专利名称：一种moa泄漏电流在线测试仪进行校准的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电力测试设备与仪器的校准，检定领域，涉及一种金属氧化物避雷器 (以下称Μ0Α)泄漏电流在线测试仪校准的方法与装置，适用于对MOA泄漏电流在线测试仪 进行校准。
背景技术：
MOA通常是指阀片由氧化锌(以下称SiO)等电阻片相串联或并联构成的避雷器。 MOA具有优异的保护性能，从SiO阀片的伏安特性曲线可以看到，其非线性特性远远优于碳 化硅(以下称SiC)构成的阀式避雷器。其晶界层的相对介电常数可达500 2000，使阀片 具有相当大的通流能力。单位面积的SiO电阻片的通流能力大约是SiC电阻片的4倍，因 此MOA具有良好的吸收雷击过电压和暂态过电压的能力。80年代以来，凭借着其优良的性 能和较高的运行可靠性，MOA在电力系统中得到了的广泛应用，电力系统的安全性得到了极 大的提高。MOA在投入电网运行后，大部分运行良好，但是在运行中也有损坏或爆炸的事故发 生。中国电力科学研究院的统计资料表明，高压MOA的全国平均事故率国产产品为0. 286 相/百相·年，进口产品为0. 34相/百相·年。对MOA进行监测并且采取有效的措施来防 止其运行中的事故发生，以保证电力系统的安全可靠运行是十分必要的。目前MOA的监测方法主要有三种方法预防性试验、带电检测和在线监测。对于周期性预防试验，使用较多的是测量避雷器在直流ImA下的电压仏-和75% UlmA下的泄漏电流Ia75UlmA，UlmA—般位于伏安特性曲线上由预击穿区进入击穿区的转折点 处，是限制或释放电流的临界点，可反映MOA的寿命和保护性能等。而Ia75UlmA与MOA的寿 命有直接的关系，一般在同一温度下此泄漏电流与寿命成反比。带电检测主要是检测泄漏电流及其阻性分量，采取补偿法或数字谐波分析法，将 全电流中的阻性分量与容性分量分离开来，并根据其阻性分量的变化来判断MOA的运行情 况。也有用远红外线带电检测，它是用红外探测仪探测被测目标的红外辐射信号，经放大、 转换处理后得到红外热像图，根据附带的固化程序分析得到正在运行的MOA各节阀片的温 度来确定是否有缺陷。该方法为非电气检测，操作简单，很适合现场使用，安全度和灵敏度 都很高，一般判断温差达到1°C便可确定有缺陷。传统MOA在线监测所使用的方法是测量接地引下线上通过的全泄漏电流，此法只 能判断受潮劣化，对老化不灵敏，尤其是早期老化。如阻性电流幅值从50 μ A增大到250 μ A 时，全电流的增大可能只有百分之几。近几年出现的泄漏电流在线测试仪可以测量MOA泄 漏电流中的主要谐波分量的幅值与相角，并与电压中基波电压分量的相角相比较，得出电 流中的阻性电流分量幅值，具有较好的性能，并得到了推广应用。综合以上所提到的三种方法，如果采用周期性预防性试验，根据避雷器预试周期 的要求，它所保护的主设备需每年停电一次，这样被保护设备的运行可靠性大大降低。另一 方面，保护主变压器与单母线结构的避雷器，市场因为运行方式的限制而无法停运主设备，导致避雷器无法按时停电预试。鉴于此，目前实际应用中多以带电检测方法为主。通过测 试仪测得氧化锌避雷器带电运行下的阻性泄漏电流，于标准值对比，判断其运行状况。这种 方法简单简单易行，可以提前发现有缺陷的氧化锌避雷器，保证了设备的安全运行。MOA泄漏电流在线测试仪的工作原理与传统测试仪有所区别，需要一种有特殊功 能的标准源对其进行校准。目前投入使用的MOA泄漏电流在线测试仪的精度最高为1 %，测 量的内容包括全泄漏电流峰值和有效值，阻性电流基波峰值和3、5、7次谐波含量等。因此 氧化锌避雷器测试仪标准装置输出的基波电压和电流精度应该达到0. 1%，相角精度应该 达到0.05°。对于高精度、便于调节的数字式标准源和标准装置，在计量、检测领域有着十分广 泛的应用，相关的产品国外在90年代初便已研制成功。通过CPU控制的标准源能产生交 流正弦和含谐波分量的电压电流信号，达到了很高的精度。