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一種高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括MCU控制器；與MCU控制器相連，受MCU控制，帶掃頻功能的數(shù)字脈沖發(fā)生器；與數(shù)字脈沖發(fā)生器相連的功率放大器；串聯(lián)于功率放大器和被試電容器之間、在被試電容器開路或高阻狀態(tài)時自動斷開內(nèi)部通路，同時與MCU控制器相連、與MCU進行數(shù)據(jù)交互的有源電子開關1；與被試電容器并聯(lián)、能釋放被試電容器內(nèi)部殘余電荷，同時與MCU控制器相連、與MCU進行數(shù)據(jù)交互的有源電子開關2；分別與被測電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU進行數(shù)據(jù)交互的數(shù)字功率計和數(shù)字相位計。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型能將被試電容器內(nèi)部殘余電荷對地放電，測試準確度高，且能減少靜態(tài)電流，避免試驗線路的非高壓輸出。
【專利說明】一種高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種針對高壓電容器內(nèi)部故障的測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電容器是電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行的重要補償器件。判斷電力系統(tǒng)中運行的高壓電容器內(nèi)部是否有破裂、漏油等故障，常用的測試方法主要是簡單電容量的測試，但是通過電容量很難分析出電容器內(nèi)部缺陷。 申請人:于2013年I月18日申請了一件名為“一種高壓電容器測試裝置”(ZL201320027884.0)的實用新型專利，提出了一種變頻變壓試驗系統(tǒng)來診斷電容器的內(nèi)部故障隱患，但該裝置由于頻率范圍較廣，掃頻試驗信號切換時會存在噪音，且試驗時間較長，系統(tǒng)的靜態(tài)電流會產(chǎn)生損耗，導致在大功率輸出時供電電源負荷顯著增大及功率放大器迅速升溫的缺陷；同時，由于電容器內(nèi)部存在的殘余電荷無法及時放電，會疊加到試驗輸出信號上，導致測試準確度較低。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測試準確度高的高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，不僅能減少靜態(tài)電流，而且能避免試驗線路的非高壓輸出。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]本實用新型提出的一種高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，包括:MCU控制器；與1?^控制器相連，受MCU控制器控制(MCU控制器可控制數(shù)字脈沖發(fā)生器的頻率)，帶掃頻功能的數(shù)字脈沖發(fā)生器；與數(shù)字脈沖發(fā)生器相連的功率放大器；串聯(lián)于功率放大器和被試高壓電容器之間、在被試高壓電容器開路或高阻狀態(tài)時自動斷開內(nèi)部通路，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互(接受MCU控制器命令、向MCU控制器發(fā)送狀態(tài)信息)的有源電子開關I ;與被試高壓電容器并聯(lián)、能釋放被試高壓電容器內(nèi)部殘余電荷，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互(接受MCU控制器命令、向MCU控制器發(fā)送反饋信息)的有源電子開關2 ;與被試高壓電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互(接受MCU控制器命令、將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU控制器)的數(shù)字功率計；與被試高壓電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互(接受MCU控制器命令、將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU控制器)的數(shù)字相位計。有源電子開關I用于探測輸出負荷大小，并起到保護輸出的目地，只有輸出負載沒有開路，并且在測量范圍之內(nèi)，如小于300M歐姆，才閉合內(nèi)部開關，實現(xiàn)功率放大器與被試高壓電容器的電氣連接。有源電子開關2的作用是在測試之前閉合內(nèi)部開關，對地形成短路，將被試高壓電容器內(nèi)部的殘余電荷釋放掉，從而確保測試的精度。
[0006]所述MCU控制器設有與電腦進行數(shù)據(jù)交互的通信接口。所述通信接口可以是RS232，或無線串口，或無線WIFI，或USB，等等。所述數(shù)字脈沖發(fā)生器為頻率lHz-50MHz的方波發(fā)生器或PWM發(fā)生器。
[0007]所述高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)的測試過程如下:MCU控制器發(fā)出控制命令，使有源電子開關2首先對被試高壓電容器形成對地短暫的短路，將被試高壓電容器內(nèi)部的殘余電荷進行放電，放電完成后有源電子開關2發(fā)送反饋信息給MCU控制器，然后MCU控制器發(fā)出控制命令使有源電子開關2斷開對地短路。MCU控制器發(fā)出控制命令使有源電子開關I輸出微弱小信號，探測被試高壓電容器的阻抗；如果被試高壓電容器開路或呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，則有源電子開關I自動斷開內(nèi)部通路，并發(fā)出狀態(tài)信息給MCU控制器，告知MCU控制器停止數(shù)字脈沖發(fā)生器的輸出；如果被試高壓電容器的阻抗在可測量范圍，則有源電子開關I處于閉合狀態(tài)，并發(fā)出狀態(tài)信息給MCU控制器,告知MCU控制器啟動數(shù)字脈沖發(fā)生器的輸出，輸出信號由功率放大器放大后，通過有源電子開關I輸出給被試高壓電容器。