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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV消弧線圈成套裝置標準試驗儀

中試控股 ? 塑造中國制造的優質品牌

30多年專業制造：ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀

消弧線圈成套裝置目前已經普遍應用于各大變電站、電廠等配電現場。消弧線圈的作用就是在系統發生單相接地故障時，補償系統電容電流，從而抑制過電壓的產生。系統正常運行時，消弧線圈經阻尼電阻接地，防止系統諧振的發生，系統發生單相接地故障時，阻尼電阻的分壓使壓敏電阻動作并通過自觸發方式將其旁路晶閘管觸發導通，使得消弧線圈直接接地，起到補償作用，可見旁路晶閘管是否可靠動作直接決定了消弧線圈的補償作用。
10kV或者35kV系統發生單相接地故障時，消弧線圈能否起到補償作用，直接決定于旁路晶閘管能否可靠觸發導通，同時消弧線圈控制器計算精度及發出調檔指令正確與否也直接決定了消弧線圈的補償性能。
目前消弧線圈在出廠、安裝及投運后都缺乏對整個消弧線圈成套裝置綜合性能評估的技術手段。針對上述現狀，中試控股在充分研究消弧線圈運行原理及控制器工作原理的基礎上并結合大量實驗數據據及現場經驗總結研發了集晶閘管動作特性測試及消弧線圈裝置特性測試等多種功能于一體的多功能高精度測試儀器—ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀，儀器為一體化結構，操作簡單，便于攜帶。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀簡介
消弧線圈成套裝置目前已經普遍應用于各大變電站、電廠等配電現場。消弧線圈的作用就是在系統發生單相接地故障時，補償系統電容電流，從而抑制過電壓的產生。系統正常運行時，消弧線圈經阻尼電阻接地，防止系統諧振的發生，系統發生單相接地故障時，阻尼電阻的分壓使壓敏電阻動作并通過自觸發方式將其旁路晶閘管觸發導通，使得消弧線圈直接接地，起到補償作用，可見旁路晶閘管是否可靠動作直接決定了消弧線圈的補償作用。
10kV或者35kV系統發生單相接地故障時，消弧線圈能否起到補償作用，直接決定于旁路晶閘管能否可靠觸發導通，同時消弧線圈控制器計算精度及發出調檔指令正確與否也直接決定了消弧線圈的補償性能。
目前消弧線圈在出廠、安裝及投運后都缺乏對整個消弧線圈成套裝置綜合性能評估的技術手段。針對上述現狀，中試控股在充分研究消弧線圈運行原理及控制器工作原理的基礎上并結合大量實驗數據據及現場經驗總結研發了集晶閘管動作特性測試及消弧線圈裝置特性測試等多種功能于一體的多功能高精度測試儀器—ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀，儀器為一體化結構，操作簡單，便于攜帶。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀特點
1、全觸摸超大8寸彩色液晶顯示
操作簡單，儀器配備了高端全觸控式8寸彩色液晶顯示屏，超大顯示界面所有操作步驟中文菜單顯示，每一步都非常清晰明了，操作人員不需要額外的專業培訓就能使用，是目前非常理想的智能型測量設備。
2、實時顯示電壓波形
晶閘管動作特性測試時，中試控股儀器能夠實時顯示儀器輸出和晶閘管上的電壓波形。試驗人員從波形圖上就能夠非常清楚的判斷出晶閘管的動作。
3、自動手動兩種測試模式
晶閘管動作特性測試時，儀器能夠提供自動和手動兩種測試模式。自動模式能夠快速準確找到晶閘管的動作閾值。手動模式方便試驗人員仔細觀察晶閘管動作時的電壓波形變化。
4、3C0調節范圍大
消諧裝置特性試驗時，3C0電容的調節范圍非常廣，可以從10uF到100uF，足以滿足絕大部分試驗現場的需求。
5、一體化結構，體積小、重量輕
儀器內部高度集成化，中試控股為試驗提供了一種最為簡單便捷的試驗手段。

