)傳模塊，采用FEC結(jié)合無線射頻IC CC1020,該無線通信模塊通過433M公共頻率傳輸。

所述的發(fā)送單元和接收單元均設(shè)有交流干擾抑制器。

所述的接收單元中，CPU連接有嵌入式工控機，嵌入式工控機連接液晶顯示器和鼠標鍵盤輸入端。

本實用新型的優(yōu)點效果如下：

發(fā)送和接收單元采用無線或者有線方式進行通信，兩個單元都具有數(shù)據(jù)處理功能。發(fā)送單元采集電網(wǎng)電壓信號，通過數(shù)據(jù)處理，得到電壓的相位和幅度信號，接收單元采集避雷器全泄漏電流信號，并與發(fā)送單元的電壓信號進行分析，得到電網(wǎng)電壓和避雷器全泄漏電流的相位差，最后通過得到全泄漏電流的阻性電流分量，從而判斷避雷器的性能。可以在較短的的時間內(nèi)，同時、同步地測量三相阻性泄漏電流，并且極大提高了測量精度。

支持有線和無線測量方式及可以對三相電壓和電流的同時測量、同時顯示，縮短測試時間，方便除去相間干擾特性測試的設(shè)備來滿足現(xiàn)場需要。

附圖說明

圖1為兩路正弦波信號示意圖。

圖2為電流信號矢量圖。

圖3為本實用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型發(fā)送單元原理示意圖。

圖5為本實用新型接收單元原理示意圖。

圖6為本實用新型現(xiàn)場無線測試接線示意圖。

圖7為本實用新型現(xiàn)場有線測試接線示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖，結(jié)合具體實施例，詳細描述本實用新型。

實施例

如圖所示，無線測試儀，包括發(fā)送單元和接收單元；發(fā)送單元完成電網(wǎng)三相電壓信號采集，同時計算電網(wǎng)電壓幅值和相位角，通過有線或者無線方式傳輸?shù)浇邮諉卧?，接收單元完成全泄漏電流采集以及接收發(fā)送單元發(fā)送的電網(wǎng)電壓幅值、相位角信息，并把全泄漏電流相位角同接收到的電網(wǎng)電壓相位角加以比較求出其相位差.并通過計算得到避雷器阻性泄漏電流；所述的發(fā)送單元的電壓回路并接于母線二次電壓端子，電壓互感器將信號送到放大電路，高速AD轉(zhuǎn)換電路對接收的放大電路信號進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU，CPU將運算結(jié)果信號發(fā)送到接收單元；所述的接收單元采用穿心式電流互感器測量避雷器下端的電流信號，穿心式電流互感器將三相全泄漏電流信號送到放大電路、高速AD轉(zhuǎn)換電路，高速AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)過CPU進行處理，得到最終的阻性泄漏電流。

所述的發(fā)送單元和接收單元均設(shè)有交流干擾抑制器。

所述的接收單元中，CPU連接有嵌入式工控機，嵌入式工控機連接液晶顯示器和鼠標鍵盤輸入端。

1、測量原理：

設(shè)有兩個正弦波，頻率相同，但初始相位不同，如圖1所示：

信號1對應(yīng)電流信號，信號2對應(yīng)電壓信號，它們的數(shù)學(xué)表達式為：

V＝Bsin(ωt) (2)

將電流信號展開：

對應(yīng)的阻性電流瞬時值為：

阻性電流峰值：

容性電流瞬時值為：

容性電流峰值為：

如果以電壓信號V作為相位基準，從矢量圖上我們可以更清楚的看到阻性電流和容性電流的大小，如圖2所示，

只要A、兩個參量測量準確，就可以完整計算出阻性電流值的大小。

2、氧化鋅檢測方法的設(shè)計

氧化鋅檢測單元總體結(jié)構(gòu)見圖3。

主要由發(fā)送單元和接收單元部分組成。發(fā)送單元主要完成電網(wǎng)三相電壓信號采集，同時計算電網(wǎng)電壓幅值和相位角，通過有線或者無線方式傳輸?shù)浇邮諉卧?，接收單元主要完成全泄漏電流采集、以及接收發(fā)送單元發(fā)送的電網(wǎng)電壓幅值、相位角信息，并把全泄漏電流相位角同接收到的電網(wǎng)電壓相位角加以比較求出其相位差.并通過計算得到避雷器阻性泄漏電流。