MCU控制器啟動數(shù)字功率計和數(shù)字相位計跟蹤輸出端的信號狀態(tài)，數(shù)字功率計和數(shù)字相位計將采集到的負載功率和相位信息發(fā)送到MCU控制器。最后，通過數(shù)字相位計和數(shù)字功率計在不同頻率點下的數(shù)據(jù)差異來進行故障識別；或通過掃頻頻率下的阻抗與相位參數(shù)來識別電容器內(nèi)部的破裂、漏油等故障。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:在功率放大器和被試高壓電容器之間串聯(lián)有源電子開關1，當被試高壓電容器的阻抗在可測量范圍時，有源電子開關I才實現(xiàn)內(nèi)部通路，啟動所述測試系統(tǒng)輸出，如果被試高壓電容器開路或呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，有源電子開關I則自動斷開內(nèi)部通路，同時自動切換試驗輸出，即所述測試系統(tǒng)停止輸出，所述測試系統(tǒng)輸出的自動切換不僅能減少靜態(tài)電流，而且能避免輸出試驗線路空載造成高壓輸出，影響操作人員的人身安全。同時，設有有源電子開關2與被試高壓電容器并聯(lián)，能對被試高壓電容器形成對地短暫的短路，將被試電容器內(nèi)部的殘余電荷對地放電，所述測試系統(tǒng)的對地短時放電功能能進一步提高測試準確度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例作進一步的描述。
[0011]如圖1所示。針對耐受電壓6kV的油絕緣式補償電容器進行內(nèi)部故障測試，搭建高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，包括=MCU控制器，具體為帶本地存儲器的單片機(也可以是工控機)，具備RS232 (也可以是無線串口或無線WIFI)通信接口 ；帶掃頻功能的數(shù)字脈沖發(fā)生器，與MCU控制器相連，發(fā)生頻率受MCU控制器控制，具體為頻率1HZ-50MHZ的方波發(fā)生器(也可以是PWM發(fā)生器);功率放大器，與數(shù)字脈沖發(fā)生器相連；有源電子開關1，串聯(lián)于功率放大器和被試高壓電容器之間、在被試高壓電容器開路或高阻狀態(tài)時自動斷開內(nèi)部通路，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互；有源電子開關2，與被試高壓電容器并聯(lián)、能釋放被試高壓電容器內(nèi)部殘余電荷，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)字功率計，與被試高壓電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)字相位計，與被試高壓電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互。
[0012]測試前，將被試電容器的另一端接信號地端。MCU控制器設置數(shù)字脈沖發(fā)生器頻率為10k-60kHz掃頻，掃頻間隔為10kHz，功率放大器最高輸出功率為100VA，最高空載輸出電壓不超過100V。數(shù)字脈沖發(fā)生器控制命令發(fā)生前，MCU控制器首先發(fā)出控制命令使得有源電子開關2閉合，即讓高壓電容器兩端對地短路，釋放內(nèi)部殘余電荷，放電完成后有源電子開關2發(fā)送反饋信息給MCU控制器，然后MCU控制器發(fā)出命令使得有源電子開關2斷開。MCU控制器發(fā)出控制命令使有源電子開關I輸出微弱電壓信號給被試電容器，如果連接線正常，電容器內(nèi)部未出現(xiàn)開路，則有源電子開關I給MCU控制器反饋可以開始測試的信息后，自動閉合內(nèi)部開關。MCU控制器接收到有源電子開關I的信息后，開始啟動數(shù)字脈沖發(fā)生器，同時啟動數(shù)字功率計和數(shù)字相位計跟蹤輸出端的信號狀態(tài)，數(shù)字功率計和數(shù)字相位計將采集到的負載功率和相位信息發(fā)送到MCU控制器。具體測試數(shù)據(jù)如下表1所示。
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)包括:MCU控制器；與MCU控制器相連，受MCU控制器控制，帶掃頻功能的數(shù)字脈沖發(fā)生器；與數(shù)字脈沖發(fā)生器相連的功率放大器；串聯(lián)于功率放大器和被試高壓電容器之間、在被試高壓電容器開路或高阻狀態(tài)時自動斷開內(nèi)部通路，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互的有源電子開關I ;與被試高壓電容器并聯(lián)、能釋放被試高壓電容器內(nèi)部殘余電荷，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互的有源電子開關2 ;與被試高壓電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)相互的數(shù)字功率計；與被試高壓電容器并聯(lián)，同時與MCU控制器相連、與MCU控制器進行數(shù)據(jù)交互的數(shù)字相位計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU控制器設有與電腦進行數(shù)據(jù)交互的通信接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字脈沖發(fā)生器為頻率lHz-50MHz的方波發(fā)生器或PWM發(fā)生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓電容器內(nèi)部故障測試系統(tǒng)，其特征在于:所述通信接口為RS232，或無線串口，或無線WIFI。
【文檔編號】G01R31/00GK203551695SQ201320676766
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】段軍鵬, 劉譞, 胥均, 王柳青, 康勇, 張建, 張方榮 申請人:成都高斯電子技術(shù)有限公司, 云南電網(wǎng)公司楚雄供電局