用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统的制作方法

本发明涉及一种安秒特性测试系统，属于电力设备领域，具体涉及一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统。

背景技术：

避雷器用脱离器(简称脱离器)作为避雷器的配套产品，与避雷器串联使用，一般直接安装在避雷器接地侧，将避雷器和地电位进行隔离。脱离器可用于防止系统持续故障，即当避雷器发生故障时，可将避雷器断开系统，并给出肉眼可见标识，以便护维人员尽快发现并替换故障的避雷器。

如果脱离器的性能和质量能够有效保障，脱离器的使用可以大大降低避雷器的事故隐患，使得避雷器真正达到免维护，进一步提高系统的运行可靠性。但由于大部分厂家不具备脱离器测试条件，难以对脱离器的生产质量进行第一时间的把关和控制。

鉴于此，我们尝试推出一套低成本的脱离器质量检测系统。由于脱离器检测尚无国家标准，只是在避雷器标准中对脱离器的电气性能提出一般要求。根据国内外多个避雷器标准，gb7327-2008中对脱离器的基本电气性能提出了要求，主要集中在以下两个方面：

(1)脱离器的耐受性能。脱离器应和避雷器一样，须通过长持续时间电流冲击和动作负载两项试验，这主要是模拟避雷器正常工作时应能耐受的工况。

(2)脱离器的动作性能。当避雷器出现故障时，脱离器应该具有良好的安秒特性，即能够及时、准确、可靠地动作，避免恶性事故发生。安秒特性试验是验证脱离器动作性能的重要试验。该试验做起来比较困难，也是大多数生产厂家无法完成的。

所以，一套低成本的安秒特性测试系统，是脱离器质量检测系统的主要内容。如何在低成本下实现正确的安秒特性测量，是本发明需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题；提供了一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，包括：冲击电压发生装置，与冲击电压发生装置相连的采集卡，所述采集卡是型号为ni-usb6009的采集卡，通过采集卡自带的io接口给出高电平，驱动外部继电器，给予冲击电压发生器一个有效信号，并且所述采集卡开始录制波形的时间早于io接口给出高电平的时刻。

优化的，上述的一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，在采集进程中加入一个while循环，循环每步时间为一秒，采集数据长度也为一秒，将vi中的采集模块放在循环中，并将数据叠加放入移位寄存器中，循环结束之后将寄存器中数据取出存储。

优化的，上述的一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，在每次循环时，将采集到的电压或者电流与预设的阈值比较，当判断发生过电压或是过电流时自动停止试验。

优化的，上述的一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，在每次循环时，采集开始时，将采集到的波形数据转为tdms格式，每个循环中采集到的数据将实时叠加存储在硬盘上对应的一个临时文件中，循环采集结束之后，将临时文件中的数据转存为另一数据文件，实现试验数据的实时存储。

优化的，上述的一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，在每次循环时，采用tdms存储方式存储采集数据。

优化的，上述的一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，在每次循环时，还包括与待测样品相连的分压电阻，测压电阻，所述采集卡与测压电阻相连。

优化的，上述的一种用于避雷器脱离器的安秒特性测试系统，在每次循环时，还包括与待测样品串联的测流电阻，所述采集卡与测流电阻相连。

因此，本发明具有如下优点：1.成本低，实验过程安全，操作简单，对操作人员没有特殊要求。

附图说明

附图1是本发明的一种原理图；

附图2是本发明的工作界面图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本发明基于labview程序开发语言，有美国国家仪器公司(ni)开发，作为虚拟仪器开发平台，以类似搭建电路图的方式，将程序语言、设备驱动、功能模块集成在软件里，用户可以快捷地选取所需内容进行编程，十分简便省时。

一套低成本的安秒特性测试系统，是脱离器质量检测系统的主要内容。如何在低成本下实现正确的安秒特性测量，是本实施例需要研究的主要问题。

安秒特性试验，需要对脱离器样品进行过电压或过电流热爆，同时对其电流-时间特性进行测量采集。一般实验设备有冲击电压发生装置与示波器，也需要一定的分压装置对降低电压以进行正常测量。目前国内几乎没有专门针对脱离器的安秒特性测量仪。为此，本实施例提供了一种体式工控机，采集数据使用廉价的ni-usb6009型采集卡；冲击电压选自现有技术中的的冲击电压发生装置，其操作与触发通过采集卡自带的io接口连接继电器控制。

实验过程只需要通过鼠标点击即可完成，实验结果自动运算，实验数据自动保存。用户无需培训，只需要有基本电工知识就可以完成试验。

在安秒特性测试系统里，需要做到测量与控制同步进行。通过计算机发送命令给冲击电压发生装置，触发大电流从而引爆脱离器；同时数据采集卡采集脱离器的电压与电流信号，并对结果进行数据处理。

