一种避雷器串联谐振试验装置及方法与流程

本发明涉及高电压试验领域，具体涉及一种避雷器串联谐振试验装置及方法。

背景技术：

在电力系统中，避雷器作为重要的过电压保护装置，在变电站雷电过电压及操作过电压的防护起到关键作用。避雷器的稳定、可靠运行决定了系统的安全可靠运行。避雷器的工频特性参数是避雷器的一个重要参数，表明了避雷器在工频电压下伏安特性曲线饱和点的位置，测量避雷器的工频参考电压对研究避雷器的特性、判断避雷器绝缘优劣有着重要意义。采用试验变压器进行工频参数试验会受到电流中谐波含量的影响，难以实现准确测量，考虑现场试验条件，采用高压试验变压器体积大、重量大、干扰大，难以开展现场试验。

技术实现要素：

为解决试验变压器测试避雷器工频参考受干扰大的问题，本发明采用串联谐振的方式，利用电容器分压器提供了一种避雷器串联谐振试验装置及方法，根据本发明的试验装置及方法实现对避雷器的工频参考电压测试。

本发明通过下述技术方案实现：

一种避雷器串联谐振试验装置，该试验装置包括：控制电源(1)、励磁变压器(2)、电抗器、电容分压器(5)以及试品避雷器(7)；

所述控制电源(1)与励磁变压器(2)的输入侧连接，所述励磁变压器(2)的输出测一端串接电抗器的一端，所述电抗器的另一端与所述电容分压器(5)的输入端连接，所述电容分压器(5)的尾端串接参考电流互感器(6)的输入端后与所述励磁变压器(2)输出侧另一端连接并接地；所述试品避雷器(7)的高压侧连接电容分压器(5)的输入端，所述试品避雷器(7)的低压侧串接测试电流互感器(8)后并入参考电流互感器的接地端。

优选的，所述电容分压器(5)作为电容支路的充电回路，与所述电抗器形成串联谐振。

优选的，通过配置电容分压器(5)和电抗器，调节施加在试品避雷器(7)上的电压频率满足50±0.2hz。

优选的，所述电抗器包括串联的可调电抗器(3)和固定电抗器(4)；所述固定电抗器(4)由1个或多个电抗器串联；所述可调电抗器(3)为一个带抽头的电抗器，实现微调电感量调整频率范围。

优选的，所述参考电流互感器(6)输出的电流i0、所述测试电流互感器(8)输出的电流i1以及电容分压器(5)输出的电压v0均为实时采集的波形信号，通过有线或无线通信的方式送入控制电源进线处理。

优选的，所述参考电流互感器(6)输出的电流i0为容性电流，作为参考电流波形，避免对电压v0进行处理；所述测试电流互感器(8)输出的电流i1为通过试品避雷器(7)的全电流。

优选的，由全电流i1减去容性电流i0，得到阻性电流；所述控制电源(1)通过对阻性电流与参考电流进行比较，以阻性电流为升压判断依据来控制系统的升降压，未达到工频参考电流值则进行升压，已达到则停止升压，并记录此时电压v0的值，避免手动控制产生误差。

优选的，所述控制电源(1)中能够实时记录并显示参考电流波形、全电流波形、阻性电流波形以及电压v0。

另一方面，本发明还提出了一种避雷器串联谐振试验方法，该方法包括；

步骤一，首先构建串联谐振试验装置：将控制电源(1)与励磁变压器(2)的输入侧连接，所述励磁变压器(2)的输出测一端串接电抗器的一端，电抗器的另一端与电容分压器(5)的输入端连接，所述电容分压器(5)的尾端串接参考电流互感器(6)的输入端后与所述励磁变压器(2)输出侧另一端连接并接地；试品避雷器(7)的高压侧连接电容分压器(5)的输入端，所述试品避雷器(7)的低压侧串接测试电流互感器(8)后并入参考电流互感器的接地端；

步骤二，所述参考电流互感器(6)和测试电流互感器(8)采集电流信号并将其发送给控制电源(1)，由控制电源(1)对电流信号进行数据分析、处理及记录。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明采用分压器作为谐振的电容主回路，无须额外配置多个电容器串联，电容支路与电抗器支路行程串联谐振支路，通过调节可调电抗器的抽头，维持避雷器上的频率满足50±0.2hz。

