一种相量分析仪的制作方法

本发明涉及电力系统中的一种检测工具，尤其是一种用于在线判断三相二次回路中电压线与电流线接线正确性的相量分析仪。

背景技术：

当前，在电力生产工作中、在培训教学工作中、在职业鉴定考核工作中，特别是电力营销专业和用电检查与稽查专业以及变压器运行与检修专业中，经常要进行相量分析。在电力系统的三相二次回路中的相量分析中，经常要分析三相电压与三相电流之间的相位关系，从而得出三相二次回路中电压线与电流线的接线是人为故意接错或因工作人员的失误而接错，进而判断出二次回路的具体错误接线形式，并为更正错误接线和计量电能电量的退补提供科学依据。

然而，在查找错误接线，特别是在对电能计量装置错误接线的查处和互感器的接线分析工作中，经常要进行相量分析。在进行相量分析时，第一步要测量出必要的运行参数，第二步要绘制出相量图，第三步要进行相量分析，第四步要得出结论。第一步利用现有的相位伏安表能够很容易测出三相电压与电流的数值及其相量间的夹角，但是对于第二步、第三步、第四步需要测量人员绘制出相量图后进行专业的分析和判断，但是这些专业的分析与判断工作，对于广大相关知识和技术水平低或专业知识掌握不牢靠的测量人员来说不仅头绪繁杂，存在较多的困难，而且很容易出错，不能对三相二次回路中电压线与电流线是否接错线及接错线的具体形式作出正确的分析与判断。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决当前由于测量人员相关知识和技术水平低或专业知识掌握不牢靠，在对三相二次回路中电压线与电流线的接线进行正确性判定时，容易出错，不能对三相二次回路中电压线与电流线是否接错线及接错线的具体形式作出正确的分析判断的问题，为此提供一种用于在线判断三相二次回路中电压线与电流线接线正确性的相量分析仪。

本发明的具体方案是：一种相量分析仪，其特征是：包括底座和表盘，在表盘上设有中心轴，中心轴上装有可旋转式电流相量指针；在表盘的盘面上标有表示角度的刻度线，其中0°刻度线与360°刻度线相重合，并与水平线相垂直；在表盘的盘面上标有沿顺时针方向依次呈120°排布的线电压相量、、和相电压相量、、，并且相电压相量指向0°刻度线，线电压相量超前相电压相量的角度为30°，每个线电压相量与相电压向量均设有与其对应的反向相量。

本发明中在表盘的盘面上设有分别与相电压相量、、相对应的扇形区域，每个扇形区域对应设置在与其相对应的相电压相量的-60°～+60°的共计120°的角度区间内，并且相电压相量、、所对应的扇形区域的颜色分别为黄、绿、红三色，并且越接线相电压相量对应的底色越浓。

本发明中。

本发明中所述底座上设有凸台，凸台的顶面为斜面，并在底座上还设有用于操作或携带的环形把手；所述表盘固定在凸台的顶面上，并与水平面呈15°夹角。

本发明中所述中心轴的底端固定有垫片，垫片贴附在表盘的盘面上；在电流相量指针中部开设有与中心轴相匹配的圆孔；中心轴的顶端开设有外螺纹，并配装有与其相匹配的螺帽。

本发明中所述表盘的外沿设有向上凸起的螺纹口，螺纹口上配装有透明的防护罩；所述电流相量指针由尖头与钝头构成长条形结构，电流相量指针由透明材质制成。

本发明中所述表盘盘面上刻度线的分度值α的范围为1°≤α≤30°；在相邻的线电压相量与相电压相量之间、相邻的相电压相量与线电压相量所对应的反向相量之间及相邻的线电压相量的反向相量与相电压相量的反向相量之间均设有角度均分线。