按照ni一般的测量平台搭建模式，涉及到触发信号，采集卡需要有电平触发功能或者脉冲触发功能，同时其波形录制时间应该有数秒。但是通过实验验证发现，想要实现该功能的采集卡往往价格上万，不符低成本的需求。而常用的usb6009系列采集卡，只有pfi触发功能，没有电平触发，也没有预触发功能，这会导致触发波形波头部分丢失以至于影响到数据处理的结果。其次，使用该采集卡对数据进行时间长达数秒的录制后，系统会在其后进行数据转换，软件会存在长达数秒以至于数十秒的卡顿，影响实验效果，甚至可能导致用户误操作。不解决以上的问题，该测量系统无法成立。

通过研究，我们找到了解决方案。

首先，关于触发信号的问题。常规的爆破实验，是通过检测冲击电压电平大小，通过百分比预触发，将所需波形信号提取出来。

由于usb6009没有预触发功能，所以会导致触发信号之前的波头信号丢失，而该信号是冲击电压从零电位上升至触发电平的过程，

此处信号的丢失会影响到后续处理结果。那么为了解决这个问题，只能通过修改触发机制，将外部触发改为内部触发。也就是鼠标点击“开始”按钮，采集卡就开始录制波形，将其后的数据悉数记录，而同时，通过usb6009自带的io接口给出高电平，驱动外部继电器，给予冲击电压发生器一个有效信号。通过这样的安排，可以使得开始录制波形之后，与冲击电压发生之前产生一个自然的延时，并且此延时可以手动调节，从而避免了波头信号丢失的问题。

但是，这样的安排同时带来另一个问题。由于实验时间有数秒至十几秒，对于采集卡而言，在采样频率一定的情况下，由于采集卡内存有限，无法支持无限长度的采集点数，采集点数过大会导致软件卡顿甚至死机。如果限定时间的话，一次采集，也需要事先给定一个采样时间，这又会导致实验过程的死板，可能出现预定时间过后脱离器才爆破，错过实验数据，或者预定时间过长，脱离器已经爆破实验却无法停止的情况。

由于固定采集可能会发生以上的弊端，我们尝试将采集模式改为连续循环采集，在采集进程中加入一个while循环，循环每步时间为一秒，采集数据长度也为一秒，将vi中的采集模块放在循环中，并将数据叠加放入移位寄存器中，循环结束之后将寄存器中数据取出存储。采用这种结构的采集程序，可以灵活地实现对数据的简单同步处理，主要是为了实现两个目的。其一为过电压或者过电流产生的时候，通过采集到的最大值比较，可以自动停止试验；其二为时间超过设定也并未有有效数据产生时，可以自动结束试验并提示用户将实验电路接地。以上两种功能可以通过简单的数值比较模块完成，其使用比固定采集要灵活得多。

但是此种采集方式遇到一个问题，while循环采集到的数据放入移位寄存器之后，数据量会叠加起来，而labview自带的移位寄存器对内存的调用效率较低，数据量大的时候可能会导致死机。本程序里的数据量并没有太大，但随着循环的叠加，在一次测量的最后几个循环的时候，程序的运行会受到影响，导致采集数据产生延时，导致录制波形发生失真。

为了解决这一问题，我们采用tdms存储方式。tdms存储是labview中自带的一种数据存储模块，是专门为高速数据采集与存储而设计的。采集开始时，将采集到的波形数据转为tdms格式，每个循环中采集到的数据将实时叠加存储在硬盘上对应的一个临时文件中，循环采集结束之后，将临时文件中的数据转存为另一数据文件，实现试验数据的实时存储。由于tdms存储方式是直接调用cpu与内存资源，无需通过labview对系统内存的10m限制，所以其存储与处理速度非常之快，可以达到100m/s，可以兼容市面上几乎所有的pci、pxi以及usb采集卡。

通过tdms存储方式改造，我们将采集循环修改成为现在的样子(见图2)。软件控制试验过程，在开始试验之前，可以修改试验环境，选择电流强度，设置报警电平，设置试验超时时间。点击开始按钮后，采集循环开始，延时1秒后io口发送一个触发信号，控制冲击电压装置放电。正常情况下，脱离器样品爆破，试验电压电流波形录制完成，试验自动结束，试验结果自动处理出来并生成试验报告。非正常情况下，若电压超限或试验超时样品未爆破，则试验自动停止。报警灯点亮，报警铃鸣叫。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。