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    重庆时时彩奖金后二: 一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器.pdf

    关 键 词:
    一种 用于 冲击 接地 电阻 测量 便携式 电流 发生器
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611252867.1

    申请日:

    2016.12.30

    公开号:

    CN106526330A

    公开日:

    2017.03.22

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 27/20申请日:20161230|||公开
    IPC分类号: G01R27/20; G01R1/28 主分类号: G01R27/20
    申请人: 贵州电网有限责任公司电力科学研究院
    发明人: 黄欢; 杜昊; 曾华荣; 马晓红; 罗洪; 毛先胤; 曹辉; 李江涛; 何可夫; 刘行
    地址: 550002 贵州省贵阳市南明区解放路251号
    优先权:
    专利代理机构: 贵阳中新专利商标事务所 52100 代理人: 商小川
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611252867.1

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.04.19|||2017.03.22

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,包括主电路、控制电路;主电路用于产生冲击电流,并与控制电路连接,控制电路用于控制主电路进行脉冲放电,主电路尾端分别连接到接地体的电流注入极和回流极,注入极连接到脉冲分压器,脉冲分压器测量端连接到示波器,还包括串接在回流极的罗氏线圈,罗氏线圈连接到示波器。本发明对接地体得到电流冲击进行测量,所测得的冲击电压和电流波形确准可靠,设备体积小,重量轻,运输和装配方便,试验成本低,操作简单方便,大大降低测试危险性,并且充电电压最高可以达到50kV,冲击电流幅值最高可以达到3kA。

    权利要求书

    1.一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特征在于:包括主电路、控
    制电路;主电路用于产生冲击电流,并与控制电路连接,控制电路用于控制主电路进行脉冲
    放电,主电路尾端分别连接到接地体的电流注入极和回流极,注入极连接到脉冲分压器,脉
    冲分压器测量端连接到示波器,还包括串接在回流极的罗氏线圈,罗氏线圈连接到示波器,
    示波器用于测量接地体的冲击电压和电流波形。
    2.根据权利要求1所述的一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特
    征在于:主电路包括AC交流电源、调压器T1、整流硅堆D1、充电电阻R1、稳压电容C1、高频逆变
    桥、升压变压器T2、整流硅堆D2、充电电阻R2、直流分压器、主电容C2、放电开关S、调波电阻R3
    和调波电感L,AC交流电源输出端连接到调压器T1,调压器T1输出一端串接整流硅堆D1和充
    电电阻R1,稳压电容C1一端连接到充电电阻R1,另一端连接到调压器T1另一端,稳压电容C1输
    出端并联有高频逆变桥,高频逆变桥连接到升压变压器T2,升压变压器T2输出一端上串接有
    整流硅堆D2和充电电阻R2,直流分压器与主电容C2并联后两端分别连接到充电电阻R2和升
    压变压器T2输出另一端,主电容C2正极串接有放电开关S、调波电阻R3和调波电感L,调波电
    感连接到接地体的电流注入极,接地体的电流回流极连接到升压变压器T2另一端,放电开
    关S为球隙开关,由电磁铁控制球隙动作,电磁铁连接到控制电路,主电容C2两端连接有采
    集电压的采样电路,采样电路包括直流分压器和ADC转换电路,采样电路连接到控制电路。
    3.根据权利要求2所述的一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特
    征在于:高频逆变桥由晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4桥接而成,晶体管Q1、晶体管
    Q2、晶体管Q3和晶体管Q4均采用绝缘栅双极型晶体管。
    4.根据权利要求2所述的一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特
    征在于:直流分压器由阻值为50MΩ的高压臂电阻R4和阻值为5kΩ的低压臂电阻R5串接而
    成。
    5.根据权利要求2所述的一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特
    征在于:主电容C2为两个耐压30kV、1uF的脉冲电容器串联,主电容C2负极接地。
    6.根据权利要求1所述的一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特
    征在于:控制电路连接电磁铁、采样电路、驱动电路和显示电路,电磁铁用于控制放电开关,
    采样电路连接到控制电路,用于对主电容C2的两端电压采集,驱动电路用于对高频逆变桥
    的四个晶体管进行驱动。
    7.根据权利要求1所述的一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,其特
    征在于:还包括主回路箱和控制箱,控制箱通过导线和光纤连接到主回路箱,主回路箱内安
    装主电路,控制箱中安装控制电路和调压器T1,控制箱表面设置有用于显示主电容C2充电电
    压的显示屏、调压器T1的电压调节旋钮、控制放电开关和高频逆变桥的触发按钮、紧急停止
    按钮以及电源指示灯。

