电子式兆欧表高压输出电路的制作方法

本实用新型属于高压电路技术领域，涉及到电子式兆欧表高压输出电路。

背景技术：

高压输电线路的绝缘核相测试数据是电网运行必须掌握的基本数据，随着电力系统快速发展，输电线路的走廊越来越窄，平行架设双回、四回输电线路和线路交叉跨越架设的情况也越来越多。对其中一条线路进行绝缘核相测试时，其它线路出于供电可靠性考虑，往往不能进行陪停。被试线路中感应电压有的达到几千伏甚至上万伏，感应电压的原理是：由于高压输电线路平行布置，高压线路间存在分布电容，线路间将会产生互感。当线路停电检修时，带电的线路对停电线路会产生感应，出现感应电压，感应电压的大小取决于两线路间互感阻抗、停电线路的零序阻抗等参数。

当出现感应电压时，对于线路的绝缘电阻的测量会产生测量误差，甚至会对试验人员和试验设备的安全造成极大的威胁。现有的兆欧表在高感应电压下无法进行绝缘核相测试，原因如下：现有兆欧表的高压输出电路如图1所示，低压高频电压U1通过变压器T升压成为交流高压，通过半波整流桥电路第一二极管D1和第二二极管D2，将交流高压整流为直流高压，通过限流电阻RB输出。由第一电阻R1、第二电阻R2组成分压器测量试验电压，当感应电压增高时，外部电压通过限流电阻RB进入高压输出电路，为保护电容C充电，当感应电压峰值低于兆欧表输出电压时，因为直流测量的滤波特性可以将交流感应电量滤除，可以测量到绝缘电阻参数，对于不同的滤波作用误差不同，同时仪表不易损坏；由于第一二极管D1、第二二极管D2、保护电容C的额定电压值都较低，所以当感应电压峰值超过兆欧表峰值时，保护电容C或第二二极管D2损坏，将会使兆欧表烧毁。同时，由于相邻线路耦合电容的影响，兆欧表的抗干扰能力不强，试验测试过程中还反复出现兆欧表指针来回摆动的情况，造成试验重复性高，需要多次测试并采用屏蔽的方法才能排除干扰，劳动强度大，作业时间长、效率低。因此，急需提高兆欧表的输出电压及抗干扰能力，以确保安全准确地进行输电线路绝缘核相测试。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了电子式兆欧表高压输出电路，第一二极管、第二二极管和保护电容都可以承受20kV以上的电压，可以有效避免保护电容和第二二极管损坏，避免兆欧表被烧毁，避免对测试人员产生危害，降低了安全隐患。

本实用新型所采取的具体技术方案是：电子式兆欧表高压输出电路，包括变压器、与测试端连接的分压器，变压器的原边与低压高频电压连接，变压器副边的一端与地连接、另一端依次串联第二二极管和限流电阻后与高压输出端连接，第二二极管的正极与地之间连接有第一二极管，第二二极管的负极串联保护电容后与地连接，关键是：所述的第一二极管、第二二极管、保护电容的额定电压值都增大至20kV以上。

所述的限流电阻的阻值增大至130-200kΩ，增设第三电阻，第三电阻的一端连接在第二二极管与限流电阻之间，第三电阻的另一端与地连接。

所述的第三电阻的阻值为13-18kΩ。

所述的分压器包括串联连接的第一电阻和第二电阻，第一电阻的另一端与高压输出端连接，第二电阻的另一端与地连接，第一电阻与第二电阻的连接点与测试端连接。

所述的高压输出电路还包括连接在第二二极管与限流电阻之间的高压继电器，还包括一端与高压继电器连接、另一端与地连接的第四电阻。

本实用新型的有益效果是：增大第一二极管、第二二极管和保护电容的额定电压值，使它们都可以承受20kV以上的电压，可以有效避免保护电容和第二二极管损坏，避免兆欧表被烧毁，避免对测试人员产生危害，降低了安全隐患。

附图说明

图1为现有高压输出电路的原理图。

图2为本实用新型中高压输出电路的原理图。

附图中，U1代表低压高频电压，U代表高压输出端，US代表测试端，T代表变压器，D1代表第一二极管，D2代表第二二极管，C代表保护电容，RB代表限流电阻，R1代表第一电阻，R2代表第二电阻，R3代表第三电阻，R4代表第四电阻，CJ代表高压继电器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明：

具体实施例，如图2所示，电子式兆欧表高压输出电路，包括变压器T、与测试端US连接的分压器，变压器T的原边与低压高频电压U1连接，变压器T副边的一端与地连接、另一端依次串联第二二极管D2和限流电阻RB后与高压输出端U连接，第二二极管D2的正极与地之间连接有第一二极管D1，第二二极管D2的负极串联保护电容C后与地连接，所述的第一二极管D1、第二二极管D2、保护电容C的额定电压值都增大至20kV以上。

