專利名稱：無間隙金屬氧化物避雷器阻性電流基波的測量方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力測量領域，涉及一種無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)阻性電流基波的測量方法及其裝置。
電力系統廣泛使用了無間隙金屬氧化物避雷器，一個性能良好的避雷器，在運行電壓作用下漏電流中電容性電流占80%～90%，而電阻性電流的份量很小只占20%～10%，避雷器老化或受潮后，電阻性電流要明顯增加，準確測出通過避雷器的阻性電流對電力系統的安全運行有著重要意義。
目前，日本生產的LCD-4型、武漢生產的FLC-1型泄漏電流測量儀，所采用的測量方法是90°補償法。避雷器在運行電壓下的等值電路可用電容和非線性電阻并聯來描述，當避雷器兩端電壓含有諧波時，裝置不能把被測總電流中由于電壓諧波所產生的電流諧波完全補償，導致所測得的阻性電流值，受到電壓諧波含量及相位的嚴重干擾。
運行中的瓷殼式避雷器一般呈一字形排列，避雷器通過電場相互有作用，相間距離越近，作用越強烈，中間相(如B相)對兩個邊相的作用之一，是使一個邊相(如C相)避雷器的總電流較避雷器單支加電壓時超前一個角度，另一個邊相(如A相)的電流較單支加電壓時滯后一個角度，這樣LCD-4型泄漏電流測量儀在測量運行中的兩個邊相避雷器時所指示的阻性電流是錯誤的。
本發(fā)明的目的是提供一種無間隙金屬氧化物避雷器性電流基波的測量方法及其實現該方法的裝置。
測量無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)阻性電流基波的具體方法是測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的中間相、等邊三角形排列的任何一相、金屬殼式避雷器或測量單相加電壓避雷器時
1)從被測相避雷器的接地引下線中用CT1(主CT)取電流信號，與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號;
2)電流、電壓經過放大送到單片機內的A/D轉換器進行一個周期的模數轉換并進行付立葉級數展開，即I(t)=Σk=1∞lksin(kω t+φIk)]]>(1)U(t)=Σk=1∞Uksin(kω t+φUk)]]>(2)3)經計算程序對采樣得到的電壓、電流信號進行付立葉變換，即∫TOI(t)e-jωtdt＝I1e-jφI1(3)∫TOU(t)e-jωtdt＝U1e-jφU1(4)將(4)式化為單位向量為e-jφU1(5)將(3)式、(5)式相除得I1e-jφI1/e-jφU1＝I1e-j(φI1-φU1)＝I1COSφI1-U1+jI1SinφI1-U14)電流基波矢量在電壓基波矢量方向上的投影為阻性電流基波即
IR1＝I1COSφI1-U1;
5)根據需要可顯示和打印測量結果。
測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的邊相時1)從被測相避雷器接地引下線中用CT1(主CT)取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，同時用CT2(副CT)取另一個邊相電流信號;
2)兩個電流信號、一個電壓信號經過放大送到單片機的A/D轉換器進行一周期的模數轉換并進行付立葉級數展開，即I(t)=Σk=1∞lksin(kω t+φIk)]]>(6)U(t)=Σk=1∞Uksin(kω t+φUk)]]>(7)I(t)′=Σk=1∞lk′sin(kω t+φIk′)]]>(8)3)然后經計算程序對采樣得到的電壓、電流及另一個邊相電流進行付立葉變換，即∫TOI(t)e-jωtdt＝I1e-jφI1(9)∫TOU(t)e-jωtdt＝U1e-jφU1(10)
∫TOI′(t)e-jωtdt＝I1′e-jφI1′(11)將(9)式、(10)式單位化得e-jφI1(12)e-jφU1(13)將(9)式、(13)式相除得I1e-jφI1/e-jφU1＝I1e-j(φI1-φU1)(14)將(11)式、(12)式相除得I1′e-jφI1′/e-jφI1＝I1′e-j(φI1′-φI1)(15)得到被測相電流基波與電壓基波之間的夾角及兩個邊相電流基波之間的角差φI1′-φI1;