2、本发明在分压器尾端接有电流互感器，获取容性的参考电流i0。通过在试品尾端接有电流互感器，采集通过避雷器的全电流信号i1，通过对i0和i1进行数据处理，获得阻性电流，无须对采集的电压信号进行处理，简化了程序处理流程，提高了测试精度。

3、本发明控制电源实时高速采样进行数据处理，计算获得的阻性电流作为控制电源升压依据，升压点自动升至工频参考电流位置，记录试品的工频参考电压，避免人工手动调节产生误差。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的试验装置原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种避雷器串联谐振试验装置，包括控制电源1、励磁变压器2、可调电抗器3、固定电抗器4、电容分压器5、参考电流互感器6、试品氧化锌避雷器7、测试电流互感器8。

控制电源1与励磁变压器2连接后，励磁变压器2的一侧输出连接可调电抗器3，可调电抗器连接固定电抗器4一侧，固定电抗器4另外一侧与电容器分压器5的一侧连接，电容分压器5的尾端串入参考电流互感器6后与励磁变压器另外一侧连接并接地，试品避雷器7的高压侧连接电容分压器5的高压侧，低压侧串入测试电流互感器8后并入参考电流互感器6的尾端。

本实施例中，为避免电源中谐波含量影响，试验装置中，控制电源通过励磁变压器控制电压，电抗器(包括可调电抗器3和固定电抗器4)形成了电感支路，分压器和试品避雷器作为电容支路，分压器同时承担了测量支路的功能，电容和和电感支路组成了串联谐振，谐振的电压施加到试品上，控制电源控制和调节在试品上的电压和频率。

电容分压器5充当电容支路的充电回路，与可调电抗器3和固定电抗器4形成串联谐振。电容分压器5有高压探头，可采集电压v0，尾端串有电流互感器6，电流互感器6采集的信号i0作为参考波形，为电容支路的电流波形。固定电抗器由1个或多个电抗器串联，可调电抗器3采用多抽头方式，实现电感微调，改变回路的频率，满足50±0.2hz。试品为避雷器7，尾端接有电流互感器，该互感器采集通过避雷器的全电流波形i1。

具体试验过程如下：

首先构建如上所述的试验装置，该试验装置包括控制电源、励磁变压器、电抗器、分压器以及试品。控制电源通过励磁变压器控制电压，固定电抗器和可调电抗器串联形成了电感支路，分压器和试品避雷器作为电容支路，分压器同时承担了测量支路的功能，电容和和电感支路组成了串联谐振，谐振的电压施加到试品上，控制电源控制和调节在试品上的电压和频率；然后通过电容分压器5尾端的参考电流互感器6采集参考电流i0，通过试品避雷器尾端的测试电流互感器，采集通过试品避雷器的全电流i1，采集的参考电流i0和全电流i1通过有线或无线的通信方式发送给控制电源，由控制电源对电流信号数据进行分析、处理及记录，根据数据处理结果，控制电源控制和调节在试品上的电压和频率。

在另一实施例中，参考电流互感器6采集的电流信号i0为容性电流，可直接作为参考电流波形，避免对v0进行处理，简化了处理流程。

在另一实施例中，参考电流互感器6采集的电流i0、测试电流互感器8采集的电流i1和电容分压器5采集的v0均为实时采集的波形，通过电缆、光纤或无线通信的方式送入控制电源进行处理。

在另一实施例中，测试电流互感器8采集的电流为通过试品避雷器7的全电流i1。采用从全电流i1中减去容性电流的方式，获得阻性电流。

在另一实施例中，控制电源对通过对阻性电流的大小与工频参考电流进行比较，以阻性电流为升压判断依据来控制系统的升降压，未达到工频参考电流值继续进行升压，已达到即停止升压，记录此时v0的值，避免手动控制产生误差。

在另一实施例中，控制电源中可实时记录并显示全电流波形、参考电流波形，阻性电流波形，判断试验是否受到现场环境干扰，为是否采用抗干扰措施提供依据。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。