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀技術參數
1、使用條件 -20℃ ~ 50℃ RH＜80%
2、工作電源 AC 220V±10%
3、晶閘管測試電壓 范    圍 0-800V
分 辨 率 0.1V
精    度 ±（1%讀數+0.5V）
4、晶閘管動特性測試能夠實時顯示電壓波形
5、晶閘管動特性測試能夠提供自動和手動兩種模式
6、消諧裝置測試電壓 范    圍 40V
分 辨 率 0.1V
精    度 ±（1%讀數+0.5V）
7、消諧裝置測試電流 范    圍 0-2000mA
電容電流范圍：200A，級差20A
分 辨 率 0.1mA
精    度 ±（1%讀數+0.2mA）
8、3C0電容調節范圍 10uF-100uF
9、主機外型尺寸 320（L）×270（W）×140（H）
10、主機重量 6kg（不含測試線/中試控股）

ZSXH-V消弧線圈成套裝置綜合測試儀（圖片）

1.本屬于消弧線圈技術領域，特別是一種消弧線圈測試裝置及測試方法。
背景技術：
2.隨著我國經濟快速增長，配電網大多數采用經消弧線圈接地的方式，隨著電纜的大量運用，消弧線圈控制器成套裝置持續投入到整個電網系統中運行，長期之后其運行狀態可能存在偏差，整個電力系統得不到正確的補償，從而使得故障范圍擴大。但對該裝置本身的運行狀態除廠家提供的運行指示信號外，缺乏第三方的直觀測試手段。特別是生產廠家繁多，調節方式多種類型，消弧裝置故障類型復雜。為提升消弧裝置的運行可靠性和檢修效率，需要采取綜合檢測手段，實現對消弧系統進行測試和故障準確排查。
3.在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。
技術實現要素：
4.針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種消弧線圈測試裝置及測試方法。克服了目前變電站定期對消弧線圈檢測，檢測精度差、測試繁瑣，人機操作不友好，實現了對消弧線圈裝置智能評估，且檢測精度高，抗干擾能力強，易于推廣應用。
5.本發明的目的是通過以下技術方案予以實現，消弧線圈測試裝置包括，
6.程控電源，其生成可調交流電源，電流輸出繼電器連接所述程控電源以電流輸出到待測的消弧線圈；
7.電容控制板，其經由電壓輸出繼電器連接所述程控電源以電壓輸出到待測的消弧線圈，所述電容控制板包括，
8.第一電源管理模塊，其提供第一預定電壓，
9.第一主控mcu，連接所述第一電源管理模塊以基于第一預定電壓運行，
10.電容投切模塊，其連接所述第一主控mcu以投入或切換預定電容，所述電容投切模塊包括繼電器與薄膜電容構成的多路電容組，
11.測控主板，其連接所述程控電源以讀取所述程控電源的電壓輸出數據和電流輸出數據，且控制所述程控電源的開機與停機，所述測控主板包括，
12.第二通訊模塊，其連接所述程控電源和所述電容控制板以與測控主板通訊交互，
13.第二電源管理模塊，其提供第二預定電壓，
14.按鍵輸入模塊，其配置成輸入指令，
15.第二主控mcu，其連接所述第二通訊模塊、第二電源管理模塊和按鍵輸入模塊，第二主控mcu基于第二預定電壓運行，響應于所述指令，第二主控mcu生成第一信號發送所述第一主控mcu，所述第一主控mcu基于所述第一信號控制電容投切模塊投入或切除預定電容，
16.顯示模塊，其連接所述第二主控mcu以顯示信息，所述信息至少包括電壓輸出數
據、電流輸出數據和/或預定電容。
17.所述的消弧線圈測試裝置中，所述第二主控mcu包括比較單元，當待測消弧線圈反饋的電壓值偏離所述電壓輸出數據超過第一預定閾值、待測消弧線圈反饋的電流值偏離所述電流輸出數據超過第二預定閾值，和/或待測消弧線圈反饋的電容值偏離所述預定電容超過第三預定閾值，所述第二主控mcu發出故障信號。
18.所述的消弧線圈測試裝置中，所述程控電源包括交流整流成直流的ac/dc單元、隔離dc/dc單元以及直流轉換為交流的dc/ac逆變單元。
19.所述的消弧線圈測試裝置中，測控主板通過rs485總線連接及控制所述程控電源和所述電容控制板。
20.所述的消弧線圈測試裝置中，電容控制板集成交流電橋。