2.1電網(wǎng)電壓的測量

發(fā)送單元的電壓回路并接于母線二次電壓端子，并通過電壓互感器送到放大電路、高速保持、采樣電路進行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)過CPU進行數(shù)學(xué)運算，最后將結(jié)果發(fā)送到接收單元。高速AD轉(zhuǎn)換電路保證三相電壓信號同時進行測量。原理框圖如圖4所示。

2.2全泄漏電流的測量

接收單元采用穿心式互感器測量避雷器下端的電流信號，互感器有較好的屏蔽措施，否則，現(xiàn)場測量時外界的電磁場干擾將使儀器無法正常工作。三相全泄漏電流信號送到放大電路、高速AD轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)過CPU進行數(shù)學(xué)運算，并與三相電壓信號實現(xiàn)相位計算，得到最終的阻性泄漏電流。原理框圖如圖5所示。

2.3相位角差的測量

電壓信號與電流信號之間相位角差的測量是影響測量精度的關(guān)鍵。從公式(5)我們可以看出，阻性泄漏電流峰值正比于相位角測量誤差引起的阻性電流峰值變化為：

按照現(xiàn)場經(jīng)驗，正常運行的氧化鋅相位角差一般為83°，當在此角差范圍內(nèi)相位角每變化0.1°時，阻性電流變化值為1.42％，如果相位角差范圍接近90°時，由此帶來的測量誤差會更大，因此，相位角差的測必須準確可靠。

三相電壓的同時測量通過高速高精度的AD轉(zhuǎn)換器來保證，三相電流的測量也非常類似，電壓和電流之間的同時測量通過有線或者無線傳輸來保證。電力系統(tǒng)中基波信號為50Hz，周期為20ms，對應(yīng)相位是360°。當要求相位角差不超過0.2°，電壓和電流之間的測量啟動脈沖誤差不能超過11us，我們通過采用高速AD轉(zhuǎn)換器件、高速數(shù)據(jù)傳輸、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷纫幌盗杏布夹g(shù)，擯棄延遲較大、容易引起積累誤差的軟件技術(shù)，來保證三相電壓之間、三相電流之間、電流和電壓之間相位角的精確測量。

測試線接線方法如圖6、7所示，先接發(fā)送單元和接收單元的地線，再接一根3芯的電流測試線，最后接4芯電壓測試線。接電流測試線的方法，首先根據(jù)電流大小，接電流測試線到主機端“0-2mA”或“>2mA”量程檔上(>2mA檔標配為2-10mA)，再將另一端接計數(shù)器的上端。接電壓測試線的方法，也是先接PT電壓發(fā)送機端，再接PT二次測試端。

無線模塊選用微功率無線數(shù)傳模塊，采用高效FEC前向糾錯技術(shù)結(jié)合高性能的無線射頻IC CC1020,以及與高速微處理器相結(jié)合。該無線通信模塊具有很強的抗干擾能力,全透明傳輸,體積小,功耗低傳輸距離遠的特點,用時不需要任何編碼技術(shù)。無線模塊是通過433M公共頻率，無需頻段申請。

發(fā)送單元首先發(fā)一個同步命令，接收單元接收命令后，兩邊同時進行采集、FFT處理，然后發(fā)送單元將處理好的數(shù)據(jù)發(fā)送給接收單元，接收單元將兩邊數(shù)據(jù)匯總，根據(jù)兩邊的延時進行補償，然后對數(shù)據(jù)進行最終處理，結(jié)果發(fā)送給顯示器。

無電壓方式下，不需使用PT發(fā)送機，軟件模擬電壓與電流之間的相角差。