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一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，包括可調(diào)直流高壓源、電抗器、電壓檢測(cè)單元和第一～第三基準(zhǔn)電阻，電抗器包括第一～第三電感，第一～第三電感的一端一一對(duì)應(yīng)連接供電系統(tǒng)中的三相火線，第一～第三電感的另一端以及供電系統(tǒng)中的中線均經(jīng)第一基準(zhǔn)電阻與可調(diào)直流高壓源的正輸出端相連，可調(diào)直流高壓源的正輸出端經(jīng)第二基準(zhǔn)電阻后接地，可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端經(jīng)第三基準(zhǔn)電阻后接地，電壓檢測(cè)單元的正輸入端連接供電系統(tǒng)中的中線，電壓檢測(cè)單元的負(fù)輸入端接地，電涌保護(hù)器的接地端斷開地后與可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端相連。通過測(cè)量電涌保護(hù)器絕緣電阻的大小，判斷電涌保護(hù)器的老化、劣化情況，分析其工作狀況。
【專利說明】一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于雷電科學(xué)與【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及了一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣 電阻的在線測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電涌保護(hù)器安裝在供電線路中，長(zhǎng)時(shí)間在線路電壓或過電壓的作用下，電涌保護(hù) 器中元器件出現(xiàn)老化和絕緣性能下降等現(xiàn)象。當(dāng)絕緣性能下降，電涌保護(hù)器失去釋放雷電 波的能量及抑制雷電過電壓的功能，絕緣電阻變小、泄露電流變大，甚至影響輸電系統(tǒng)的正 常運(yùn)行，因此對(duì)運(yùn)行中的電涌保護(hù)器的絕緣性能的檢測(cè)是非常重要的。
[0003] 電涌保護(hù)器的絕緣電阻測(cè)試方法是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試的，在線檢測(cè)電涌保護(hù)器的 絕緣電阻目前還沒有相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備。高壓設(shè)備絕緣電阻在線檢測(cè)的方法有：直流分量法， 低頻重疊法，介質(zhì)損耗角因數(shù)測(cè)量法、局部放電法和接地電流法，但是實(shí)驗(yàn)表明，這些方法 都不適合于電涌保護(hù)器的在線絕緣電阻檢測(cè)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為了解決上述【背景技術(shù)】提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型旨在提供一種供電系統(tǒng)電涌 保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，用于供電系統(tǒng)中電涌保護(hù)器的絕緣性能的在線測(cè)試，通 過測(cè)量電涌保護(hù)器絕緣電阻的大小，判斷電涌保護(hù)器的老化、劣化情況，從而分析其工作狀 況。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：
[0006] -種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，用于測(cè)量供電系統(tǒng)中電涌保 護(hù)器的絕緣電阻值，包括可調(diào)直流高壓源、電抗器、電壓檢測(cè)單元以及第一?第三基準(zhǔn)電 阻，所述電抗器包括第一?第三電感，所述第一?第三電感的一端一一對(duì)應(yīng)連接供電系統(tǒng) 中的三相火線，第一?第三電感的另一端以及供電系統(tǒng)中的中線均經(jīng)第一基準(zhǔn)電阻與可調(diào) 直流高壓源的正輸出端相連，所述可調(diào)直流高壓源的正輸出端經(jīng)第二基準(zhǔn)電阻后接地，可 調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端經(jīng)第三基準(zhǔn)電阻后接地，所述電壓檢測(cè)單元包含正、負(fù)輸入端，電 壓檢測(cè)單元的正輸入端連接供電系統(tǒng)中的中線，電壓檢測(cè)單元的負(fù)輸入端接地，所述電涌 保護(hù)器的接地端斷開地后與可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端相連。