4)電流基波矢量在電壓基波矢量方向上的投影為有干擾的阻性電流基波，通過計算得出中間相對兩個邊相的干擾角為β，預置干擾角β校正計算出邊相正確的阻性電流基波值，即IR1＝I1COS(φI.1-U1±β)。
5)根據需要可顯示和打印測量結果。
使用上述方法只用一個鉗形電流互感器測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的邊相時用一個鉗形電流互感器依次取兩個邊相的電流信號;
1)首先從非被測邊相避雷器接地引下線中用CT1(主CT)取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，經過模數轉換、付立葉變換得到非被測邊相電流與被測邊相電壓之間的夾角φI1′-φU1;
2)再用同一個互感器從被測相避雷器接地引下線中取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，經過模數轉換、付立葉變換得到被測相基波電流與被測相基波電壓之間的夾角φI1-φU1;
3)兩個邊相的角差為φI1′-φI1，通過計算得出干擾角為β，預置干擾角β校正計算出邊相正確的阻性電流基波即IR1＝I1COS(φI1-U1±β)。
使用上述方法測量單支加電壓避雷器時，得到的電流基波值和相角可作為基準數據，當避雷器安裝在邊相運行時，測量出的相角與單支加壓時的相角進行比較，計算出干擾角β，進行校正，得出邊相正確的阻性電流基波。
一種為使用測量無間隙金屬氧化物避雷器阻性電流基波的方法而專門設計的測量裝置，它是由鉗形電流互感器CT1、CT2、電壓隔離器(1-1)、放大單元(2-2)、單片機(3-3)、鍵盤顯示器(4-4)、打印機(5-5)等組成，其特征在于電流互感器CT1、CT2、電壓隔離器(1-1)與放大單元(2-2)聯接，放大單元(2-2)的輸出信號進入單片機(3-3)的A/D轉換通道聯接，單片機(3-3)、鍵盤顯示器(4-4)、打印機(5-5)經總線聯接，其中，電壓隔離器(1-1)由高阻值電阻R12經隔離互感器T、隔直電容C9與I/V轉換電路聯接，隔離互感器T的鐵芯由高導磁材料制成，I/V轉換電路具有高輸入阻抗、低輸出阻抗，放大單元(2-2)有兩路電流輸入電路、一路電壓輸入電路。
該裝置的電壓隔離器(1-1)的I/V轉換電路是由比例放大器IC6、反饋電阻R13、反饋電容C10等組成，其中，隔離互感器T的正輸出端經隔直電容C9與放大器IC6的負輸入端聯接，T的負輸出端與IC6的正輸入端聯接并接零，電容C10、電阻R13并聯后跨接在放大器IC6的負輸入端與輸出端之間，IC6輸出信號經N3與放大單元(2-2)的N3′聯接。
該裝置的放大單元(2-2)由比例放大器IC1、IC2、IC3、過零比較器IC4、電壓基準源IC5、隔直電容C1～C3、C6～C8、反饋電容C4、C5、接零電阻R1、反饋電阻R3、R4及電阻R6～R11組成，其中，被測相電流信號由CT1送入放大單元(2-2)，CT1正輸出端經N1與隔直電容C1的一端聯接，CT1的負輸出端與IC1的正輸入端聯接并接零，C1的另一端與比例放大器IC1的負輸入端聯接，R3、C4并聯后跨接在IC1的輸出與輸入端之間，非被測相電流信號由CT2經N2與隔直電容C2的一端聯接，CT2的負輸出端與IC2的正輸入端聯接并接零，C2的另一端與比例放大器IC2的負輸入端聯接，R4、C5并聯后跨接在IC2的輸出與輸入端，IC1、IC2的輸出端經隔直電容C6、C7與單片機(3-3)中的A/D轉換通道接口[40]、[41]聯接，被測相的電壓信號經電壓隔離器(1-1)進入放大單元(2-2)經N3′與電容C3的一端聯接，C3的另一端與比例放大器IC3的正輸入端聯接，IC3的正輸入端經接零電阻R1接零，IC3的負輸入端與輸出端聯接，IC3的輸出端經隔直電容C8與單片機(3-3)的A/D轉換通道接口[42]聯接，IC3的輸出端還與過零比較器IC4的負輸入端聯接，IC4的正輸入端與輸出端之間跨接一電阻R7，IC4的正輸入端還經電阻R5接零，電阻R6接在儀器電源的正極與IC4的輸出端之間，IC4的輸出端還與單片機的高速輸入通道接口[3]聯接，電壓基準源IC5的正極與A/D轉換通道接口[43]聯接，IC5的負極接零，電阻R11一端與儀器電源的正極聯接，另一端與電壓基準源IC5的正極聯接，電阻R8、R9、R10的一端分別與單片機(3-3)的A/D轉換通道接口[40]、[41]、[42]聯接，另一端均與IC5的正極聯接。
