[实用新型]多功能避雷器阻性电流检测仪

说明书

本实用新型是对电力系统运行中的避雷器进行带电检测的专用仪器，按能源部规定，氧化锌（MOA）避雷器必须在运行中定期测量其回路电流值，运行中的避雷器正常回路全电流值为几十至几千微安，现有测量仪表和测试方法为如下几种：

1，断开避雷器接地端串入交流微安表来测量回路电流值，这种方法最准确，但极其危险和非常不便。

2，避雷器末端串联有一个记录放电次数用的放电记录器（由一个非线性阀片电阻，和一些与测量无关的部件构成，装于一个密封容器内）。国内普遍采用内阻极低的交流微安表（内阻约为几十欧姆，如MF－20型万用表），并联在放电记数器的两端与之构成对避雷器回路电流的分流测量，这种测量方法的缺点是：放电记数器内的非线性阀片电阻，受潮或温度变化时，阻值变化较大，使所测的分流值不能正确反映避雷器回路电流值的变化。

3，日本计测器制作所生产的LCD－4型泄漏电流检测仪，可测量避雷器回路全电流有效值，阻性电流峰值，有功损耗三个参数，并备有示波器接口。电流的测量方法是采用钳形电流互感器（钳形CT）将微安级的电流信号，变为一个与之成正比的电压信号输入装置进行测量。国内文献指出，LCD－4泄漏电流检测仪使用方便，是目前进行氧化锌避雷器带电测试较理想的仪器，其技术关键为高灵敏交流电流电压（i／u）转换钳形CT，主要技术指标为全电流有效值的测量精度，综合误差为±7.5％，且价格较高。

本实用新型的任务是提供一种高精确度，使用方便，安全，低价格的多功能避雷器阻性电流检测仪，可测量回路全电流有效值，全电流峰值，阻性电流有效值，阻性电流峰值，有功损耗，交流电压等六个参数，并备有示波器接口功能，电子线路设计全部采用集成运算放大器IC。

本实用新型的设计原理与传统的分流法和电流互感器法不同，它是采用放电计数器内的非线性阀片电阻及两端电压进行跟踪计算来实现避雷器回路交流全电流的测量，测试时与分流法一样简便地并联在放电计数器的两端，测得的是与断开避雷器接地端串入表测量法相同的回路全电流值而不是分流值，测试结果不受放电计数器内非线性阀片电阻状态的任何影响。

本实用新型的主要技术指标为：回路全电流有效值的测量精度综合误差为±2.5％，由于它避免了采用高灵敏度的交流电流电压（i／u）转换钳形CT，因而它的采样信号无失真，无钳形CT所带来的变比及角度误差和CT对三、五、七次....谐波的放大作用，以及外磁场干扰的影响，因而能做到体积小，功耗低，精度高，价格低。

本实用新型的工作原理用附图1说明如下：（以阻性电流峰值的测量过程为例）

当K1在峰值位置，K2在I位置，避雷器回路交流电流在放电记数器内非线性阀片电阻两端产生的电压信号U1内含容性及阻性两个分量，隔离后经精密整流电路取得负半波电压U1′，电压互感器（PT）二次电压为100／伏±10％，经电阻分压取出U2，通过移相电路将U2的相位进行90度超前移相，变为U2′，它与U1中的容性分量同相位，将U2′经精密整流电路取得负半波电压U2″（U1′中的容性分量与U2″同相位，并且U1′远小于U2″），经减法器进行U1′－U2″运算，运算结果为在负半波出现的是阻性分量，在正半波出现的是减余的U2″的容性分量。减法器后的精密整流电路和峰值电路用来滤出运算结果中的容性分量（滤除正半波），并得到U1′中的阻性分量峰值（负半波），以此阻性分量峰值和放电计数器内的非线性阀片电阻作为已知参数，通过跟踪计算电路进行跟踪计算，求得避雷器回路的阻性电流峰值。

在上述阻性电流峰值的测量过程中，如K1在有效位置，K2在I位置，跟踪计算电路将求得避雷器回路的阻性电流有效值。

在上述阻性电流峰值的测量过程中，使U2＝0，k1在峰值位置，k2在I位置，跟踪计算求得的是回路全电流峰值。

当U2＝0，K1在有效位置，K2在I位置，跟踪计算求得的是回路全电流有效值。

当K2在P位置，K1在有效位置时，阻性电流有效值和U2有效值，将通过乘法器计算出避雷器的有功损耗。

当K2在U位置时，测到的是U2的有效值。

显示器为磁电式表，并且上述量都是以电压方式进行刻度的，跟踪补偿电路应用了电子电感的原理，使跟踪计算电路的交流输入阻抗提高。跟随电路的作用是为示波器提供一个显示电流波形的接口。

本实用新型的实施例进一步用附图2说明如下：

集成运算放大器IC1（LM316）构成输入隔离电路，IC2（UPC153A）构成精密整流电路，IC11（LM316）和C1，R1构成90度超前移相电路IC12（UPC153A）构成精密整流电路，IC13（LM741）构成快速滤波器，将电压送入乘法器及显示器，IC3（LM741）构成减法器，IC4（UPC153A）与IC5（TL080）构成滤出U1′中的容性分量而获得其中阻性分量峰值或有效值电路。T1（3DJ6）和IC10（LF356）构成乘法器用于计算避雷器的有功损耗，IC6（LM741）构成示波器接口电路，跟踪计算电路交流输入阻抗的提高是采用集成运算放大器IC7（UPC153A）及电阻R，Rf1，Rf2实现的，多功能避雷器阻性电流检测仪采用放电计数器内的非线性阀片电阻Rz及两块集成运算放大器IC8（CA3130），IC9（LM741）实现避雷器回路电流的跟踪计算，对于IC8有计算结果Ua＝Uo（〈Rf1＋Rf2〉／Rz＋1），其中Uo为IC5的输出电压，Rz为放电计数器内的非线性阀片电阻，令常数K＝Rf1＋Rf2，对于IC9有计算结果Ua′＝（Rf1＋Rf2）Uo／Rz＝K＊Uo／Rz，此Ua′与避雷器回路电流成正比，在此过程中如Rz增大或减小，相应的U1和Uo也将增大或减小，因避雷器回路电阻非常大，可视为恒流源，所以Rz的变化不会改变避雷器回路电流值，从而Ua′＝K＊Uo／Rz中的Ua′不变，即实现了回路电流的跟踪计算。