例如，美国FLUKE公司研制的 6100A型标准源可以单相运行，也可以组合为2 4相运行，模拟各种电力系统，包括零线 电位变化的不平衡三相系统，而且每一相的电压、电流都可以完全独立地控制，相位角可在 0° 士 180°范围调整。该仪器可以提供标准的交流电压和交流电流，校准各种交流电压 表、交流电流表、功率表、相位表和电能表。但是该型号的标准源不能产生微安级电流，无法 模拟氧化锌避雷器正常运行时的情况。国内研究生产标准源和标准装置的科研机构和企业也比较多，比较好的有上海仪 表研究所研制的YS87B可程控多功能标准源和广州市羊城科技实业有限公司研制的YC系 列程控式电能表标准装置。两者都能输出多路的测试信号，准确度均达到了 0. 01级，但最 小只能输出0. IA的电流，且输出相位的精度为0.5°，均无法达到校准MOA泄漏电流在线测 试仪标准装置输出的基波电压和电流精度应该达到0. 1%，相角精度应该达到0. 05°的技 术要求。综上所述，目前国内外现有的标准源和标准装置在测量范围和工作原理上均有不 足，需要针对MOA泄漏电流在线测试仪提出一种新的MOA泄漏电流在线测试仪校准方法，并 研制出相应的校准装置，以满足目前MOA泄漏电流在线测试仪校准工作的迫切需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种对MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的 方法，以满足目前MOA泄漏电流在线测试仪校准工作的迫切需求。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是一种对MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的方法由一台标准源来产生标准的电 压与电流信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的MOA泄漏电流在线测试 仪进行测量。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种输出电压、电流标准信号精度高的 MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，用该装置用为标准源对MOA泄漏电流在线测试 仪给予校准。本发明所提供的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，包括控制单元、 电压信号发生单元、含谐波的电流信号发生单元和自校正单元；电压信号发生单元和含谐 波的电流信号发生单元均与自校正单元连接，自校正单元与控制单元连接，控制单元与电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元连接；电压信号发生单元和含谐波的电流信 号发生单元分别输出标准电压信号和电流信号。控制单元由DSP单元与触摸屏单元构成，DSP单元与触摸屏单元连接；电压信号发生单元由第一数据存储单元RAM、第一逻辑控制单元CPLD、第一高速 高精度D/A转换芯片、第一滤波放大单元和精密升压变压器构成；第一数据存储单元RAM、 第一逻辑控制单元CPLD、第一高速高精度D/A转换芯片、第一滤波放大单元和精密升压变 压器依次连接；含谐波的电流信号发生单元由第二数据存储单元RAM、第二逻辑控制单元CPLD、 第二高速高精度D/A转换芯片、第二滤波放大单元和电压/电流变换模块构成；第二数据存 储单元RAM、第二逻辑控制单元CPLD、第二高速高精度D/A转换芯片、第二滤波放大单元和 电压/电流变换模块依次连接；自校正单元由第三高速高精度A/D转换芯片、第一采样保持单元、第二采样保持 单元和相位检测单元构成；第一采样保持单元与第二采样保持单元的输出端与第三高速高 精度A/D转换芯片输入端连接，第三高速高精度A/D转换芯片输出端和相位检测单元的输 出端与DSP单元输入端连接；精密升压变压器输出标准电压信号并与第一采样保持单元和相位检测单元的输 入端连接；电压/电流变换模块输出标准电流信号并与第二采样保持单元和相位检测单元 的输入端连接；DSP单元与第一逻辑控制单元CPLD和第二逻辑控制单元CPLD分别连接。