[0007] 其中，上述電壓檢測(cè)單元包括依次連接的取樣電阻、低通濾波器、直流放大電路和 直流電壓表，所述取樣電阻的兩端分別作為電壓檢測(cè)單元的正、負(fù)輸入端。
[0008] 其中，上述可調(diào)直流高壓源的電壓輸出范圍是0?5kV。
[0009] 其中，上述第一基準(zhǔn)電阻為兆歐級(jí)電阻。
[0010] 其中，上述第二、第三基準(zhǔn)電阻均為千歐級(jí)電阻。
[0011] 采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果：
[0012] (1)本實(shí)用新型利用直流電橋法的原理，在運(yùn)行的供電線路上，施加某一直流電 壓，通過測(cè)量流過兩橋臂間不平衡電壓的大小計(jì)算出電涌保護(hù)器的絕緣阻值，根據(jù)絕緣電 阻值的大小可以判斷電涌保護(hù)器的絕緣變化趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣故障隱患，減少因絕緣性 能造成的損失，其測(cè)試電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠，具有操作方便、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、精度 尚等特點(diǎn)；
[0013] (2)本實(shí)用新型采用電抗器隔離的在線測(cè)試技術(shù)，對(duì)供電設(shè)備不產(chǎn)生任何影響，且 受供電系統(tǒng)電源的影響較小。
[0014] (3)本實(shí)用新型測(cè)量范圍大，應(yīng)用范圍廣，絕緣電阻的范圍可達(dá)到幾千兆歐，適用 低壓和高壓設(shè)備的絕緣電阻的測(cè)試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型中可調(diào)直流高壓源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3為本實(shí)用新型中電壓檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018] 圖4為本實(shí)用新型的具體電路連接圖；
[0019] 圖5為圖4的等效電路圖。
[0020] 標(biāo)號(hào)說明：R1?R3 :第一?第三基準(zhǔn)電壓，Rx :電涌保護(hù)器的絕緣電阻，R :供電線 路內(nèi)阻、電抗器的內(nèi)阻與保護(hù)線PE線間電阻的等效電阻，L :電抗器電感及供電線路的分布 電感的等效電感。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022] 如圖1所示本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線 測(cè)量裝置，用于測(cè)量供電系統(tǒng)中電涌保護(hù)器的絕緣電阻值，包括可調(diào)直流高壓源、電抗器、 電壓檢測(cè)單元以及第一?第三基準(zhǔn)電阻R1?R3,所述電抗器包括第一?第三電感，所述第 一?第三電感R1?R3的一端一一對(duì)應(yīng)連接供電系統(tǒng)中的三相火線，第一?第三電感的另 一端以及供電系統(tǒng)中的中線均經(jīng)第一基準(zhǔn)電阻R1與可調(diào)直流高壓源的正輸出端相連，所 述可調(diào)直流高壓源的正輸出端經(jīng)第二基準(zhǔn)電阻R2后接地，可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端經(jīng) 第三基準(zhǔn)電阻R3后接地，所述電壓檢測(cè)單元包含正、負(fù)輸入端，電壓檢測(cè)單元的正輸入端 連接供電系統(tǒng)中的中線，電壓檢測(cè)單元的負(fù)輸入端接地。當(dāng)進(jìn)行在線測(cè)量時(shí)，將電涌保護(hù)器 的接地端斷開地后與可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端相連。所述電抗器的功能是隔交流電、通 直流電，內(nèi)部電感由線圈繞在高導(dǎo)磁的環(huán)形鐵氧體上構(gòu)成，鐵氧體的相對(duì)導(dǎo)磁率為2000,電 感量為10H，直流內(nèi)阻為200Q。在本實(shí)施例中，第一基準(zhǔn)電阻R1為兆歐級(jí)電阻，第二基準(zhǔn) 電阻R2、第三基準(zhǔn)電阻R3均為千歐級(jí)電阻。