該裝置還可以只用一個電流互感器CT1(主CT)取被測相電流信號，放大單元(2-2)只有一路電流輸入電路、一路電壓輸入電路。
使用本方法及裝置測量無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)具有以下優(yōu)點1)由于采用了交錯咬合結構的高導磁材料制成的鉗形電流互感器，能準確測量到0.2mA(有效值)以上的工頻電流，由于互感器本身及互感器外均有抗電磁干擾的屏蔽層，因此具有很強的抗電磁干擾能力，由于CT是鉗形的，可不斷開避雷器的接地引下線進行測量，工作安全、方便、可靠;
2)具有高輸入阻抗的電壓隔離器與PT二次輸出端聯接，測量時不會影響PT二次的正常運行;以高導磁材料為鐵芯的電壓隔離器與以高輸入阻抗低輸出阻抗的I/V變換器聯接，保證了輸入電壓在較大范圍內變化(如20～90V);電壓隔離器與放大單元之間聯接電纜的長度在50～150m范圍內變化，使測量結果有足夠的精度;
3)主機中只有放大單元的一部分是模擬電路，其余都是數字電路，因此電路的工作穩(wěn)定度高，計算精度高，維修簡單，運行可靠，造價低;
4)測量阻性電流基波值真正反映了避雷器的小電流特性，克服了測量時電壓所含諧波的影響;
5)具有校正功能，克服了避雷器的相間干擾，可測得邊相避雷器阻性電流基波的真實值;
6)可顯示和打印所有測量結果及主要波形;
7)裝置可用交流供電，也可用直流供電。


圖1、圖2、圖3、圖4、圖5為測量運行的瓷殼式一字形排列三相無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)的原理框圖，由無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)、系統電壓互感器PT、精密鉗形電流互感器CT1(主CT)、CT2(副CT)(圖4、圖5中無CT2)、電壓隔離器(1-1)、放大單元(2-2)、單片機(3-3)、鍵盤顯示器(4-4)、打印機(5-5)等組成。避雷器的電流信號經CT1、CT2(圖4、圖5中無CT2)引入放大單元(2-2)，電壓信號經系統PT二次端子通過電壓隔離器(1-1)引入放大單元(2-2)，放大單元(2-2)輸出信號進入單片機(3-3)的A/D轉換通道，單片機(3-3)、鍵盤顯式器(4-4)、打印機(5-5)經總線聯接。
圖6為本裝置電壓隔離單元(1-1)的電原理圖，是由比例放大器IC6、隔離互感器T、限流電阻R12、反饋電阻R13、隔直電容C9、反饋電容C10等組成，其中，從電壓互感器PT取得的電壓信號經M、N端進入電壓隔離器(1-1)的M′、N′端，M′經限流電阻R12與隔離互感器T的正輸入端聯接，N′與隔離互感器T的負輸入端聯接，T的正輸出端經隔直電容C9與放大器IC6的負輸入端聯接，T的負輸出端與IC6的正輸入端聯接并接零，電容C10、電阻R13并聯后跨在接放大器IC6的負輸入端與輸出端之間，IC6輸出信號經N3與放大單元(2-2)的N3′聯接。
圖7為本裝置的放大單元(2-2)的電原理圖，由比例放大器IC1、IC2、IC3、過零比較器IC4、電壓基準源IC5、隔直電容C1～C3、C6～C8、反饋電容C4、C5、接零電阻R1、反饋電阻R3、R4及電阻R6～R11組成，其中，被測相電流信號由CT1送入放大單元(2-2)，CT1正輸出端經N1與隔直電容C1的一端聯接，CT1的負輸出端與IC1的正輸入端聯接并接零，C1的另一端與比例放大器IC1的負輸入端聯接，R3、C4并聯后跨接在IC1的輸出與輸入端之間，非被測相電流信號由CT2經N2與隔直電容C2的一端聯接，CT2的負輸出端與IC2的正輸入端聯接并接零，C2的另一端與比例放大器IC2的負輸入