    说明书

    一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器

    技术领域

    本发明属于电力系统接地技术领域,特别涉及一种用于冲击接地电阻测量的便携
    式冲击电流发生器。

    背景技术

    接地装置是保证电力系统安全稳定运行不可或缺的重要部分。随着电力系统容量
    的不断增大,电压等级的不断提高,操作、雷电等暂态故障电流对系统的影响也越来越大,
    因此对接地装置在冲击下的散流作用提出了更高的要求。电力系统运行经验表明,大多数
    输电线路跳闸事故都是由于雷击输电线路或杆塔引起跳闸所致。根据电网故障分类统计表
    明,高压线路运行的总跳闸次数中,由雷击引起的次数占40%~70%。输电线路杆塔接地体
    的冲击接地电阻直接决定了雷击时塔顶的电位,从而影响绝缘子串承受的过电压和反击概
    率。因此在线路杆塔的设计中,其接地装置的冲击接地电阻值对线路的防雷?;び兄匾?br />义。然而在我国及国际上的输电线路防雷分析计算中输电线路杆塔接地装置仍然采用特定
    值的集中参数电阻来模拟。事实上,在冲击电流作用下,接地装置的接地电阻是一个时变电
    阻,呈现复杂的非线性特性,目前采用特定值的集中参数电阻来模拟接地装置是造成防雷
    分析结果与实际运行结果相差较大,无法准确计算实际输电线路的防雷性能的主要原因。

    目前,对冲击接地电阻的研究主要分为两大类,一是理论仿真研究,二是试验研
    究。随着计算机技术的发展,仿真研究得到了很大的发展。仿真接地装置的暂态特性主要有
    以下几种方法:传输线理论,电路理论,电磁场理论、有限元方法等,但这些方法都有一定的
    局限性,与实际接地装置的冲击特性会存在一定的偏差,因此试验研究仍然是研究冲击接
    地电阻最直接有效的方法。通过现场试验可以很好地研究冲击接地电阻的电感效应和火花
    效应。但目前真型试验的冲击电流发生器体积庞大、操作复杂,运输和现场装配困难,一次
    试验成本非常高,并且高压现场冲击测试危险性较高,所以研制用于冲击接地电阻测量的
    便携式冲击电流发生器具有重要的意义。

    发明内容

    本发明要解决的技术问题是:提供一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流
    发生器,测量精确,体积小,重量轻,运输和装配方便,试验成本低,操作简单方便,大大降低
    测试危险性,以解决冲击接地电阻现场试验存在的技术问题。

    本发明采取的技术方案为:一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生
    器,包括主电路、控制电路;主电路用于产生冲击电流,并与控制电路连接,控制电路用于控
    制主电路进行脉冲放电;主电路尾端分别连接到接地体的电流注入极和回流极,注入极连
    接到脉冲分压器,脉冲分压器的测量端连接到示波器,还包括串接在回流极的罗氏线圈,罗
    氏线圈连接到示波器,示波器用于测量接地体的脉冲电压和电流的波形。

    优选的,上述主电路包括AC交流电源、调压器T1、整流硅堆D1、充电电阻R1、稳压电
    容C1、高频逆变桥、升压变压器T2、整流硅堆D2、充电电阻R2、直流分压器、主电容C2、放电开关
    S、调波电阻R3和调波电感L,AC交流电源输出端连接到调压器T1,调压器T1输出一端串接整
    流硅堆D1和充电电阻R1,稳压电容C1一端连接到充电电阻R1,另一端连接到调压器T1另一端,
    稳压电容C1输出端并联有高频逆变桥,高频逆变桥连接到升压变压器T2,升压变压器T2输出
    一端上串接有整流硅堆D2和充电电阻R2,直流分压器与主电容C2并联后两端分别连接到充
    电电阻R2和升压变压器T2输出另一端,主电容C2正极串接有放电开关S、调波电阻R3和调波
    电感L,调波电感连接到接地体的电流注入极,接地体的电流回流极连接到升压变压器T2另
    一端,放电开关S为球隙开关,由电磁铁控制球隙动作,电磁铁连接到控制电路,主电容C2两
    端连接有采集电压的采样电路,采样电路包括直流分压器和ADC转换电路,采样电路连接到
    控制电路。