精密升压变压器输出标准电压信号和电压/电流变换模块输出标准电流信号输 入待校的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。本发明提供的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，就是实现本发明 MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的方法所应用的标准源。本发明方法与装置的实现原理与过程如下所述首先建立MOA在含有谐波的系统电压作用下，泄漏电流的数学模型。根据当前电 力系统的实际情况，在电压波形中含有谐波分量，主要的谐波分量是3、5、7次，电压瞬时值 的表达式为u(t) = U1 (sin cot+θ 工)+U3sin (3 cot+θ 3)+U5sin (5 cot+θ 5)+U7sin (7 cot+θ 7) (1)MOA可以被视为非线性电阻与电容的并联，因此在MOA泄漏电流中亦包含谐波分 量，泄漏电流瞬时值的表达式为
i(t) = I1 sin(i i + (P1)H-Z3 sin(3￡oi + φ3) +15 sin(5i i + φ5) + Ι sin(7oji + φ7)(2)在实际应用中，为了方便起见，选择基波电压分量作为参考向量，令θ工=0。将泄 漏电流分解为阻性电流分量A Coscpi sin W和容性电流分量A ShKp1 Β η(ω + π/2)。由此可见，通过
指定基波电压分量的相角θ工和基波电流分量的相角％，就可以给定输出泄漏电流中的阻性 电流分量和容性电流分量，同时根据实际情况给定谐波分量的幅值与相角，就可以模拟实 际MOA上的电压与泄漏电流，作为MOA泄漏电流在线测试仪的校准信号。对于上述MOA上的系统电压与泄漏电流，可以由工作人员根据现场情况用触摸屏 指定其中各次谐波分量的谐波与幅值，由控制单元的DSP单元负责响应用户的输入，接收输入参数，通过计算得到电压波形、电流波形(含谐波)的时间序列值，分别存储到相应的 数据RAM中，然后将总线控制权交给相应的CPLD。在波形输出后，控制单元响应A/D转换结 束引起的中断并读取转换结果，通过FFT计算得到对应的输出值，供给自校正单元进行判 断输出是否在精度范围内。如果输出在精度范围内，则控制单元发出测试指令，系统可以开 始进行测试，如果不在精度范围内，则控制单元根据校正值更新数据RAM中的时间序列值， 然后将总线控制权交给相应的CPLD，如此反复直到输出精度达到要求。由于具有自校准单元，该装置可以全面设置各种校验参数，只需指定电压信号和 电流信号中基波分量和3、5、7次谐波分量的幅值与相角，就可以方便地设定系统电压、全 电流、阻性电流、容性电流等。本发明的优点是由于采用人机界面输入电压信号和电流信号的各次谐波分量的 幅值与相角，因此所产生的标准电压、电流信号可以模拟各种MOA的运行情况，便于对MOA 在线监测仪在不同工况下的测量精度进行校准，且由于采用了自校准环节，保证了在不同 工况下输出的电压、电流标准信号的精度。适用对各种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准。
图1是本发明所述MOA泄漏电流在线测试仪校准装置原理示意图。图2是控制单元结构图。图3是DMA通道结构图。图中1-控制单元，Il-DSP单元，12-触摸屏单元；2_电压信号发生单元，21-第 一数据存储单元RAM，22-第一逻辑控制单元CPLD，221-地址产生单元，23-第一高速高精 度D/A转换芯片，24-第一滤波放大单元，25-精密升压变压器；3-含谐波的电流信号发生 单元，31——第二数据存储单元RAM，32-第二逻辑控制单元CPLD，33-第二高速高精度D/A 转换芯片，34-第二滤波放大单元，35-电压/电流变换模块；4-自校正单元，41-第三高速 高精度A/D转换芯片，42-第一采样保持单元，43-第二采样保持单元，44-相位检测单元； 5-第一总线开关，6-第二总线开关，7-第三总线开关。
