一种避雷器绝缘性能测试装置和方法与流程

1.本技术涉及电气设备状态检测技术领域，尤其涉及一种避雷器绝缘性能测试装置和方法。


背景技术：

2.金属氧化锌避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备。电力试验中会对金属氧化锌避雷器进行周期性试验，以测试其绝缘性能是否良好，能否正常工作。金属氧化锌绝缘性能最重要的测试项是直流1ma电流的测试，该测试主要检查避雷器内部阀片是否受潮，以确定其动作性能是否符合要求。
3.当前避雷器直流1ma电流的测试采用的是停电预防性测试，对需要测试的避雷器手动施加高压，使之泄露电流为1ma，记录测试所加电压，然后再将电压手动降至1ma电压u1ma的75％，并记录此时的电流，然后将这两个记录值比测试规程进行比较，来判断当前避雷器性能的好坏。但是这种测试是在高压环境下手动所作的，无论电压电流的读取，还是仪器的调节都需要试验人员格外谨慎，另外泄露电流的测试电流表也会串联进高压回路，容易损坏，指针式的表计读取也并不准确。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种避雷器绝缘性能测试装置和方法，用于解决现有测试技术安全性差且准确性低的技术问题。
5.有鉴于此，本技术第一方面提供了一种避雷器绝缘性能测试装置，所述装置包括：
6.单相调压器、试验变压器、保护电阻、整流硅堆、滤波电容组、避雷器试品、泄露电流测试电阻、模数转换模块组、控制单元；
7.所述单相调压器，用于对交流电压源进行调节后，输入至所述试验变压器进行升压，再输入至所述整流硅堆整流为直流电压，并经过滤波所述电容组进行滤波后，加到所述避雷器试品上，使得高压下所述泄露电流测试电阻形成电压；
8.其中，所述保护电阻连接于所述试验变压器和所述整流硅堆之间，用于对测试电路进行保护；
9.所述模数转换模块组，用于将所述泄露电流测试电阻中的电压进行模数转换后输入至所述控制单元；
10.所述控制单元的一端与交流电压源相连，用于对交流电压源的输入电压值进行控制。
11.可选地，还包括：温度计和湿度计；所述温度计和所述湿度计分别与所述控制单元相连；
12.所述温度计，用于采集避雷器试品所处环境的温度信号并输入至所述控制单元；
13.所述湿度计，用于采集避雷器试品所处环境的湿度信号并输入至所述控制单元。
14.可选地，还包括：显示模块；所述显示模块与所述控制单元相连，用于显示经所述
控制单元处理后的电压信号、电流信号。
15.可选地，还包括：存储模块；所述存储模块与所述控制单元相连，用于存储经所述控制单元处理后的电压信号、电流信号。
16.本技术第二方面提供一种避雷器绝缘性能测试方法，应用于上述第一方面所述避雷器绝缘性能测试装置，所述方法包括：
17.s1、控制单元响应测试指令控制测试装置启动后，单相调压器对交流电压源进行升压，通过第一模数转换模块获取泄露电流测试电阻的电流，当泄露电流测试电阻的电流未大于第一预置电流阈值，则再次控制单相调压器对交流电压源进行调节，直至达到第一预置电流阈值；
18.s2、控制单元控制交流电压源缓慢升压，直至泄露电流测试电阻的电流达到第二预置电流阈值，通过第二模数转换模块获取滤波电容组中两个滤波电容之间的当前电压值，基于当前电压值通过滤波电容组的两个滤波电容之间的变比计算a点电压值，其中，a点为滤波电容组连接于整流硅堆与避雷器试品之间的连接点；
19.s3、控制单元控制交流电压源进行降压，获取滤波电容组中两个滤波电容之间的当前电压值，基于当前电压值计算a点电压值，直至a点电压值等于两个滤波电容之间的当前电压值的75％，获取泄露电流测试电阻的电流，当泄露电流测试电阻的电流小于第三预置电流阈值时，则避雷器试品绝缘测试结果合格。
20.可选地，步骤s2，之后还包括：
21.通过温度计和湿度计获取避雷器试品所处环境的温度值和湿度值，基于温度值和湿度值进行温度和湿度补偿，计算补偿后的a点电压值，当补偿后的a点电压值与出厂预设值的偏差值小于5％，则避雷器试品绝缘测试结果合格。
22.可选地，所述当补偿后的a点电压值与出厂预设值的偏差值小于5％，则避雷器试品绝缘测试结果合格，之后还包括：将补偿后的a点电压值发送至控制后台。
23.可选地，所述直至a点电压值等于两个滤波电容之间的当前电压值的75％，之后还包括：
24.通过存储模块保存a点电压值，并通过显示模块显示a点电压值，并发送a点电压值至控制后台。
25.从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：