    优选的,上述高频逆变桥由晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4桥接而成,晶
    体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3和晶体管Q4均采用绝缘栅双极型晶体管。

    优选的,上述直流分压器由阻值为50MΩ的高压臂电阻R4和阻值为低压臂电阻R5串
    接而成。

    优选的,上述主电容C2为两个耐压30kV、1uF的脉冲电容器串联,主电容C2负极接
    地。

    优选的,上述控制电路连接电磁铁、采样电路、驱动电路和显示电路,电磁铁用于
    控制放电开关,采样电路通过ADC转换电路连接到控制器,用于对主电容C2的两端电压采
    集,驱动电路用于对高频逆变桥的四个晶体管进行驱动。

    优选的,上述一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,还包括主回
    路箱和控制箱,控制箱通过导线和光纤连接到主回路箱,主回路箱内安装主电路,控制箱中
    安装控制电路和调压器T1,控制箱表面设置有用于显示主电容C2充电电压的显示屏、调压器
    T1的电压调节旋钮、控制放电开关和高频逆变桥的触发按钮、紧急停止按钮以及电源指示
    灯。

    本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明通过冲击电流的主电路连接到接地
    体,并通过控制电路进行电流冲击,采用罗氏线圈和脉冲分压器连接示波器对接地体电流
    冲击进行测量,所测得的冲击电压和电流波形确准可靠,设备体积小,重量轻,运输和装配
    方便,试验成本低,操作简单方便,大大降低测试危险性,并且充电电压最高可以达到50kV,
    冲击电流幅值最高可以达到3kA,对现场冲击接地电阻测试具有重要的工程意义。

    附图说明

    图1是便携式冲击电流发生器主电路及测试回路原理图;

    图2是控制箱前面板示意图。

    具体实施方式

    下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

    实施例1:一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,包括主电路、控
    制电路;主电路用于产生冲击电流,并与控制电路连接,控制电路用于控制主电路进行脉冲
    放电,主电路尾端分别连接到接地体的电流注入极和回流极,注入极连接到脉冲分压器,脉
    冲分压器测量端连接到示波器,还包括串接在回流极的罗氏线圈,罗氏线圈连接到示波器,
    示波器用于测量接地体的脉冲电压和电流的波形。

    优选的,上述主电路包括AC交流电源、调压器T1、整流硅堆D1、充电电阻R1、稳压电
    容C1、高频逆变桥、升压变压器T2、整流硅堆D2、充电电阻R2、直流分压器、主电容C2、放电开关
    S、调波电阻R3和调波电感L,AC交流电源输出端连接到调压器T1,调压器T1输出一端串接整
    流硅堆D1和充电电阻R1,稳压电容C1一端连接到充电电阻R1,另一端连接到调压器T1另一端,
    稳压电容C1输出端并联有高频逆变桥,高频逆变桥连接到升压变压器T2,升压变压器T2输出
    一端上串接有整流硅堆D2和充电电阻R2,直流分压器与主电容C2并联后两端分别连接到充
    电电阻R2和升压变压器T2输出另一端,主电容C2正极串接有放电开关S、调波电阻R3和调波
    电感L,调波电感连接到接地体的电流注入极,接地体的电流回流极连接到升压变压器T2另
    一端,放电开关S为球隙开关,由电磁铁控制球隙动作,电磁铁连接到控制电路,主电容C2两
    端连接有采集电压的采样电路,采样电路包括直流分压器和ADC转换电路,采样电路连接到
    控制电路。

    优选的,上述高频逆变桥由晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4桥接而成,晶
    体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3和晶体管Q4均采用绝缘栅双极型晶体管。

    优选的,上述直流分压器由阻值为50MΩ的高压臂电阻R4和阻值为低压臂电阻R5串
    接而成。

    优选的,上述主电容C2为两个耐压30kV、1uF的脉冲电容器串联,主电容C2负极接
    地。

    优选的,上述控制电路连接电磁铁、采样电路、驱动电路和显示电路,电磁铁用于
    控制放电开关,采样电路连接到控制电路,用于对主电容C2的两端电压采集,驱动电路用于
    对高频逆变桥的四个晶体管进行驱动。