具体实施例方式一种MOA在线测试仪校准方法，由一台标准源来产生标准的电压与电流信号；将 标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。标准源是本发明提供的MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置。在实际运行的电力系统中，电压并非标准正弦波，而是含有谐波分量，主要的谐波 分量是3、5、7次，电压瞬时值的表达式为 u (t) = U1 (sin ω t+ θ 工)+U3sin (3 ω t+ θ 3) +U5sin (5 ω t+ θ 5) +U7sin (7 ω t+ θ 7)；由于MOA可以被视为非线性电阻与电容的并联，因此在MOA泄漏电流中亦包含谐 波分量，泄漏电流瞬时值的表达式为
i(t) = I1 sin(ft)i + 奶)+ T3 sin(3toi + φ}) + 15 sin(5oi + φ5) + Ι7 sin(7oi + φ7)；为了校准MOA泄漏电流在线测试仪，需要由一台标准源来产生标准的电压与电流 信号，将其输入待校的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。
工作人员通过触摸屏输入界面给定电压、电流信号中各次谐波分量的幅值与相 角。DSP单元通过计算得到电压波形、电流波形(含谐波)的时间序列值，存储到相应的数据 RAM中，然后将总线控制权交给相应的CPLD，由CPLD将RAM中存储的波形数据送入相应的 高精度D/A转换芯片，转换为模拟信号，然后输入放大电路输出。在电压、电流信号输出后， 信号先送入数据采集单元，得到输出电压、电流信号的采样值，通过FFT计算得到电压、电 流信号中各次谐波分量的幅值与相角，供给自校正单元进行判断输出是否在精度范围内。 如果输出信号的误差在精度范围内，则控制单元发出测试指令，系统可以开始进行测试，如 果输出信号的误差不在精度范围内，则进行校正值计算，DSP根据校正值更新数据RAM中的 时间序列值，然后输出电压、电流信号，如此循环直到输出信号的精度达到要求。如图1所示一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，包括控制单元1、电 压信号发生单元2、含谐波的电流信号发生单元3和自校正单元4 ；电压信号发生单元2和 含谐波的电流信号发生单元3均与自校正单元4连接，自校正单元4与控制单元1连接，控 制单元1与电压信号发生单元2和含谐波的电流信号发生单元3连接；电压信号发生单元 2和含谐波的电流信号发生单元3分别输出标准电压信号和电流信号。控制单元1由DSP单元11与触摸屏单元12构成，DSP单元11与触摸屏单元12连 接；参见图2:DSP单元11由DSP芯片111、仿真RAM112和PLL芯片113构成，触摸屏 单元12由液晶显示屏121及驱动器123、触摸控制屏122及控制器IM构成；其中DSP芯 片111采用TI公司生产的TMS320C6421高性能定点DSP芯片，液晶显示屏121采用三菱公 司的84寸VGA液晶屏AA084VC05，触摸控制屏122采用三菱公司的触摸板NSTFT6448B ；仿 真RAM112通过数据总线与地址总线与DSP芯片111相连接，PLL芯片113的输出端连接到 DSP芯片111时钟输入端。液晶显示屏121通过控制总线与数据总线与驱动器123连接， 驱动器123通过串行总线与DSP芯片111连接。触摸控制屏122的控制端与控制器IM连 接，控制器1 通过串行总线与DSP芯片111连接。