端聯接，R4、C5并聯后跨接在IC2的輸出與輸入端，IC1、IC2的輸出端經隔直電容C6、C7與單片機(3-3)中的A/D轉換通道接口[40]、[41]聯接，被測相的電壓信號經電壓隔離器(1-1)進入放大單元(2-2)經N3′與電容C3的一端聯接，C3的另一端與比例放大器IC3的正輸入端聯接，IC3的正輸入端經接零電阻R1接零，IC3的負輸入端與輸出端短接，IC3的輸出端經隔直電容C8與單片機(3-3)的A/D轉換通道接口[42]聯接，IC3的輸出端還與過零比較器IC4的負輸入端聯接，IC4的正輸入端與輸出端之間跨接一電阻R7，IC4的正輸入端還經電阻R5接零，電阻R6接在儀器電源的正極與IC4的輸出端之間，IC4的輸出端還與單片機的高速輸入通道接口[3]聯接，電壓基準源IC5的正極與A/D轉換通道接口[43]聯接，IC5的負極接零，電阻R11一端與儀器電源的正極聯接，另一端與電壓基準源IC5的正極聯接，電阻R8、R9、R10的一端分別與單片機(3-3)的A/D轉換通道接口[40]、[41]、[42]聯接，另一端均與IC5的正極聯接。
圖8為本裝置的前面板圖，0～9為數字鍵、10-清除鍵、11-輸入鍵、12-電壓指示選擇鍵、13-電流指示選擇鍵、14-角度指示選擇鍵、15-數字存儲鍵、16-打印鍵、17-進紙鍵、18-數碼管顯示窗口、19-信號過高指示燈、20-信號過低指示燈、21-供電過低指示燈、22-小數點鍵、23-“+/-”號鍵、KU-電壓互感器變比、U-電壓有效值(V)、U1-電壓基波有效值(V)、U3-三次諧波電壓/基波電壓(%)、U5-五次諧波電壓/基波電壓(%)、U7-七次諧波電壓/基波電壓(%)、K1-電流變比、I-被測電流有效值(mA)、IP-被測電流峰值(mA)、IRP-阻性電流峰值(mA)、IRIP-阻性基波電流峰值(mA)、ICIP-容性電流基波峰值(mA)、β-校正角(度)、φI1-U1-電流基波與電壓基波的夾角(度)、φI1′-I1-兩個邊相電流基波之間的夾角(度)。
本發(fā)明結合下列實施例作進一步說明。
圖1為本發(fā)明測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的中間相(如B相)的原理框圖，用鉗形電流互感器CT1從被測相避雷器的接地引下線中取電流信號引入放大單元(2-2)，與被測相同相的系統PT二次輸出端的電壓信號通過電壓隔離單元(1-1)引入放大單元(2-2)，放大單元(2-2)輸出信號進入單片機(3-3)的A/D進行一個周期的模數轉換并進行付立葉級數展開，即I(t)=Σk=1∞lksin(kω t+φIk)]]>(1)U(t)=Σk=1∞Uksin(kω t+φUk)]]>(2)
經計算程序對采樣到的電壓、電流信號進行付立葉變換，即∫TOI(t)e-jωtdt＝I1e-jφI1(3)∫TOU(t)e-jωtdt＝U1e-jφU1(4)將(4)式化為單位向量為e-jφU1(5)將(3)式、(5)式相除得I1e-jφI1/e-jφU1＝I1e-j(φI1-φU1)＝I1COSφI1-U1+jI1SinφI1-U1IR1＝I1COSφI1-U1即為所求的阻性電流基波值;
根據需要可顯示和打印測量結果包括總電壓有效值U、基波電壓有效值U1、各次諧波電壓含量百分比、總電流有效值I、總電流峰值IP、阻性電流峰值IRP、阻性電流基波峰值IRIP、容性電流基波峰值ICIP、被測相電流基波與電壓基波的夾角φI1-U1及總電壓U、總電流I、阻性電流IR的波形;
圖2為測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器邊相對的原理框圖(如A相)，聯接方式與圖1相同，用鉗形電流互感器CT1(主CT)從被測相避雷器接地引下線中取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，同時用鉗形電流互感器CT2(副CT)取另一個邊相電流信號;
兩個電流信號、一個電壓信號經過放大送到單片機的A/D轉換器進行一周期的模數轉換并進行付立葉級數展開，即