21.所述的消弧線圈測試裝置中，第一主控mcu或第二主控mcu為單片機。
22.所述的消弧線圈測試裝置中，第一預定電壓或第一預定電壓分別為5v或3.3v。
23.所述的消弧線圈測試裝置中，顯示模塊為單色顯示器。
24.所述的消弧線圈測試裝置中，所述繼電器為固態繼電器。
25.根據本發明另一方面，一種利用所述的消弧線圈測試裝置的測試方法包括以下步驟，
26.消弧線圈設有消弧線圈控制屏，所述消弧線圈依次串聯第一電流互感器和第二電流互感器，所述第二電流互感器一端為接地端，所述消弧線圈遠離所述第一電流互感器的一端以及所述第二電流互感器與接地端之間設有所述消弧線圈的測試接入點，
27.所述程控電源依次經由電壓輸出繼電器和電容控制板電壓輸出到待測的消弧線圈，所述消弧線圈控制屏顯示的待測消弧線圈反饋的電壓值偏離所述電壓輸出數據超過第一預定閾值，第二主控mcu發出故障信號；
28.所述程控電源經由電流輸出繼電器電流輸出所述電流輸出數據到待測的消弧線圈，所述消弧線圈控制屏顯示的待測消弧線圈反饋的電流值偏離所述電流輸出數據超過第二預定閾值，第二主控mcu發出故障信號；
29.按鍵輸入模塊輸入指令，響應于所述指令，第二主控mcu生成第一信號發送所述第一主控mcu，所述第一主控mcu基于所述第一信號控制電容投切模塊投入或切除預定電容，所述消弧線圈控制屏顯示的待測消弧線圈反饋的電容值偏離所述預定電容超過第三預定閾值，所述第二主控mcu發出故障信號。
30.和現有技術相比，本發明具有以下優點：
31.本發明測量裝置檢測消弧線圈采用高精度的程控電源，投接線簡單，避免然人工檢測造成的檢測困難，檢測精度低，周期性差，步驟繁多，操作復雜，實現困難等問題，本發明設計簡潔、集成度與智能化高；界面友好、操作簡單、觸控操作，便于升級和移植；本發明可靠性高、本發明體積小，重量輕，易于攜帶，便于操作，可供調試通訊檢修等各項工作使用。
附圖說明
32.通過閱讀下文優選的具體實施方式中的詳細描述，本發明各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。說明書附圖僅用于示出優選實施方式的目的，
而并不認為是對本發明的限制。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個附圖中，用相同的附圖標記表示相同的部件。
33.在附圖中：
34.圖1是本發明的消弧線圈測試裝置測試連接的結構示意圖；
35.圖2是本發明的消弧線圈測試裝置的結構示意圖；
36.圖3是本發明的消弧線圈測試裝置的測控主板的結構示意圖；
37.圖4是本發明的消弧線圈測試裝置的電容控制板的結構示意圖。
38.以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的解釋。
具體實施方式
39.下面將參照附圖圖1至圖4更詳細地描述本發明的具體實施例。雖然附圖中顯示了本發明的具體實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本發明而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發明，并且能夠將本發明的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
40.需要說明的是，在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可以理解，技術人員可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名詞的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。說明書后續描述為實施本發明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本發明的范圍。本發明的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
