本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備輔助測(cè)試設(shè)備，特別是涉及一種測(cè)試電力系統(tǒng)變電站直流電源回路對(duì)地電容值的設(shè)備。

背景技術(shù)：

變電站直流電源系統(tǒng)是為繼電保護(hù)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備通訊設(shè)備提供工作電源的一種電力電源設(shè)備，工作電壓通常為220V、110V、48V電壓等級(jí)，直流電源是不接地系統(tǒng)并具有不間斷供電、輸出能力強(qiáng)、短路電流大、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。變電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備應(yīng)用廣泛，形成分布廣、分支回路多、饋線結(jié)構(gòu)復(fù)雜、導(dǎo)線長(zhǎng)等特點(diǎn)，其供電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線對(duì)地之間也就自然而然形成了分布電容。直流回路對(duì)地的電容除了導(dǎo)線對(duì)地形成的分布電容外，還有保護(hù)設(shè)備IEM可靠性的需要所添加的濾波電容。有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中表明，變電站直流電源對(duì)地的最大電容可達(dá)500uF以上。變電站對(duì)地電容對(duì)直流電源來(lái)說(shuō)，因電容是隔直流通交流的特性，對(duì)直流電源可靠性沒(méi)有產(chǎn)生任何問(wèn)題。對(duì)于整個(gè)保護(hù)回路而言具有較大影響，其電容值過(guò)大對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備正確動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生一定的危害性。有報(bào)道表明發(fā)生繼電保護(hù)誤動(dòng)的事故中，有直流電容對(duì)地引發(fā)，常常有因直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地，對(duì)地電容放電引發(fā)了繼電保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)。所以電力系統(tǒng)要求直流電源系統(tǒng)不要環(huán)路供電就是減少直流對(duì)地電容值過(guò)所采取的措施之一。采用獨(dú)立分支回路供電來(lái)控制直流電源對(duì)地電容值外。這種對(duì)地電容值目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有專用的測(cè)試設(shè)備。平時(shí)所撐握的直流電源對(duì)地電容值都是采用模擬放電方法計(jì)算出來(lái)的，常常是電力系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作后。采用模擬充放電計(jì)算出直流系統(tǒng)對(duì)地電容值。由于直流電源是不接地的長(zhǎng)期供電的電源設(shè)備，常用的電容測(cè)試儀也無(wú)法準(zhǔn)確的對(duì)直流電源對(duì)地電容值進(jìn)行測(cè)量。所以，開(kāi)發(fā)一種合適于變電站直流電源系統(tǒng)測(cè)試的對(duì)地電容測(cè)試儀，對(duì)于電力工作者了解變電站直流電源對(duì)地電容值過(guò)大，排除繼電保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)隱患是有很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站直流電源對(duì)地電容值測(cè)試的一種便攜式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)測(cè)量直流電源各回路對(duì)地電容值，可適應(yīng)用于不同電壓等級(jí)不同的直流電源系統(tǒng)，合適于各種變電站應(yīng)用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種便攜式直流電源回路對(duì)地電容測(cè)試儀，其特征在于：包括有接地夾、接地線、測(cè)試導(dǎo)線、測(cè)試主機(jī)、電流鉗、被測(cè)的直流電源回路；測(cè)試主機(jī)與接地線相接，接地線通過(guò)接地夾與大地相接，測(cè)試主機(jī)與測(cè)試導(dǎo)線相接，測(cè)試導(dǎo)線的另一端與被測(cè)的直流電源回路相接，電流鉗鉗于被測(cè)的直流電源回路上測(cè)量直流回路上，測(cè)試主機(jī)自動(dòng)測(cè)試回路對(duì)地電容值。