26.本技术提供了一种避雷器绝缘性能测试装置，包括：单相调压器、试验变压器、保护电阻、整流硅堆、滤波电容组、避雷器试品、泄露电流测试电阻、模数转换模块组、控制单元；单相调压器，用于对交流电压源进行调节后，输入至试验变压器进行升压，再输入至整流硅堆整流为直流电压，并经过滤波电容组进行滤波后，加到避雷器试品上，使得高压下泄露电流测试电阻形成电压；其中，保护电阻连接于试验变压器和整流硅堆之间，用于对测试电路进行保护；模数转换模块组，用于将泄露电流测试电阻中的电压进行模数转换后输入至控制单元；控制单元的一端与交流电压源相连，用于对交流电压源的输入电压值进行控制。与现有技术相比，本技术的测试装置不需要工作人员在高压环境下手动所作，且测试准确，从而解决了现有测试技术安全性差且准确性低的技术问题。
附图说明
27.图1为本技术实施例中提供的一种避雷器绝缘性能测试装置实施例的原理示意图；
28.图2为本技术实施例中提供的一种避雷器绝缘性能测试方法实施例的流程示意图。
29.标号：t1、单相调压器；t2、试验变压器；r1、保护电阻；v、整流硅堆；c1、c2、滤波电容组中的两个滤波电容分压器；r0、泄露电流测试电阻；adc1、第一模数转换模块；adc2、第二模数转换模块；cx、避雷器试品；mcu、控制单元；sd、存储模块；lcd、显示模块。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.请参阅图1，本技术实施例中提供的一种避雷器绝缘性能测试装置，包括：单相调压器、试验变压器、保护电阻、整流硅堆、滤波电容组、避雷器试品、泄露电流测试电阻、模数转换模块组、控制单元；
32.需要说明的是，本技术的避雷器绝缘性能测试装置如图1所示，其中t1为单相调压器，t2为试验变压器，r1为保护电阻，v为整流硅堆，c1、c2为滤波电容分压器，视避雷器电压等级决定(对于110kv避雷器分别为0.01uf，1mf)，此时c2分得的电压约为1-2v，cx为避雷器试品，ro为泄露电流测试电阻可选择为1kω，此时1ma电流下的电压为1v。图中交流电压源、测试电路、adc和mcu等共地。后台可通过无线通信控制mcu，mcu可控制交流电压源的通断和电压输出。
33.单相调压器，用于对交流电压源进行调节后，输入至试验变压器进行升压，再输入至整流硅堆整流为直流电压，并经过滤波电容组进行滤波后，加到避雷器试品上，使得高压下泄露电流测试电阻形成电压；
34.需要说明的是，交流电压源通过单相调压器t1调节输出电压，然后经过试验变压器t2升压，再经过整流硅堆v整流为直流电压，经过c1、c2电容组滤波，加到避雷器试品cx上，在高压下泄露电流通过电阻ro形成电压，通过模数转换模块组adc被控制单元mcu检测到。mcu再将检测的的电压u
ro
除以ro得到当前的泄露电流。
35.其中，保护电阻连接于试验变压器和整流硅堆之间，用于对测试电路进行保护；
36.模数转换模块组，用于将泄露电流测试电阻中的电压进行模数转换后输入至控制单元；
37.控制单元的一端与交流电压源相连，用于对交流电压源的输入电压值进行控制。
38.进一步地，在一个可选地实施例中，本技术的装置还包括：温度计、湿度计、显示模块lcd和存储模块sd；
39.其中，所述温度计和所述湿度计分别与所述控制单元相连；所述显示模块与所述控制单元相连。
40.所述温度计，用于采集避雷器试品所处环境的温度信号并输入至所述控制单元；
41.所述湿度计，用于采集避雷器试品所处环境的湿度信号并输入至所述控制单元；
42.显示模块lcd，用于显示经所述控制单元处理后的电压信号、电流信号；
43.存储模块sd，用于存储经所述控制单元处理后的电压信号、电流信号。
44.以上为本技术实施例中提供的一种避雷器绝缘性能测试装置，以下为本技术实施例中提供的一种避雷器绝缘性能测试方法。
45.请参阅图2，本技术实施例中提供的一种避雷器绝缘性能测试方法，包括：
46.步骤201、控制单元响应测试指令控制测试装置启动后，单相调压器对交流电压源进行升压，通过第一模数转换模块获取泄露电流测试电阻的电流，当泄露电流测试电阻的电流未大于第一预置电流阈值，则再次控制单相调压器对交流电压源进行调节，直至达到第一预置电流阈值；
47.需要说明的是，控制单元mcu响应测试指令后控制测试装置启动，然后单相调压器t1对交流电压源进行升压，通过第一模数转换模块adc1测量通过泄露电流测试电阻r0的电流，判断该电流是否大于180μa，若否，继续通过单相调压器t1对交流电压源进行升压，若是进行步骤102。