41.為便于對本發明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個附圖并不構成對本發明實施例的限定。
42.為了更好地理解，如圖1至圖4所示，消弧線圈測試裝置包括，
43.程控電源4，其生成可調交流電源，電流輸出繼電器3連接所述程控電源4以電流輸出到待測的消弧線圈23；
44.電容控制板5，其經由電壓輸出繼電器2連接所述程控電源4以電壓輸出到待測的消弧線圈，所述電容控制板5包括，
45.第一電源管理模塊6，其提供第一預定電壓，
46.第一主控mcu7，連接所述第一電源管理模塊6以基于第一預定電壓運行，
47.電容投切模塊8，其連接所述第一主控mcu7以投入或切換預定電容，所述電容投切模塊8包括繼電器與薄膜電容構成的多路電容組，
48.測控主板1，其連接所述程控電源4以讀取所述程控電源4的電壓輸出數據和電流輸出數據，且控制所述程控電源4的開機與停機，所述測控主板1包括，
49.第二通訊模塊9，其連接所述程控電源4和所述電容控制板5以與測控主板1通訊交互，
50.第二電源管理模塊10，其提供第二預定電壓，
51.按鍵輸入模塊11，其配置成輸入指令，
52.第二主控mcu12，其連接所述第二通訊模塊9、第二電源管理模塊10和按鍵輸入模塊11，第二主控mcu12基于第二預定電壓運行，響應于所述指令，第二主控mcu12生成第一信號發送所述第一主控mcu7，所述第一主控mcu7基于所述第一信號控制電容投切模塊8投入或切除預定電容，
53.顯示模塊13，其連接所述第二主控mcu12以顯示信息，所述信息至少包括電壓輸出數據、電流輸出數據和/或預定電容。
54.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，所述第二主控mcu12包括比較單元，當待測消弧線圈反饋的電壓值偏離所述電壓輸出數據超過第一預定閾值、待測消弧線圈反饋的電流值偏離所述電流輸出數據超過第二預定閾值，和/或待測消弧線圈反饋的電容值偏離所述預定電容超過第三預定閾值，所述第二主控mcu12發出故障信號。
55.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，所述程控電源4包括交流整流成直流的ac/dc單元、隔離dc/dc單元以及直流轉換為交流的dc/ac逆變單元。
56.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，測控主板1通過rs485總線連接及控制所述程控電源4和所述電容控制板5。
57.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，第一主控mcu7或第二主控mcu12為單片機。
58.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，第一預定電壓或第一預定電壓分別為5v或3.3v。
59.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，顯示模塊13為單色顯示器。
60.所述的消弧線圈測試裝置的優選實施例中，所述繼電器為固態繼電器。
61.在一個實施例中，測控主板1通過rs485總線控制程控電源4。程控電源4可以根據測控主板1發出的命令輸出電壓或者電流。程控電源4由ac/dc單元、隔離dc/dc單元、dc/ac逆變單元構成。主要功能為，將220v/50hz市電經過ac/dc單元整流為高壓直流，再經過dc/ac單元逆變為高精度的可調交流電源，為檢測設備提供高精度交流電壓源、電流源激勵，為檢測設備中的關鍵部件。測控主板1通過rs485總線控制電容控制板5投入與切除電容。投切電容開關采用工業級功率繼電器，將投切的電容值通過開關量信號接入主控單元cpu。電容控制板5上邊集成了交流電橋，通過隔離運放采樣電容電壓與電流，計算出電容的容值。