本发明结构简单、设计巧妙，通过利用在表盘上刻画好的表示角度和刻度线及相量图，方便了操作人员实时通过旋转电流相量指针来找出电流相量所归属的相电压及判定电流二次回路接线的正确性，不仅操作简单、判断准确，能够直观明了地显示出判断结果，而且免除了绘制相量图的不方便带来的繁琐或不准确带来的误判断，极大地简化了分析和判定过程。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中表盘的结构示意图；

图3是本发明中电流相量指针的结构示意图。

图中：1—底座，2—表盘，3—中心轴，4—电流相量指针，4a—尖头，4b—钝头，5—凸台，6—垫片，7—圆孔，8—螺帽，9—螺纹口，10—防护罩，11—环形把手。

具体实施方式

参见图1-3，本发明包括底座1和表盘2，在表盘2上设有中心轴3，中心轴3上装有用于指示电流相量的可旋转式电流相量指针4；在表盘2的盘面上标有表示角度的刻度线，其中0°刻度线与360°刻度线相重合，并与水平线相垂直；在表盘2的盘面上标有沿顺时针方向依次呈120°排布的线电压相量、、和相电压相量、、，并且相电压相量指向0°刻度线，线电压相量超前相电压相量的角度为30°，每个线电压相量与相电压向量均设有与其对应的反向相量。

本实施例中。

本实施例中所述底座1上设有凸台5，凸台5的顶面为斜面，并在底座1上还设有环形把手11，便于操作人员手持环形把手11进行测试操作；所述表盘2固定在凸台5的顶面上，并与水平面呈15°夹角，从而便于操作人员旋转电流相量指针4和观测旋转角度。

本实施例中所述中心轴3的底端固定有垫片6，垫片6贴附在表盘2的盘面上；在电流相量指针4中部开设有与中心轴3相匹配的圆孔7；中心轴3的顶端开设有外螺纹，并配装有与其相匹配的螺帽8。

本实施例中所述表盘2的外沿设有向上凸起的螺纹口9，螺纹口9上配装有透明的防护罩10；所述电流相量指针4由尖头4a与钝头4b构成长条形结构，电流相量指针4由透明材质制成，用于方便将电流相量指针4拨动至各个相电压相量、线电压相量及其反向相量的相应的位置。

本实施例中还可以在凸台5的背面安装用以驱动中心轴3转动的旋转机构，操作人员通过旋转机构手工拨动中心轴3转动，从而在不用打开防护罩10的情况下，带动电流相量指针4旋转至相应的角度。

本实施例中所述表盘2盘面上刻度线的分度值α的范围为1°≤α≤30°；在相邻的线电压相量与相电压相量之间、相邻的相电压相量与线电压相量所对应的反向相量之间及相邻的线电压相量的反向相量与相电压相量的反向相量之间均设有角度均分线，用于便于操作人员读取电流相量指针4的旋转角度，并将电流相量指针4拨动至各个相电压相量、线电压相量及其反向相量的相应的位置。

本发明作为接线带电检查的相量分析工具，在对三相二次回路中电压线与电流线的接线正确性进行在线判断（不停电判断）时，需要配备相位伏安表，具体操作步骤如下：

(1)在操作相量分析仪之前，使用相位伏安表测量相关电压值，正确找出三根电压线在三相电压中所属的具体相别，方法如下：首先设定三相电压线分别表示为a、b、c三相，当电源侧供电的三相电压为正相序时，三根电压线有三种组合方式，即a—b—c、b—c—a、c—a—b，如果对于三相三线制的供电方式而言，由于电压二次侧b相接地，依次检测三根电压线的对地电压，当找到其中一根电压线的对地电压为零时，这根电压线即确定为b相电压线，依此找到其它两根电压线所接入的具体电压相别；当电源供电为负相序或供电电源采用三相四线制的接线方式时，检测方法基本相同；与此同时，在三相四线制电路的二次回路中，由于三相相电压大小相同，并在正确接线的情况下，三相电压相量间相互之间的夹角为120°，当其中一相相电压出现反相时，会出现两相线电压的电压值明显偏小，如此可根据相位伏安表检测到的线电压值找出电压极性接反的一相电压；