48.步骤202、控制单元控制交流电压源缓慢升压，直至泄露电流测试电阻的电流达到第二预置电流阈值，通过第二模数转换模块获取滤波电容组中两个滤波电容之间的当前电压值，基于当前电压值通过滤波电容组的两个滤波电容之间的变比计算a点电压值，其中，a点为滤波电容组连接于整流硅堆与避雷器试品之间的连接点；
49.需要说明的是，控制单元mcu控制交流电压源缓慢升压，通过第一模数转换模块adc1测量通过泄露电流测试电阻r0的电流，判断该电流是否等于1ma，若否，控制单元mcu继续控制交流电压源缓慢升压，若是，停止升压。并通过第二模数转换模块adc2测量滤波电容组中两个滤波电容之间的当前电压值，基于当前电压值通过滤波电容组中的两个滤波电容分压器c1、c2的变比计算a点的电压值，如图1所示，a点为滤波电容组连接于整流硅堆与避雷器试品之间的连接点。
50.此时，可以通过存储模块保存a点的电压值u
1ma
，接着进入步骤203或204.
51.步骤203、通过温度计和湿度计获取避雷器试品所处环境的温度值和湿度值，基于温度值和湿度值进行温度和湿度补偿，计算补偿后的a点电压值，当补偿后的a点电压值与出厂预设值的偏差值小于5％，则避雷器试品绝缘测试结果合格；
52.需要说明的是，首先是温度补偿，对于金属氧化锌避雷器气温对于u
1ma
有一定影响，对于同电压等级的避雷器温度补偿如式1：
53.(u
2-u1)/u1(t
2-t1)..................式1
54.其中，u2为当前所测u
1ma
的值，u1为上次所测(或者出厂时)u
1ma
的值，t2为当前所测温度，t1为上次所测(或者出厂时)温度。
55.然后用当前u
1ma
即u2乘以1-(u
2-u1)/u1(t
2-t1)，得到温度补偿后的u
1ma
。
56.然后是湿度补偿，测试环境的湿度也会对测试结果造成偏差，经过反复试验，确定湿度补偿近似对数关系。补偿后的u
1ma
为当前u
1ma
乘以(1-log10
ɑ
)，
ɑ
＝rh2/rh1-1.rh2为测试时的湿度，rh1为参考湿度。
57.补充完温度和湿度后，接着记录显示补偿后的补偿后的a点电压值u
1ma
，并将补偿后的a点电压值u
1ma
与出厂值比较，判断二者偏差是否小于5％，若是，则判定避雷器试品绝
缘测试结果合格，否则判定避雷器试品绝缘测试结果不合格。
58.进一步地，将测试结果和a点电压值u
1ma
发送至后台。
59.步骤204、控制单元控制交流电压源进行降压，获取滤波电容组中两个滤波电容之间的当前电压值，基于当前电压值计算a点电压值，直至a点电压值等于两个滤波电容之间的当前电压值的75％，获取泄露电流测试电阻的电流，当泄露电流测试电阻的电流小于第三预置电流阈值时，则避雷器试品绝缘测试结果合格。
60.需要说明的是，在步骤202得到a点的电压值u
1ma
后，通过控制单元mcu控制交流电压源进行降压，并通过第二模数转换模块adc2测量滤波电容组中两个滤波电容之间的当前电压值，基于当前电压值通过滤波电容组中的两个滤波电容分压器c1、c2的变比计算a点的电压值，判断当前a点的电压是否到0.75u
1ma
，若否继续通过控制单元mcu控制交流电压源进行降压，若是通过第一模数转换单元测量通过泄露电流测试电阻r0的电流，同时，记录、保存和显示0.75u
1ma
的电流。进一步地，判断泄露电流测试电阻的电流是否小于50μa，判定避雷器试品绝缘测试结果合格，否则判定避雷器试品绝缘测试结果不合格，并将测试结果和0.75u
1ma
的电流发送至后台。
61.本技术的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
62.应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
63.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
64.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
65.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以
是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
66.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-only memory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
67.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。