所述的一種便攜式直流電源回路對(duì)地電容測(cè)試儀，其特征還在于:測(cè)試主機(jī)包括電流鉗信號(hào)輸入接口、信號(hào)放大模塊、低頻信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)同步輸出模塊、信號(hào)源功放、信號(hào)源輸出接口、信號(hào)同步處理模塊、整流模塊、信號(hào)濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、工作電源模塊、CPU、存貯單元、顯示器、機(jī)殼、信號(hào)饋入導(dǎo)線組成；測(cè)試主機(jī)中的電流鉗信號(hào)輸入口與信號(hào)放大模塊相接；低頻信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)同步輸出模塊相接；低頻信號(hào)發(fā)生器與信號(hào)源功放相接，信號(hào)源功放與信號(hào)源輸出接口相接；信號(hào)源輸出接口通過(guò)信號(hào)饋入導(dǎo)線接到被測(cè)的直流電源回路；電流鉗夾在被測(cè)的直流電源回路上，測(cè)量低頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生的低頻信號(hào)產(chǎn)生的回路電容電流；信號(hào)放大模塊與信號(hào)同步處理模塊相接；信號(hào)同步輸出模塊與信號(hào)同步處理模塊相并接；同步信號(hào)處理模塊與整流模塊相接；整流模塊與信號(hào)濾波模塊相接；信號(hào)濾波模塊與A/D轉(zhuǎn)換器相接；A/D轉(zhuǎn)換器與CPU相接；CPU與顯示器相接；信號(hào)源CPU與存貯單元相接；工作電源模塊輸出站與各單元模塊相并接；信號(hào)放大模塊、信號(hào)同步處理模塊、整流模塊、信號(hào)濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、工作電源模塊、CPU存貯單元、顯示器都安裝于機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼外設(shè)有：信號(hào)輸出接口、大地接口、電流鉗信號(hào)輸入口。

1、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，采樣精度高，線性范圍廣。

2、體積小，重量輕，攜帶方便，合適各變電站測(cè)試。

3、裝置接線簡(jiǎn)單，測(cè)試安全。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

圖2本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明

(1)—接地夾；(2)—接地線；(3)—測(cè)試導(dǎo)線；(4)—測(cè)試主機(jī)；(5)—電流鉗；(6) —被測(cè)的直流電源回路。

(101)—電流鉗信號(hào)輸入接口；(102)—信號(hào)放大模塊；(103)—低頻信號(hào)發(fā)生器；(104)—信號(hào)同步輸出模塊；(105)—信號(hào)源功放；(106)—信號(hào)源輸出接口； (107)—信號(hào)同步處理模塊；(108)—整流模塊；(109)—信號(hào)濾波模塊；(110)—A/D轉(zhuǎn)換器， (111)—CPU；(112)--存貯單元；(113)—顯示器；(114)—工作電源模塊；(115)—機(jī)殼；(116)—信號(hào)饋入導(dǎo)線。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站直流電源對(duì)地電容值測(cè)試的一種便攜式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)測(cè)量直流電源各回路對(duì)地電容值?？蓱?yīng)用于不同電壓等級(jí)不同的直流電源系統(tǒng)，本發(fā)明是提供一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站直流電源對(duì)地電容值測(cè)試的一種便攜式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)測(cè)量直流電源各回路對(duì)地電容值?？蓱?yīng)用于不同電壓等級(jí)不同的直流電源系統(tǒng)，合適于各變電站之間移動(dòng)應(yīng)用測(cè)試。本發(fā)明包括了：接地夾(1)、接地線(2)、測(cè)試導(dǎo)線(3)、測(cè)試主機(jī)(4)、電流鉗(5)、被測(cè)的直流電源回路(6)；測(cè)試主機(jī)(4)與接地線(2)相接，接地線(2)通過(guò)接地夾(1)與大地相接，測(cè)試主機(jī)(4)與測(cè)試導(dǎo)線(3)相接，測(cè)試導(dǎo)線(3)的另一端與被測(cè)的直流電源回路(6)相接，電流鉗(5)鉗于被測(cè)的直流電源回路(6)上測(cè)量直流回路上，測(cè)試主機(jī)（4）自動(dòng)測(cè)試直流電源回路對(duì)地電容值。具有體積小，重量輕，攜帶方便，測(cè)量時(shí)間短。