I(t)=Σk=1∞lksin(kω t+φIk)]]>(6)U(t)=Σk=1∞Uksin(kω t+φUk)]]>(7)I(t)′=Σk=1∞lk′sin(kω t+φIk′)]]>(8)然后經計算程序對采樣被測的電壓、電流及另一個邊相電流進行付立葉變換，即∫TOI(t)e-jωtdt＝I1e-jφI1(9)∫TOU(t)e-jωtdt＝U1e-jφU1(10)∫TOI′(t)e-jωtdt＝I1′e-jφI1′(11)將(9)式、(10)式單位化得e-jφI1(12)e-jφU1(13)
將(9)式、(13)式相除得I1e-jφI1/e-jφU1＝I1e-j(φI1-φU1)(14)將(11)式、(12)式相除得I1′e-jφI1′/e-jφI1＝I1′e-j(φI1′-φI1)(15)得到被測相電流基波與電壓基波的之間夾角及兩個邊相電流基波之間的角差φI1′-φI1，中間相對兩個邊相的干擾角為β＝(φI1′-φI1-120°)/2，通過預置干擾角β校正計算出邊相正確的阻性電流基波，即IR1＝I1COS(φI-U+β);
根據需要可顯示和打印測量結果包括總電壓有效值U、基波電壓有效值U1、各次諧波電壓含量百分比、總電流有效值I、總電流峰值IP、阻性電流峰值IRP、阻性電流基波峰值IRIP、容性電流基波峰值ICIP、被測相電流基波與電壓基波的夾角φI-U、兩個邊相電流基波的夾角φI1′-φI1及總電壓U、總電流I、阻性電流IR的波形;
圖3為測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的邊相對原理框圖(如C相)，聯接方式與圖1相同，用鉗形電流互感器CT1從被測相(C相)避雷器接地引下線中取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，預置干擾角-β(用測量A相得到的干擾角β)，通過與上述同樣的計算方法計算出邊相正確的阻性電流基波。
如果避雷器按A、B、C(邊、中、邊)相序排列，測量完B后先測量C相，此時干擾角的計算方法為β＝｛[360°-(φI1′-φI1)]-120°｝/2，C相干擾角為-β，A相干擾為+β。
圖4、圖5為使用上述方法測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的邊相時，只需用一個鉗形互感器取電流信號(如A相為被測相)
首先用精密鉗形互感器CT1從非被測相(C相)避雷器接地引下線中取電流信號(如圖4)、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，經過模數轉換、付立葉變換得到被測相電壓與非被測相電流之間的夾角φI1′-φU;
再用同一個鉗形互感器CT1從被測相(A相)避雷器接地引下線中取電流信號(如圖5)、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，經過模數轉換、付立葉變換得到被測相電壓與被測相電流之間的夾角φI1-φU;
兩個邊相的角差為φI1′-φI1，干擾角β＝(φI1′-φI1-120°)/2，通過預置干擾角β校正計算出正確的阻性電流基波即IR1＝I1COS(φI-U±β)。
測量單支加電壓避雷器時無相間干擾，從被測相避雷器取電流、電壓信號經過模數轉換、付立葉變換得到阻性電流基波值及相角，此電流基波值和相角可作為基準數據，當避雷器安裝在邊相運行時，測量出的相角與單支加壓時的相角進行比較，計算出干擾角β，進行校正，得出正確的阻性電流基波。
測量帶金屬殼的金屬氧化物避雷器，與測量單支加電壓避雷器時相同。
對于避雷器生產廠、科研部門進行出廠試驗、小電流特性研究、運行部門在線監(jiān)測是較理想的手段。
本裝置的使用方法和操作步驟如下測量一字形排列的瓷殼式無間隙金屬氧化物避雷器的中間相(如B相)，先將主機放置在避雷器的B相附近，將主機外殼接地，互感器CT1、CT2、電壓隔離器(1-1)與主機聯接好，開機等待2分鐘儀器穩(wěn)定，將CT1鉗于B相避雷器接地引下線中(注意CT的方相)，B相電壓互感器PT的二次輸出端的線端與電壓隔離器的首端聯接，中性點與電壓隔離器的末端聯接，操作面板電壓指示選擇按鍵(12)，使總電壓U燈亮，待數據穩(wěn)定，再操作電流指示選擇按鍵(13)使阻性電流基波峰值IRIP燈亮，再觀察數碼顯示是否穩(wěn)定，若穩(wěn)定，按數據存儲鍵(15)，所有數據被存儲，此時鉗形電流互感器、電壓隔離器可脫離系統。操作電壓指示選擇按鍵(12)、電流指示選擇按鍵(13)、角度指示選擇按鍵(14)可依次顯示被測及預置的數據。共有四種打印方式①先按打印鍵(16)，再按數碼鍵(1)打印出U、I、IP、IRP、IRIP、φI1-U1的值;