电压信号发生单元2由第一数据存储单元RAM21、第一逻辑控制单元CPLD22、第一 高速高精度D/A转换芯片23、第一滤波放大单元M和精密升压变压器25构成；第一数据 存储单元RAM21、第一逻辑控制单元CPLD22、第一高速高精度D/A转换芯片23、第一滤波放 大单元M及精密升压变压器25依次连接；其中第一数据存储单元RAM21采用Cypress公司生产的CY7C1021BN芯片，具 有64kX 16Byte的存储容量，第一逻辑控制单元CPLD22采用Altera公司生产的MAX II EPM240芯片，第一高速高精度D/A转换芯片23采用Analog Devices公司生产的AD7840芯 片，第一滤波放大单元M以Analog Devices公司生产的AD620仪表放大器为核心构成2 阶有源放大器，精密升压变压器为定制，变比为85V/100V。含谐波的电流信号发生单元3由第二数据存储单元RAM31、第二逻辑控制单元 CPLD32、第二高速高精度D/A转换芯片33、第二滤波放大单元34和电压/电流变换模块35 构成；第二数据存储单元RAM31、第二逻辑控制单元CPLD32、第二高速高精度D/A转换芯片 33、第二滤波放大单元34及电压/电流变换模块35依次连接；其中第二数据存储单元RAM31采用Cypress公司生产的CY7C1021BN芯片，具 有64kX 16Byte的存储容量，第二逻辑控制单元CPLD32采用Altera公司生产的MAX IIEPM240芯片，第二高速高精度D/A转换芯片33采用Analog Devices公司生产的AD7840芯 片，滤波放大单元以Analog Devices公司生产的AD620仪表放大器为核心构成2阶有源放 大器，电压/电流变换模块35则由TI公司生产的功率放大器0P27为核心构成；自校正单元4由第三高速高精度A/D转换芯片41、第一采样保持单元42、第二采 样保持单元43和相位检测单元44构成；第一采样保持单元42与第二采样保持单元43的 输出端与第三高速高精度A/D转换芯片41输入端连接，第三高速高精度A/D转换芯片41 输出端和相位检测单元44的输出端与DSP单元输入端11连接；其中高速高精度A/D转换单元和采样保持单元采用TI公司生产的ADS8364芯片， 相位检测单元则由DSP芯片TMS320C6421通过FFT算法软件实现。精密升压变压器25输出标准电压信号并与第一采样保持单元42和相位检测单元 44的输入端连接；电压/电流变换模块35输出标准电流信号并与第二采样保持单元43和 相位检测单元44的输入端连接；DSP单元11与第一逻辑控制单元CPLD22和第二逻辑控制 单元CPLD32分别连接。精密升压变压器25高压侧输出标准电压信号和电压/电流变换模块35输出标准 电流信号输入待校的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。DSP单元11输出控制信号和输入数据信号与触摸屏单元12连接，将图形数据传输 到触摸屏单元12，同时响应触摸屏单元12传来的用户的输入；DSP单元11输出控制信号连 接到第一逻辑控制单元CPLD22和第二逻辑控制单元CPLD32的控制端；第一逻辑控制单元 CPLD22和第二逻辑控制单元CPLD32的控制信号连接到第一数据存储单元RAM21和第二数 据存储单元RAM31的控制端，同时第一逻辑控制单元CPLD22和第二逻辑控制单元CPLD32 的地址总线和数据总线连接到第一数据存储单元RAM21和第二数据存储单元RAM31的数据 总线上。第一逻辑控制单元CPLD22和第二逻辑控制单元CPLD32的数据总线分别连接到第 一高速高精度D/A转换芯片23和第二高速高精度D/A转换芯片33的数据总线上，将波形 数据送入第一高速高精度D/A转换芯片23和第二高速高精度D/A转换芯片33，第一高速高精度D/A转换芯片23和第二高速高精度D/A转换芯片33的输出分别 连接到第一滤波放大单元M与第二滤波放大单元34的输入上，第一滤波放大单元M的输 出端与精密升压变压器25的输入端连接，精密升压变压器25的高压侧输出电压信号UQUT， 第二滤波放大单元34的输出端与电压/电流变换模块35的输入端连接，电压/电流变换 模块35的输出端输出电流信号IQUT。