(2)采用相位伏安表检测三个线电压超前于三个电流相量的角度值；

(3)根据现有技术可知，线电压相量超前相电压相量的角度为30°，线电压相量超前相电压相量角度为30°，线电压相量超前相电压相量的角度为30°，在检测时，根据第二步所测的三个角度值，可分别以三个线电压、、为基准分三次在表盘2上沿顺时针方向旋转电流相量指针4，根据电流相量指针4在表盘2上指示的位置，就可直观地判断出三相电流具体是哪一相，或具体哪一相电流反相了。

判断原理如下：根据现有电力技术可知，电流相量与电压相量存在“随相”关系，即当电力用户负荷对外表现为感性负载时，电流相量滞后于对应的电压相量一定的角度，该角度的极限范围为0°～90°；当电力用户负荷对外表现为容性负载时，电流相量超前于对应的电压相量一定的角度，该角度的极限范围为0°～90°；我们根据电力用户负荷的实际情况，可将电流相量与电压相量的“随相”关系，在表盘2上以三个扇形区域表示，每个扇形区域对应设置在与其相对应的相电压相量的-60°～+60°的共计120°的角度区间内，并且相电压相量、、所对应的扇形区域的颜色分别为黄、绿、红三色，并且越接线相电压相量对应的底色越浓。

判定步骤如下：首先，根据所测量的电流相量滞后于某一参考电压相量为角度，自该参考电压相量始，沿顺时针方向拨动电流相量指针直至角度，①当电流相量指针4的尖头指示的位置滞后于最接近的一个相电压相量的角度在0°～60°范围内时，那么就表明电流相量指针4所指示电流相量与该相电压相量相匹配，该线路上的电流互感器的接线没有接反，并且该电力用户负荷对外表现为感性负载；

②当电流相量指针4的尖头指示的位置超前于最接近的一个相电压相量的角度在0°～60°范围内时，那么就表明电流相量指针4所指示电流相量与该相电压相量相匹配，该线路上的电流互感器的接线没有接反，并且该电力用户负荷对外表现为容性负载；

③当电流相量指针4与相电压相量之间的角度超出-60°～+60°的范围时，那么就表明电流相量指针4所指示电流相量与该相电压相量不匹配，那么就根据电流相量指针4的实际位置，参照上述 (1)和(2)步，来判定该电流相量归属于其它两相相电压中的哪一相，并以此来该电力用户负荷对外表现为感性负载，还是容性负载；

④当电流相量指针4与相电压相量之间的角度超出-60°～+60°的范围，并且电流相量指针4指示的位置相对于其它两相相电压而言，更加靠近其它两相相电压的反向相量的指示线，则表明线路上的电流互感器的接线接反了，并且可根据电流相量指针的实际位置，以同样的原理，参照上述(1)和(2)步，来判定该电流相量归属于三相相电压中的哪一相，并以此来判定该电力用户负荷对外表现为感性负载，还是容性负载。

本发明的更进一步用途是：如果根据电流相量指针所处的位置得出的三相电力用户负荷的功率因数角的数值太大，或三者之间的差值太大，或与实际严重不符，据此可有的放矢地找出窃电嫌疑电力用户。

具体对三相二次回路中电压线与电流线的判断可通过下面一个实例进行更进一步了解。

例如：如果测得相电压相量超前于第一个电流相量的角度是310^O，那么在表盘上从相电压相量开始，沿顺时针方向旋转电流相量指针，直至电流相量指针的尖头指向310^O刻度线为止。在表盘2上可以直观地看出，第一个电流相量停留在滞后于相电压相量所对应的反向相量的角度为10°。因此，可以从表盘2中读出：第一个电流相量就是b相的电流相量，即，或者说b相电流反向接入了第一相电流中，从而知道了具体的错误接线形式。