②先按打印鍵(16)，再按數碼鍵(2)打印面板上所有的數據;
③先按打印鍵(16)，再按數碼鍵(3)分別畫出U、I、IR三個信號的波形圖;
④先按打印鍵(16)，再按數碼鍵(4)畫出U、I、IR共軸波形圖;
此時B相就測完了。
測量一字形排列瓷殼式無間隙金屬氧化物避雷器邊相(A相)時，聯線與測量中間相相同，電流互感器CT1取A相電流信號，CT2取C相電流信號，電壓隔離器取A相電壓信號，操作電壓指示選擇按鍵(12)，使U燈亮，待數據穩(wěn)定，再操作電流指示選擇按鍵(13)，使IRIP燈亮觀察數碼顯示是否穩(wěn)定，若穩(wěn)定，按數據存儲鍵(15)，所測數據被存儲，再按角度指示選擇鍵(14)，兩個邊相電流夾角φI1′-I1燈亮，這時顯示窗口(18)顯示兩個邊相電流夾角，根據計算公式得到β＝(φI1′-φI1-120°)/2或β＝｛[360°-(φI1′-φI1)]-120°｝/2，再按角度指示選擇鍵(14)使β燈亮，用數碼鍵0-9及輸入按鍵(11)將+β的值輸入到裝置內，此時將測得數據進行了校正，克服了相間干擾帶來的誤差，可顯示和打印出正確結果。
當測量另一個邊相(C相)，CT1取C相電流信號、電壓隔離器取C相電壓信號，操作、顯示、打印與上述相同，此時輸入-β。
權利要求
1.一種無間隙金屬氧化物避雷器阻性電流基波的測量方法，其特征在于測量的具體方法如下測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的中間相、等邊三角形排列避雷器的任何一相、金屬殼式避雷器或單支加電壓避雷器或測量運行的瓷殼式一字形排列三相避雷器邊相時1)從被測相避雷器接地引下線中取電流信號或取被測邊相與另一個邊相電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號；2)一個電流信號或兩個邊相電流信號、一個電壓信號經過放大送到單片機的A/D轉換器進行一個周期的模數轉換；3)經計算程序對采樣得到的電壓、電流信號進行付立葉變換，即對電流、電壓進行積分，得到被測相電流基波、電壓基波的幅值和相角及兩個邊相電流基波之間的角差φ11’-φ11；4)被測相電流基波矢量在電壓基波矢量方向上的投影即為阻性電流基波，測量邊相時中間相對兩個邊相的干擾角為β，通過預置干擾角β校正投影，得出邊相正確的阻性電流基波；5)根據需要可顯示和打印測量結果。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于測量運行的瓷殼式一字形排列三相金屬氧化物避雷器的邊相時用一個鉗形電流互感器依次取兩個邊相的電流信號;1)首先從非被測相避雷器接地引下線中取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，經過模數轉換、付立葉變換得到非被測相電流與被測相電壓之間的夾角φI1'-φU;2)再用一個互感器從被測相避雷器接地引下線中取電流信號、與被測相同相的系統PT二次輸出端取電壓信號，經過模數轉換、付立葉變換得到被測相電流與被測相電壓之間的夾角φI1-φU;3)兩個邊相的角差為φI1'-φI1，通過計算得出干擾角β，預置干擾角β校正計算出邊相正確的阻性電流基波。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于測量單支加電壓避雷器得到的相角及阻性電流基波作為基準數據，當此避雷器安裝在邊相運行時，測量出的相角與單支加壓時的相角進行比較，計算出干擾角β，進行校正，得出邊相正確的阻性電流基波。