精密升压变压器25的高压侧同时与采样保持电路42的输入端和相位检测单元44 的输入端连接，电压/电流变换模块35的输出端同时与采样保持电路43的输入端和相位 检测单元44的输入端连接，将输出的电压信号Uom与电流信号Iot送入自校正单元，采样保 持电路42的输出端连接到高速高精度A/D转换单元41的输入端，高速高精度A/D转换单 元41的输出端连接到DSP单元11的输入端，用来计算电压信号Uott与电流信号Iott中各次 谐波分量的幅值，相位检测单元44的输出端连接到DSP单元11的输入端，用来计算电压信 号Utm与电流信号Iot中各次谐波分量的相角差。控制单元中的触摸屏单元12负责响应用户的输入，接收输入参数，通过DSP单元 11计算得到电压波形、电流波形含谐波的时间序列值，将数据存储到数据存储单元RAM21 和31中，然后将总线控制权交给第一逻辑控制单元CPLD22和第二逻辑控制单元32，第一逻辑控制单元CPLD22和第二逻辑控制单元32根据预置的逻辑，将第一数据存储单元RAM21 和第二数据存储单元RAM31中的波形数据送入第一高速高精度D/A转换芯片23和第二高 速高精度D/A转换芯片33，第一高速高精度D/A转换芯片23输出的电压信号由精密升压变 压器25放大输出，第二高速高精度D/A转换芯片33输出的电流信号由电压/电流变换模 块35变换输出。在波形输出后，自校正单元将输出的电压、电流信号经第一采样保持单元 42和第一采样保持单元43的采样保持电路送至第三高速高精度A/D转换单元41进行模数 转换，并由DSP单元11计算得到输出电压信号和电流信号中各次谐波分量的幅值，同时相 位检测单元44输出电压信号和电流信号中各次谐波分量的相角，输入DSP单元11。DSP单 元11将检测值与设定值进行比较，若输出电压信号和电流信号的误差超出范围，则由DSP 单元11重新计算波形数据，并再次输出电压、电流信号。重复上述过程，直至电压、电流信 号的误差在规定范围内，然后输出标准电压、电流信号。参见图3，本装置以CPLD芯片MAX II EPM240为核心构成DMA数据通道，以电压信 号为例说明，电压DMA数据通道由DSP单元11、第一逻辑控制单元CPLD22、第一数据存储单 元RAM21和第一高速高精度D/A转换芯片23构成；DSP单元11经数据总线与第一数据存 储单元RAM21和第一高速高精度D/A转换芯片23连接，连接DSP单元11与第一数据存储 单元RAM21的数据总线装第一总线开关5，连接DSP单元11与第一高速高精度D/A转换芯 片23的数据总线装第三总线开关7 ；第一逻辑控制单元CPLD22的地址产生单元221经地 址总线与DSP单元11和第一数据存储单元RAM21连接，连接DSP单元11与第一数据存储 单元RAM21的地址总线装第二总线开关6。首先DSP单元11响应用户的控制命令并接收所设定的电压、电流以及相位角等参 数，根据参数计算电压波形的时间序列值，将其存储在第一数据存储单元RAM21所设定的 地址单元中，此时DSP单元11与第一数据存储单元RAM21之间的总线直接相连，即第一总 线开关5和第二总线开关6处于闭合状态，第三总线开关7处于断开状态，第一数据存储单 元RAM21由DSP单元11控制写入数据。数据存储完毕之后断开第一总线开关5和第二总 线开关6，第三总线开关7，DSP单元11将控制权交给第一逻辑控制单元CPLD22。第一逻辑 控制单元CPLD22中地址产生单元自动产生所需要送出数据的地址，将存储在第一数据存 储单元RAM21中数据传送到第一高速高精度D/A转换芯片23的数据缓冲寄存器中，之后启 动电压模数转换，如此循环即可产生与所设定参数对应的信号波形。电流数据通道的构成与电压数据通道相同，不再赘述。
权利要求
1.一种MOA在线测试仪校准方法，其特征在于由一台标准源来产生标准的电压与电流 信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。