低压高频电压U1通过变压器T升压成为交流高压，通过半波整流桥电路第一二极管D1和第二二极管D2，将交流高压整流为直流高压，通过限流电阻RB输出，当感应电压增高时，外部电压通过限流电阻RB进入高压输出电路，为保护电容C充电，由于第一二极管D1、第二二极管D2、保护电容C的额定电压值都增大至20kV以上，所以使它们都可以承受20kV以上的电压，可以有效避免保护电容C和第二二极管D2损坏，避免兆欧表被烧毁，可以避免对测试人员产生危害，降低了安全隐患。测量端US采用金属铝屏蔽，测试过程中不受周围电磁环境干扰影响，测量的数据更加准确。

作为对本实用新型的进一步改进，限流电阻RB的阻值增大至130-200kΩ，增设第三电阻R3，第三电阻R3的一端连接在第二二极管D2与限流电阻RB之间，第三电阻R3的另一端与地连接，第三电阻R3的阻值为13-18kΩ。

由图2可知，增大限流电阻RB的阻值，同时增加第三电阻R3作为放电电阻，当外部感应电压相同时，限流电阻RB和第三电阻R3的阻值越大，则经过限流电阻RB和第三电阻R3的电流越小，但是阻值越大，成本越高，所以在满足使用需求的前提下，要尽可能地降低成本，所以将限流电阻RB的阻值增大至130-200kΩ。当限流电阻RB的阻值一定时，第三电阻R3的阻值越小，则第三电阻R3分得的电压越小，所以，将第三电阻R3的阻值设置为13-18kΩ，具体如下：当限流电阻RB为130kΩ时，第三电阻R3为13kΩ；当限流电阻RB为150kΩ时，第三电阻R3为14kΩ；当限流电阻RB为165kΩ时，第三电阻R3为16kΩ；当限流电阻RB为183kΩ时，第三电阻R3为17kΩ；当限流电阻RB为200kΩ时，第三电阻R3为18kΩ，由上述数值可知，限流电阻RB与第三电阻R3的比值大于等于10：1且小于12：1。由于进入保护电容C上的电压就等于第三电阻R3分得的电压，所以当产生外部感应电压时，通过限流电阻RB与第三电阻R3的分压作用，使进入保护电容C上的电压较小，可以避免感应电压将保护电容C击穿，对高压输出电路起到有效的保护作用。

作为对本实用新型的进一步改进，分压器包括串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的另一端与高压输出端U连接，第二电阻R2的另一端与地连接，第一电阻R1与第二电阻R2的连接点与测试端US连接，第一电阻R1与第二电阻R2的阻值分别为200MΩ、200kΩ。由于增大限流电阻RB会使测量误差增大，所以为了降低测量误差，将第一电阻R1与第二电阻R2移动到限流电阻RB与高压输出端U之间，直接测量外部电压。

作为对本实用新型的进一步改进，电路还包括连接在第二二极管D2与限流电阻RB之间的高压继电器CJ，还包括一端与高压继电器CJ连接、另一端与地连接的第四电阻R4。当出现保护电容C上带有较高残留电压时，第四电阻R4和高压继电器CJ可以快速放电，达到安全电压后再进行测量，更加安全可靠。

本实用新型的电路采用上述措施后，可以屏蔽外界干扰源，抗电磁干扰能力强，实现了相邻线路带电情况下的输电线路的绝缘电阻测试及核相试验，排除了工作过程中感应电对人身及设备的威胁，保证了人身及设备安全，使兆欧表适用于变电系统中各个电压等级的输电线路投运前相位核对及绝缘电阻测试工作，尤其是针对同杆架设的输电线路的测试工作效果明显，安全性强、功能先进、系统兼容性强、改造成本低，兆欧表整体成本不超过2000元，而目前市场上常见的成品兆欧表价格都在1万元以上。

试验过程中，首先将被试线路ABC三相线路引至试验台，利用接地线充分放电后，利用兆欧表进行输电线路绝缘电阻测试及相位核对，工作过程中，需要对端操作人员电话联系配合，对端将A相悬空，BC短路接地，测试端ABC三相悬空，利用兆欧表分别测试ABC三相，看最终绝缘电阻的数值，判断输电线路的A相相位及绝缘电阻是否合格，BC两相以此类推。测试过程不会发生指针摆动现象，一次测试即可完成线路核相工作，简化了试验流程，降低了劳动强度，缩短了作业时间，提高了测试效率。将被试线路引下来的延长线引入到兆欧表中，无需多次倒线、放电，工作时的安全性大幅度提高。

采用这种电路后，无需采取排除外界电磁干扰的措施，直接用兆欧表进行测量即可，提高测量安全性的同时，极大地提高了测量效率。以110kV子龙-正西龙棠T接线核相试验为例，试验过程由原来的4人3小时缩短成现在仅需2人1.5小时完成(相当于从1人12小时缩短成1人3小时)，测量数据分析也从原来的30分钟缩短至1分钟完成，仅2017年上半年就已经有200台输电线路设备进行大面积技改验收试验，以每人每小时60元加班补助为例，半年节约用工成本＝(12-3)×200×60元＝10.8万元，再加上效率提高后，每次工作都能提前送电，使得每年多售电量达39万元，每年合计经济效益＝10.8万元×2+39万元＝60.6万元。