[发明专利]一种基于电流比较器的大截面电缆导体交流等效电阻测试系统及方法

说明书

一种基于电流比较器的大截面电缆导体交流等效电阻测试系统及方法，属于电气测试技术领域，是针对现有大截面电缆导体测试方法的测试线路复杂，难以有效提取微弱的阻性电压分量等问题提出。包括交流电流源、大截面电缆导体、电流互感器、可调电感器、可调电阻器、放大器A、放大器B、电流比较器、电流比较器原边第一绕组、电流比较器原边第二绕组、指零仪、电阻A、电阻B、电阻C、电阻D、负载电阻E和负载电阻F。操作方便，只需要调节可调电感器和可调电阻器就可以实现大截面电缆导体交流等效电阻的测量，电流比较器的指零仪灵敏度比较高，通过增加指零仪灵敏度实现电流比较器原边绕组的安匝平衡，可以提高测试精度和抗干扰能力。

技术领域

本发明属于电气测试技术领域，特别是涉及一种基于电流比较器的大截面电缆导体交流等效电阻测试系统及方法。

背景技术

交流电力电缆在城市电网的供配电方面发挥着重要作用，其载流量与交流等效电阻密不可分。在交流激励作用下电缆导体受集肤效应的影响，电缆导体表面的电流密度比较大而电缆导体中心的电流比较小，导致交流电缆导体的等效交流电阻高于电缆导体的直流电阻。如果直接采用电缆导体直流电阻进行交流电缆载流量计算的误差很大。特别地，当电缆导体截面积超过1600mm²，交流等效电阻远远高于导体直流电阻。因此，准确测量大截面电缆导体交流等效电阻是考核交流电力电缆载流量的重要依据。

目前，可以通过补偿电压信号法、电缆护套回流线法和数字测量法等实现对大截面电缆导体交流等效电阻的测量。补偿电压信号法是采用可变电感器形成的感性电压分量补偿掉被测大截面导体回路中的感性电压分量，但是，测试线路相对较为复杂。电缆护套回流线法是将电缆的金属护套作为电缆导体的回流线路，测试线路结构简单，测试精度高，但是，只适用于具有金属护套的电力电缆。数字测量法是将获得的电缆导体两端电压和电流数据通过快速傅里叶变换从时域转换到频域，在频域上消除电缆导体等效电感电压分量的影响，进而获得电缆导体的等效交流电阻，适用于电缆导体阻性电压分量和感性电压分量相近的场合，但是，该方法不适于大截面电缆导体(1600mm²)，因为其阻性电压分量约为感性电压分量的四十分之一以下。

现有技术还存在操作不方便，测试精度有限和抗干扰能力有限的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种基于电流比较器的大截面电缆导体交流等效电阻测试系统及方法，可以解决现有大截面电缆导体测试方法的测试线路复杂，适用范围有限，难以有效提取微弱的阻性电压分量等问题。

本发明采用的技术方案在于：

一种基于电流比较器的大截面电缆导体交流等效电阻测试系统，包括交流电流源、大截面电缆导体、电流互感器、可调电感器、可调电阻器、放大器A、放大器B、电流比较器、电流比较器原边第一绕组、电流比较器原边第二绕组、指零仪、电阻A、电阻B、电阻C、电阻D、负载电阻E和负载电阻F；

交流电流源的一端和大截面电缆导体的首端相连，大截面电缆导体的末端和电流互感器原边侧的一端相连，电流互感器原边侧的另一端和交流电流源的另一端相连接地，可调电感器和可调电阻器串联，可调电感器和可调电阻器两端分别与电流互感器副边侧的两端连接，可调电阻器与可调电感器相连端的另一端与地相连，放大器A的负极性输入端通过电阻A与大截面电缆导体的首端连接，放大器A的正极性输入端与大截面电缆导体的末端相连，放大器A的正极性输入端与电阻B相连，电阻B的另一端与地相连，放大器A的输出端依次经电流比较器原边第一绕组和负载电阻E连接放大器A的负极性输入端，放大器B的负极性输入端通过电阻C与可调电感器和可调电阻器的高电压端相连，放大器B的正极性输入端通过电阻D与地相连，放大器B的输出端依次经电流比较器原边第二绕组和负载电阻F与放大器B的负极性输入端相连，指零仪与电流比较器副边绕组相连；

所述交流电流源，用于产生交流电流源；

所述大截面电缆导体，用于作为被测导体；

所述电流互感器，用于电流转换；