62.在一個實施例中，測控主板1包括第二主控mcu12、顯示模塊13、按鍵與編碼器模塊、第二電源管理模塊10、第二通訊模塊9、存儲模塊和串行接口模塊。第二主控mcu12采用stm32f407芯片，其內部資源及外設接口十分豐富，滿足設計需求，顯示模塊13選用5.6寸320*240的單色顯示器作為人機界面，按鍵輸入模塊11選用3*3矩陣鍵盤，配合單鍵飛梭作為人機的輸入。存儲模塊采用e2prom的存儲芯片，用來存儲參數，第二電源管理模塊10將輸入的12v電源轉換為主板芯片工作的5v電源與3.3v電源。第二通訊模塊9將采用rs485通訊總線，用來給外部的程控電源4以及電容控制板5通訊，串口模塊將主控mcu的ttl電平轉換為rs232電平，用以給后臺計算機通訊。
63.在一個實施例中，電容控制板5板包括第一主控mcu7、第一電源管理模塊6、通訊模塊、第一電容測量模塊和電容投切轉換模塊。第一主控mcu7以stm32f072c8t6芯片作為嵌入式處理器。第一電源管理模塊6將輸入的12v電源轉換為主板芯片工作的5v電源與3.3v電源。通訊模塊將采用rs485通訊總線，用來跟外部的測控主板1通訊，電容切換模塊采用宏發
繼電器與薄膜電容組成10路電容的投切。可以完成1200uf的任意電容的切換。步進為1uf，并且設有放電電阻，保護測量電容過程中對電子器件的危害。
64.在一個實施例中，測控主板1通過rs485總線讀取程控電源4中電壓電流以及狀態位，并且可以控制程控電源4的開機與停機。通過繼電器驅動控制繼電器投入與切除電容。
65.在一個實施例中，測控主板1以stm32芯片為核心輔以其他外圍設備實現，對外提供模擬信號采集接口、電容投切的開關量輸入接口、320240液晶顯示接口、按鍵控制接口、指示燈顯示接口。按鍵板實現3x3按鍵信號旋轉編碼器的輸入用于人機交互。
66.在一個實施例中，消弧線圈測試裝置的模擬電源采用高精度程控電源4，模擬系統電容采用高壓播報莫電容，投切電容開關采用工業級功率繼電器，將投切的電容值通過開關量信號接入主控單元cpu。經電容標定值并根據系統電壓計算出投切的系統電容電流，與控制裝置計算結果進行對比來判斷是否符合要求。arm控制板上電后，完成對測試儀器的初始化并且自檢，通過觸摸屏選擇電壓或者電流測試。選擇電壓測試時候，可以設置電壓幅值、相位、頻率、步進值、投切電容值等；選擇電流測試時候，可以設置電壓幅值、相位、頻率、步進值等。
67.一種利用所述的消弧線圈測試裝置的測試方法包括以下步驟，
68.消弧線圈23設有消弧線圈控制屏20，所述消弧線圈依次串聯第一電流互感器21和第二電流互感器22，所述第二電流互感器22一端為接地端，所述消弧線圈遠離所述第一電流互感器21的一端以及所述第二電流互感器22與接地端之間設有所述消弧線圈的測試接入點，
69.所述程控電源4依次經由電壓輸出繼電器2和電容控制板5電壓輸出到待測的消弧線圈，所述消弧線圈控制屏20顯示的待測消弧線圈反饋的電壓值偏離所述電壓輸出數據超過第一預定閾值，第二主控mcu12發出故障信號；
70.所述程控電源4經由電流輸出繼電器3電流輸出所述電流輸出數據到待測的消弧線圈，所述消弧線圈控制屏20顯示的待測消弧線圈反饋的電流值偏離所述電流輸出數據超過第二預定閾值，第二主控mcu12發出故障信號；
71.按鍵輸入模塊11輸入指令，響應于所述指令，第二主控mcu12生成第一信號發送所述第一主控mcu7，所述第一主控mcu7基于所述第一信號控制電容投切模塊8投入或切除預定電容，所述消弧線圈控制屏20顯示的待測消弧線圈反饋的電容值偏離所述預定電容超過第三預定閾值，所述第二主控mcu12發出故障信號。
72.優選地，第一預定閾值為2.0％，第二預定閾值為2.0％，第三預定閾值為5uf。
73.本發明檢測控制裝置可以測試消弧線圈的電壓、電流、電容準確度且操作簡便。
74.盡管以上結合附圖對本發明的實施方案進行了描述，但本發明并不局限于上述的具體實施方案和應用領域，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導性的，而不是限制性的。本領域的普通技術人員在本說明書的啟示下和在不脫離本發明權利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發明保護之列。