4.一種使用權利要求1所述的方法而專門設計的測量裝置，它是由鉗形電流互感器CT1、CT2、電壓隔離器(1-1)、放大單元(2-2)、單片機(3-3)、鍵盤顯示器(4-4)、打印機(5-5)等組成，其特征在于鉗形電流互感器CT1、CT2、電壓隔離器(1-1)與放大單元(2-2)聯接，放大單元(2-2)的輸出信號進入單片機(3-3)的A/D轉換通道，單片機通過總線與鍵盤顯示器(4-4)、打印機(5-5)聯接，其中，電壓隔離器(1-1)由高阻值電阻R12經隔離互感器T、隔直電容C9與I/V轉換電路聯接，隔直互感器T的鐵芯由高導磁材料制成，I/V轉換電路具有高輸入阻抗、低輸出阻抗，放大單元(2-2)有兩路電流輸入電路、一路電壓輸入電路。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于它的電壓隔離器(1-1)的I/V轉換電路，由比例放大器IC6、反饋電阻R13、反饋電容C10組成，其中，隔離互感器T的正輸出端經隔直電容C9與放大器IC6的負輸入端聯接，T的負輸出端與IC6的正輸入端聯接并接零，電容C10、電阻R13并聯后跨接在放大器IC6的負輸入端與輸出端之間，IC6輸出信號經N3與放大單元(2-2)的N3′聯接。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于它的放大單元(2-2)由比例放大器IC1、IC2、IC3，過零比較器IC4、電壓基準源IC5、隔直電容C1～C3、C6～C8、反饋電容C4、C5、接地電阻R1、反饋電阻R3、R4及電阻R6～R11組成，其中，被測相電流信號由CT1送入放大單元(2-2)，CT1正輸出端經N1與隔直電容C1的一端聯接，CT1的負輸出端與IC1的正輸入端聯接并接零，C1的另一端與比例放大器IC1的負輸入端聯接，R3、C4并聯后跨接在IC1的輸出與輸入端之間，非被測相電流信號由CT2經N2與隔直電容C2的一端聯接，CT2的負輸出端與IC2的正輸入端聯接并接零，C2的另一端與比例放大器IC2的負輸入端聯接，R4、R5并聯后跨接在IC2的輸出與輸入端，IC1、IC2的輸出端經隔直電容C6、C7與單片機(3-3)中的A/D轉換通道接口[40]、[41]聯接，被測相的電壓信號經電壓隔離器(1-1)進入放大單元(2-2)經N3′與電容C3的一端聯接，C3的另一端與比例放大器IC3的正輸入端聯接，IC3的正輸入端經接零電阻R1接零，IC3的負輸入端與輸出端短接，IC3的輸出端經隔直電容C8與單片機(3-3)的A/D轉換通道接口[42]聯接，IC3的輸出端還與過零比較器IC4的負輸入端聯接，IC4的正輸入端與輸出端之間跨接一電阻R7，IC4的正輸入端還經電阻R5接零，電阻R6接在儀器電源的正極與IC4的輸出端之間，IC4的輸出端還與單片機的高速輸入通道接口[3]聯接，電壓基準源IC5的正極與A/D轉換通道接口[43]聯接，IC5的負極接零，電阻R11一端與儀器電源的正極聯接，另一端與電壓基準源IC5的正極聯接，電阻R8、R9、R10的一端分別與單片機(3-3)的A/D轉換通道接口[40]、[41]、[42]聯接，另一端均與IC5的正極聯接。
7.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于只用一個電流互感器CT1取電流信號，放大單元(2-2)只有一路電流輸入電路、一路電壓輸入電路。
全文摘要
一種測量無間隙金屬氧化物避雷器阻性電流基波的方法及其裝置，從避雷器接地引下線中取電流信號、PT二次繞組輸出端取電壓信號放大后進行模數轉換，傅立葉變換，得到阻性電流基波值、避雷器電壓與電流之間的夾角、兩個邊相避雷器電流間的夾角等，其裝置是由電流互感器、接系統電壓互感器輸出端的電壓隔離器，輸入信號放大單元、單片機、鍵盤顯示器、打印機等組成。使用該方法測量阻性電流基波，克服了電源電壓含諧波的影響，該方法具有校正功能克服了運行避雷器相間相互干擾對測量的影響，對于分析運行中的避雷器的工作狀況，保證電力系統的安全運行具有重要意義。
文檔編號G01R31/00GK1075365SQ92100528
公開日1993年8月18日 申請日期1992年2月12日 優(yōu)先權日1992年2月12日
發(fā)明者顏文, 任守華 申請人:東北電力試驗研究院