2.—种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于包括控制单元(1)、电 压信号发生单元O)、含谐波的电流信号发生单元C3)和自校正单元；所述电压信号发 生单元( 和所述含谐波的电流信号发生单元C3)均与所述自校正单元(4)连接，所述自 校正单元(4)与所述控制单元(1)连接，所述控制单元(1)与所述电压信号发生单元(2) 和所述含谐波的电流信号发生单元C3)连接；所述电压信号发生单元(2)和所述含谐波的 电流信号发生单元C3)分别输出标准电压信号和电流信号。
3.如权利要求2所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述控制单元(1)由DSP单元(11)与触摸屏单元(1 构成，所述DSP单元(11)与所述触 摸屏单元(12)连接；所述电压信号发生单元O)由第一数据存储单元RAMQ1)、第一逻辑控制单元 CPLD 0 、第一高速高精度D/A转换芯片(23)、第一滤波放大单元Q4)和精密升压变压器 (25)构成；所述第一数据存储单元RAM(21)、所述第一逻辑控制单元CPUK2》、所述第一高 速高精度D/A转换芯片(23)、所述第一滤波放大单元(24)及所述精密升压变压器05)依 次连接；所述含谐波的电流信号发生单元(3)由第二数据存储单元RAM(31)、第二逻辑控制单 元CPLD (3 、第二高速高精度D/A转换芯片(33)、第二滤波放大单元(34)和电压/电流变 换模块(3 构成；所述第二数据存储单元RAM(31)、所述第二逻辑控制单元CPLD(3 、所述 第二高速高精度D/A转换芯片(33)、所述第二滤波放大单元(34)及所述电压/电流变换模 块(3 依次连接；所述自校正单元由第三高速高精度A/D转换芯片(41)、第一采样保持单元(42)、 第二采样保持单元^幻和相位检测单元G4)构成；所述第一采样保持单元0 与所述 第二采样保持单元^幻的输出端与所述第三高速高精度A/D转换芯片输入端连接， 所述第三高速高精度A/D转换芯片输出端和所述相位检测单元G4)的输出端与所述 DSP单元输入端(11)连接；所述精密升压变压器0 输出标准电压信号Uot并与所述第一采样保持单元02)和 所述相位检测单元G4)的输入端连接；所述电压/电流变换模块(3 输出标准电流信号 Itm并与所述第二采样保持单元^幻和所述相位检测单元G4)的输入端连接；所述DSP单 元(11)与所述第一逻辑控制单元CPLD 0 和所述第二逻辑控制单元CPLD (3 分别连接。
4.如权利要求3所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述DSP单元(11)输出控制信号和输入数据信号与所述触摸屏单元(1 连接；所述DSP 单元(11)由DSP芯片(111)、仿真RAM(112)和PLL芯片(113)构成，所述触摸屏单元(12) 由液晶显示屏(121)及驱动器(123)、触摸控制屏(122)及控制器(124)构成；所述仿真 RAM(112)通过数据总线与地址总线与所述DSP芯片(111)相连接，所述PLL芯片(113)的 输出端连接到所述DSP芯片(111)时钟输入端；所述液晶显示屏(121)通过控制总线与数 据总线与所述驱动器(123)连接，所述驱动器(123)通过串行总线与所述DSP芯片(111) 连接；所述触摸控制屏(12 的控制端与所述控制器(124)连接，所述控制器(124)通过串行总线与所述DSP芯片(111)连接。
5.如权利要求4所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述DSP芯片(111)用TI公司生产的TMS320C6421高性能定点DSP芯片，所述液晶显示屏 (121)采用三菱公司的84寸VGA液晶屏AA084VC05，所述触摸控制屏(12 采用三菱公司 的触摸板NSTFT6448B。