    优选的,上述一种用于冲击接地电阻测量的便携式冲击电流发生器,还包括主回
    路箱和控制箱,控制箱通过导线和光纤连接到主回路箱,主回路箱内安装主电路,控制箱中
    安装控制电路和调压器T1,控制箱表面设置有用于显示主电容C2充电电压的显示屏、调压器
    T1的电压调节旋钮、控制放电开关和高频逆变桥的触发按钮、紧急停止按钮以及电源指示
    灯。

    为了减小自身的体积和重量,本冲击电流发生器不自带电源,需要外部提供220V
    交流电,现场测试时需提供蓄电池和逆变器。

    硅堆D1、D2都用于将交流电整流为直流电。

    充电电阻R1的阻值为40Ω,用于限制稳压电容的充电电流,但又不使充电速度过
    慢。

    稳压电容C1用于提供一个稳定的直流电压,电容值为1000uF,耐压500V。

    充电电阻R2的阻值为1MΩ,用于限制主电容的最大充电电流为50mA,但又不使充
    电速度过慢。

    绝缘栅双极型晶体管Q1、Q2、Q3、Q4构成高频逆变桥,逆变频率为50kHz,Q1和Q3的驱
    动信号相同,Q2和Q4的驱动信号相同,且这两个驱动信号相位相差180°,为了防止桥臂直通,
    设置1us的死区时间,Q1、Q2、Q3、Q4选用耐压500V,通流10A以上的晶体管,保证其安全稳定工
    作。

    升压变压器T2为高频变压器,变比1:140,额定电压50kV,额定容量3kVA,比相同容
    量的工频变压器体积小很多。

    直流分压器用于测量主电容C2两端电压,并实时显示在控制箱前面板上,高压臂
    电阻R4阻值为50MΩ,低压臂电阻为5kΩ,分压比为10000。

    放电开关S为球隙开关,由电磁铁控制其动作,当控制箱按下触发按键,电磁铁通
    电,球隙距离迅速缩短,球隙击穿,主电容对接地体放电产生冲击电流。

    主电容C2为两个耐压30kV,1uF的脉冲电容器串联,电压从0到充电至50kV的充电
    时间小于2.5s。

    可调的调波电阻R3,阻值为10Ω,用于调节冲击电流波形,可使波形为标准的
    2.6us/50us雷电流波形。

    可调的调波电感L,电感值为60uH,用于调节冲击电流波形,可使波形为标准的
    2.6us/50us雷电流波形。

    为保证试验人员安全,主电容C2应就近接地。

    (2)控制箱的实施方法如下

    控制箱内有调压器T1和控制电路,控制箱通过导线和光纤与主回路箱相连??刂?br />箱面板设计如图2所示,前面板上布置有电源指示灯,充电电压显示屏,触发按钮,电压调节
    旋钮,紧急停止按钮。

    电源指示灯用于显示本发明是否已连接到电源,若指示灯亮,说明供电正常。

    充电电压显示屏显示主电容上C2的充电电压,采样于直流分压器,经过数模转换
    后显示在数码管上。

    触发按钮连接电磁铁控制按钮与绝缘栅双极型晶体管Q1、Q2、Q3、Q4的驱动电路,当
    触发按钮被按下时,电磁铁动作使球隙距离缩短,同时闭锁驱动电路,使Q1、Q2、Q3、Q4全部关
    断,停止主电容C2的充电。电压调节旋钮与调压器连接,通过调节改变调压器输出电压。紧
    急停止按钮用于紧急切断电源,并对稳压电容和主电容进行放电,停止试验。

    (3)现场测量实施方法:

    根据接地体的尺寸大小和实际场地尺寸大小确定回流极和电压参考极位置,按图
    1所示连接布置电路,所有连接线都采用足够长的绝缘支杆至于地上,电流测试采用罗氏线
    圈,电压测试采用脉冲分压器,罗氏线圈和脉冲分压器连接至示波器,所有接线检查无误后
    便可打开便携式冲击电流发生器电源总开关。之后就可以调节充电电压,触发放电测量波
    形。改变不同的充电电压幅值,可以测得不同冲击电流下的电压和电流波形,通过分析计
    算,就可以得到被测接地体的冲击接地电阻特性。

    以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的?;し段Р⒉痪窒抻诖?,任何
    熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵
    盖在本发明的?;し段е?,因此,本发明的?;し段вσ运鋈ɡ蟮谋;し段?。

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