如圖2所示，測(cè)試主機(jī)(4)由電流鉗信號(hào)輸入接口(101)、信號(hào)放大模塊(102)、低頻信號(hào)發(fā)生器(103)、信號(hào)同步輸出模塊(104)、信號(hào)源功放(105)、信號(hào)源輸出接口(106)、信號(hào)同步處理模塊(107)、整流模塊(108)、信號(hào)濾波模塊(109)、A/D轉(zhuǎn)換器(110)、CPU(111)、存貯單元(112)、顯示器(113)、工作電源模塊(114)、機(jī)殼(115)、信號(hào)饋入導(dǎo)線(116)組成測(cè)試主機(jī)(4)中的電流鉗信號(hào)輸入接口(101)與信號(hào)放大模塊(102)相接；低頻信號(hào)發(fā)生器(103)與信號(hào)同步輸出模塊(107)相接；低頻信號(hào)發(fā)生器(103)與信號(hào)源功放(105)相接，信號(hào)源功放(105)與信號(hào)源輸出接口(106)相接；信號(hào)源輸出接口(106)通過(guò)信號(hào)饋入導(dǎo)線(116)接到被測(cè)的直流電源回路(6)；電流鉗(5)夾在被測(cè)的直流電源回路(6)上，測(cè)量低頻信號(hào)發(fā)生器(103)發(fā)生的低頻信號(hào)產(chǎn)生的回路電容電流；信號(hào)放大模塊(102)與信號(hào)同步處理模塊(107)相接；信號(hào)同步輸出模塊(104)與信號(hào)同步處理模塊(107)相并接；同步信號(hào)處理模塊(107)與整流模塊(108)相接；整流模塊(108)與信號(hào)濾波模塊(109)相接；信號(hào)濾波模塊(109)與A/D轉(zhuǎn)換器相接(110)；A/D轉(zhuǎn)換器(110)與CPU(111)相接；CPU(111)與顯示器(113)相接；信號(hào)源CPU(111)與存貯單元(112)相接；工作電源模塊(114)輸出站與各單元模塊相并接；信號(hào)放大模塊(102)、信號(hào)同步處理模塊(107)、整流模塊(108)、信號(hào)濾波模塊(109)、A/D轉(zhuǎn)換器(110)、工作電源模塊(114)、CPU(111)、存貯單元(112)、顯示器(113)都安裝于機(jī)殼(115)內(nèi)，機(jī)殼(115)外殼表面設(shè)有：信號(hào)輸出接口、大地接口、電流鉗信號(hào)輸入口。使用時(shí)接上相關(guān)的導(dǎo)線就可以，不用時(shí)幾個(gè)接口導(dǎo)線不用聯(lián)接，安全、方便 、體積小。

接地夾(1)測(cè)試夾采用接地專用的小型鍔魚(yú)夾。夾于直流屏的接地端或外殼是，保證了信號(hào)接地端接地。

接地線(2)用于連接大地與測(cè)試主機(jī)(4)的導(dǎo)線，采用1.5平方導(dǎo)線，黑色。一頭連接地夾(1)，另一頭與測(cè)試主機(jī)(4)相接，導(dǎo)線長(zhǎng)度大約1.5米。

測(cè)試導(dǎo)線(3)用于連接測(cè)試主機(jī)(4)與被測(cè)直流電源回路(6)之間。采用黑色和紅色1.5平方的導(dǎo)線，黑色與直流電源負(fù)極相接，紅色與直流電源正極相接。

電流鉗(5)用于采樣低頻信號(hào)電流。測(cè)試時(shí)測(cè)試主機(jī)(4)對(duì)直流電源系統(tǒng)注入一個(gè)低頻信號(hào)，回路對(duì)地電容器就會(huì)有電流流過(guò)。電流鉗(5)測(cè)試流過(guò)該回路的電容電流。

測(cè)試主機(jī)(4)由電流鉗信號(hào)輸入接口(101)、信號(hào)放大模塊(102)、低頻信號(hào)發(fā)生器(103)、信號(hào)同步輸出模塊(104)、信號(hào)源功放(105)、信號(hào)源輸出接口(106)、信號(hào)同步處理模塊(107)、整流模塊(108)、信號(hào)濾波模塊(109)、A/D轉(zhuǎn)換器(110)、CPU(111)、存貯單元(112)、顯示器(113)、工作電源模塊(114)、機(jī)殼(115)、信號(hào)饋入導(dǎo)線(116)組成；機(jī)殼(115)內(nèi)部設(shè)有信號(hào)，機(jī)殼(115)殼體上設(shè)電流鉗信號(hào)輸出接口(101)，信號(hào)源輸出接口(106)。