6.如权利要求3所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述第一数据存储单元RAMQ1)和所述第二数据存储单元RAM(31)采用Cypress公司生产 的CY7C1021BN芯片；所述第一逻辑控制单元CPLD 0 和所述第二逻辑控制单元CPLD (32) 采用CPLD22采用Altera公司生产的MAX II EPM240芯片；所述第一高速高精度D/A转换芯 片03)和所述第二高速高精度D/A转换芯片(33)采用Analog Devices公司生产的AD7840 芯片；所述第一滤波放大单元04)和所述第二滤波放大单元(34)是以Analog Devices公 司生产的AD620仪表放大器为核心构成2阶有源放大器；所述电压/电流变换模块(35)由 TI公司生产的功率放大器0P27为核心构成。
7.如权利要求3至6任意一项所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置， 其特征在于所述DSP单元(11)输出控制信号连接到所述第一逻辑控制单元CPLD 02)和 所述第二逻辑控制单元CPLD (3 的控制端；所述第一逻辑控制单元CPLD 0 和所述第二 逻辑控制单元CPLD(3》的控制信号连接到所述第一数据存储单元RAM01)和所述第二数 据存储单元RAM(31)的控制端，所述第一逻辑控制单元CPLD 0 和所述第二逻辑控制单元 CPLD(32)的地址总线和数据总线连接到所述第一数据存储单元RAMQ1)和所述第二数据 存储单元RAM(31)的数据总线，所述第一逻辑控制单元CPLD0 和所述第二逻辑控制单元 CPLD (32)的数据总线分别连接到所述第一高速高精度D/A转换芯片和所述第二高速 高精度D/A转换芯片(33)的数据总线。
8.如权利要求7所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述DSP单元(11)、所述第一逻辑控制单元CPUK2》、所述第一数据存储单元RAMQ1)和 所述第一高速高精度D/A转换芯片构成电压DMA数据通道；所述DSP单元(11)经数据 总线与所述第一数据存储单元RAMQ1)和所述第一高速高精度D/A转换芯片连接，连 接所述DSP单元(11)与所述第一数据存储单元RAMQ1)的数据总线装第一总线开关(5)， 连接所述DSP单元(11)与所述第一高速高精度D/A转换芯片的数据总线装第三总线 开关(7)；所述第一逻辑控制单元CPLDO^的地址产生单元021)经地址总线与所述DSP 单元(11)和所述第一数据存储单元RAMQ1)连接，连接所述DSP单元(11)与所述第一数 据存储单元RAMQ1)的地址总线装第二总线开关(6)。
9.如权利要求8所述的一种MOA泄漏电流在线测试仪进行校准的装置，其特征在于 所述精密升压变压器0 标准电压信号的输出端和所述电压/电流变换模块(3 标准电 流信号的输出端与待校的MOA泄漏电流在线测试仪连接。
全文摘要
本发明属于电力测试设备与仪器的校准，涉及一种MOA泄漏电流在线测试仪校准方法与装置，适用对MOA泄漏电流在线测试仪进行校准。方法由一台标准源来产生标准的电压与电流信号；将标准源产生的标准电压与电流信号输入待校准的MOA泄漏电流在线测试仪进行测量。装置包括控制单元、电压信号发生单元、含谐波的电流信号发生单元和自校正单元；电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元均与自校正单元连接，自校正单元与控制单元连接，控制单元与电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元连接；电压信号发生单元和含谐波的电流信号发生单元分别输出标准电压信号和电流信号。本发明产生的标准电压、电流信号能模拟各种MOA的运行情况。
文档编号G01R35/00GK102062846SQ20091022532
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月14日 优先权日2009年11月14日
发明者吕景顺, 孙亚明, 彭辉, 彭鹏, 李世伟, 李自品, 李豹, 杨志华, 舒乃秋, 马建海 申请人:甘肃电力科学研究院