[0023] 如圖2所示本實(shí)用新型中可調(diào)直流高壓源的結(jié)構(gòu)示意圖，0?5kV的直流高壓源外 接電位器和24V直流電源。24V直流電源24V的直流能量加在直流高壓源后，直流高壓源中 高頻振蕩電路將直流能量轉(zhuǎn)換成高壓交流能量，再進(jìn)行整流濾波，輸出直流高壓，通過調(diào)節(jié) 電位器阻值可以使輸出電壓在0?5kV范圍內(nèi)變化。
[0024] 如圖3所示本實(shí)用新型中電壓檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)框圖，它包括依次連接的取樣電 阻、低通濾波器、直流放大電路和直流電壓表。其工作原理是，將取樣電阻取得的電壓信號(hào) 通過低通濾波器電路濾除電源諧波成份，送到直流放大器電路進(jìn)行放大，將放大的直流電 壓信號(hào)送到直流電壓表顯示，直接可以換算出電涌保護(hù)器的絕緣電阻值。
[0025] 如圖4所示本實(shí)用新型的具體電路連接圖，在本實(shí)施例中，供電系統(tǒng)采用低壓輸 電線路典型供電結(jié)構(gòu)，Ll、L2、L3為三相火線，N為中線，PE為接地保護(hù)線，VA、VB、VC為三 相線的等效電壓源，Ra、Rb、Rc、RN為輸電線的等效電阻，La、Lb、Lc、LN為輸電線路的等效 電感。負(fù)載接三相線與中線，電涌保護(hù)器安裝在供電線路上。
[0026] 如圖5所示圖4的等效電路圖，Rx是電涌保護(hù)器的絕緣電阻，L為電抗器電感及供 電線路的分布電感的等效電感，R是供電線路內(nèi)阻、電抗器的內(nèi)阻與保護(hù)線PE線間電阻的 等效電阻，其值大小主要取決于電抗器的內(nèi)阻。Rl、R2、R3、Rx組成直流電橋。利用電壓檢 測(cè)單元測(cè)量第一基準(zhǔn)電阻與電涌保護(hù)器絕緣電阻公共端的電壓Ug。在測(cè)量絕緣電阻時(shí)，不 考慮L的影響，當(dāng)電橋平衡時(shí)，電涌保護(hù)器的絕緣電阻為

【權(quán)利要求】
1. 一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，用于測(cè)量供電系統(tǒng)中電涌保護(hù) 器的絕緣電阻值，其特征在于：包括可調(diào)直流高壓源、電抗器、電壓檢測(cè)單元以及第一?第 三基準(zhǔn)電阻，所述電抗器包括第一?第三電感，所述第一?第三電感的一端一一對(duì)應(yīng)連接 供電系統(tǒng)中的三相火線，第一?第三電感的另一端以及供電系統(tǒng)中的中線均經(jīng)第一基準(zhǔn)電 阻與可調(diào)直流高壓源的正輸出端相連，所述可調(diào)直流高壓源的正輸出端經(jīng)第二基準(zhǔn)電阻后 接地，可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端經(jīng)第三基準(zhǔn)電阻后接地，所述電壓檢測(cè)單元包含正、負(fù)輸 入端，電壓檢測(cè)單元的正輸入端連接供電系統(tǒng)中的中線，電壓檢測(cè)單元的負(fù)輸入端接地，所 述電涌保護(hù)器的接地端斷開地后與可調(diào)直流高壓源的負(fù)輸出端相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，其特征 在于：所述電壓檢測(cè)單元包括依次連接的取樣電阻、低通濾波器、直流放大電路和直流電壓 表，所述取樣電阻的兩端分別作為電壓檢測(cè)單元的正、負(fù)輸入端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，其特征在 于：所述可調(diào)直流高壓源的電壓輸出范圍是〇?5kV。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，其特征在 于：所述第一基準(zhǔn)電阻為兆歐級(jí)電阻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種供電系統(tǒng)電涌保護(hù)器絕緣電阻的在線測(cè)量裝置，其特征在 于：所述第二、第三基準(zhǔn)電阻均為千歐級(jí)電阻。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK204188724SQ201420667153
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】李祥超, 周中山, 李鵬飛, 陳璞陽 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)