電流鉗信號(hào)輸入接口(101)安裝于機(jī)殼(115)上面，采用航空插座，電流鉗(5)的輸出端做航頭插頭，對(duì)應(yīng)插于該航空插座上，不使用時(shí)可以把開(kāi)，不需要長(zhǎng)期帶線。

信號(hào)放大模塊(102)主要是將電流鉗(5)感應(yīng)回來(lái)的電容電流信號(hào)進(jìn)行放大處理，達(dá)到0-5V的電壓輸出送到下一級(jí)電路進(jìn)行處理。

低頻信號(hào)發(fā)生器(103)產(chǎn)生一個(gè)0.1HZ的低頻正弦波信號(hào)，兩路輸出，一路做為同步信號(hào)，另一路放大后送到下級(jí)回路為主信號(hào)。

信號(hào)同步輸出模塊(104)將低頻信號(hào)發(fā)生器(103)的信號(hào)中做一個(gè)同步的方波信號(hào)，送給信號(hào)同步處理模塊(107)做同步處理。保證了0.1HZ的低頻正弦信號(hào)測(cè)量回來(lái)有一個(gè)相位比較，去除絕緣電阻產(chǎn)生的阻性電流。

信號(hào)源功放(105)將低頻信號(hào)發(fā)生器(103) 產(chǎn)生的0.1HZ的低頻正弦波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大，大到5V、3W的功率，保證了電容電流的產(chǎn)生。

信號(hào)源輸出接口(106)是安裝于測(cè)試主機(jī)(4)的外殼上，通過(guò)專用插座接到被測(cè)的直流電源回路(6)上，使信號(hào)源低頻0.1HZ的信號(hào)饋送到被測(cè)的直流電源回路(6)上。

信號(hào)同步處理模塊(107)是低頻信號(hào)源饋送到被測(cè)的直流電源回路后，由電流鉗(5)感應(yīng)采回來(lái)，該電流鉗(5)會(huì)感應(yīng)到阻性電流，50HZ干擾的電力信號(hào)需要同步信號(hào)進(jìn)行處理。保證了0.1HZ的信號(hào)才能通過(guò)去除其他頻率的信號(hào)，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。

整流模塊(108)將低頻信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大模塊(102)信號(hào)同步處理模塊(107)處理后的純正電容電流信號(hào)進(jìn)行整流，使輸出為直流信號(hào)送到下一級(jí)。

信號(hào)濾波模塊(109)將整流模塊(108)整流后的信號(hào)進(jìn)行去干擾，使其信號(hào)穩(wěn)定。

A/D轉(zhuǎn)換器(110)將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到下一級(jí)CPU(111)去計(jì)算，該A/D轉(zhuǎn)換器(110)采用AD14433、12?位的轉(zhuǎn)換器。

CPU(111)是本監(jiān)測(cè)的主要處理計(jì)算單元，型號(hào)32V1674.由美國(guó)TL公司生產(chǎn)，是32位單傳機(jī)。

存貯單元(112)保存數(shù)據(jù)，可以為數(shù)取測(cè)量的數(shù)據(jù)用，采用型號(hào)TL7321，由美國(guó)TL公司生產(chǎn)。

顯示器(113)采用北京迪文公司生產(chǎn)的液晶顯示器，型號(hào)為DW320240T。

工作電源模塊(114)負(fù)責(zé)整個(gè)儀器的工作，主要是將直流電源回路的220V電壓轉(zhuǎn)換成+5V、-5V、+12V、-12V的電源，送給個(gè)單元電路工作，整個(gè)電源功率20W。

機(jī)殼(115)將各單元電路安裝在機(jī)殼(115)內(nèi)，機(jī)殼(115)采用便攜式機(jī)殼(115)，尺寸為220*150*80mm。

信號(hào)饋入導(dǎo)線(116)采用2芯1.5平方豪米的銅線，黑紅各一根，將低頻信號(hào)源產(chǎn)生的低頻信號(hào)饋送到被測(cè)的直流電源回路（6）。