一種高壓浪涌保護(hù)裝置測試設(shè)備的設(shè)計(jì)

5.6具有 EMI/RFI抗電磁/射頻干擾濾波器

*濾除100KHz-100MHz。

6、以ACV系列并聯(lián)型瞬態(tài)抗浪涌抑制器為例(艾默生產(chǎn)的抗浪涌設(shè)備)介紹參數(shù)。

抑制能力：40A-80KA，與外形見圖7(a)。所示：

其K-帶缺相，低壓斷擔(dān)憂保護(hù)失效等報(bào)警記錄，其E-帶EMI／RRI濾波器。

*環(huán)氧樹脂材料外殼，堅(jiān)固耐磨損，適合室外各種環(huán)境

*掛墻式安裝。也可直接安裝于配電柜內(nèi)，電源軟線插頭見圖7(b)。

7、新型高壓浪涌保護(hù)裝置的測試設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

為什么要開發(fā)高壓浪涌保護(hù)裝置的測試設(shè)備，即開發(fā)一種基于PXI的高精度測量系統(tǒng)？主要目的是為應(yīng)用在高架配電系統(tǒng)和鐵路電力系統(tǒng)的中壓與高壓浪涌保護(hù)裝置中的金屬氧化物變阻器的性能作出檢定。這關(guān)系到整個(gè)電力配電系統(tǒng)的安全與運(yùn)行的可靠性。

7.1問題的提出-金屬氧化物變阻器出現(xiàn)與測試技術(shù)上的新要求：

為滿足國內(nèi)外能源工業(yè)日益增長的對可靠性的要求，屬高壓浪涌保護(hù)裝置的空氣與氣體絕緣浪涌保護(hù)裝置，能有效地保護(hù)中、高壓網(wǎng)絡(luò)不受閃電或閉合斷路器所產(chǎn)生的過高壓損害。這些浪涌保護(hù)裝置可以承受高達(dá)528KV的連續(xù)操作電壓，以及波形變換高達(dá)4/10ms、電流強(qiáng)度高達(dá)100KA的沖擊電流。在這些極端的操作條件下，對這些浪涌保護(hù)裝置及其內(nèi)部金屬氧化物變阻器的測試提出了一個(gè)特殊的新要求。

當(dāng)前各種金屬氧化物變阻器，直徑從38mm到108mm，電壓級別從100V到6KV最大連續(xù)操作電壓。為制造中壓或高壓浪涌保護(hù)裝置，將若干個(gè)變阻器進(jìn)行串聯(lián)并將其裝入絕緣材料制成的箱子里。不測試整個(gè)裝配好的變阻器，而是分別測試每個(gè)變阻器，從而將電壓要求降低到更加可操作的水平。

7.2解決方案：

開發(fā)一種基于PXI的高精度測量系統(tǒng)，采用了14位100MS/S數(shù)字化儀PXI-5122進(jìn)行高精度的幅值測量，并應(yīng)用MIX—3光纖連接技術(shù)解決測試中電氣隔離，確保人身安全在開發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性類型測試過程中，使用脈沖電流發(fā)生器，可向變阻器注入高達(dá)200KA的雙指數(shù)電流脈沖。該測試系統(tǒng)可產(chǎn)生模擬閃電打擊或斷路器閉合條件的波形脈沖電流，并測量金屬氧化物變阻器兩端的剩余電壓以及通過該變阻器的電流。剩余電壓表示在電流脈沖期間兩端出現(xiàn)的電壓峰值。該系統(tǒng)還計(jì)算輸入金屬氧化物變阻器的瞬間功率和能量。

7.21以適用于更高精度的高分辨率測量

為將電壓和電流降到一個(gè)可以直接測試的水平，將使用一個(gè)含有電容器和大阻值電阻的分壓器和一個(gè)用于快速瞬間脈沖的特別的極低阻值脈沖電流分路器，將兩個(gè)PXI-5122 14位100MS/s數(shù)字化儀與分壓器進(jìn)行連接，分路測量測試過程中產(chǎn)生的瞬間電壓和電流。由于需要測量信號的瞬間特征，因此必需具備PXI-5122數(shù)字化儀的14位垂直分辨率和高采樣率。原先的測試系統(tǒng)基于10位數(shù)字化儀，而PXI-5122數(shù)字化儀則將測量精度增大了14倍，使能更好地檢定變阻器的性能。然后我們再使用LabVIEW內(nèi)置的分析能力來測定峰值、上升時(shí)間與半峰時(shí)間值。此外，還使用電壓和電流數(shù)據(jù)來計(jì)算瞬間輸入功率、瞬間電阻以及完全轉(zhuǎn)換的能量。

7.22 MXI-3光纖連接提供高數(shù)據(jù)吞吐量與隔離：

通過使用基于PXI的系統(tǒng)，如今可以在基于GPIB的老式系統(tǒng)僅能傳輸數(shù)千字節(jié)的時(shí)間內(nèi)，傳輸數(shù)以兆計(jì)字節(jié)的數(shù)據(jù)。由于能以更快的速度收集數(shù)據(jù)，能夠通過以PCI-DIO-24數(shù)字I/O板卡和繼電器模塊替換功率斷路器而快速對測試系統(tǒng)進(jìn)行重新配置。通過提高數(shù)據(jù)處理速度，可以在IEC 60099-4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的浪涌保護(hù)裝置測試時(shí)間內(nèi)對變阻器進(jìn)行強(qiáng)電流動作負(fù)載測試，效果比以前提高很多。

上升時(shí)間為4µS的100KA電流沖擊會形成極強(qiáng)的電磁場，有可能損壞電腦主機(jī)并傷害操作人員。為提高系統(tǒng)的安全性并將設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，在兩個(gè)PXI-1002四槽機(jī)箱內(nèi)各安裝了一個(gè)PXI-5122數(shù)字化儀。將機(jī)箱以 “菊花鏈” 方式鏈接，然后使用MXI-3遠(yuǎn)程光纖將其與電腦主機(jī)進(jìn)行連接。以此在兩個(gè)數(shù)字化儀與電腦主機(jī)之間提供光耦合，從而排除了電腦與脈沖發(fā)生器之間的電路連接。由于測量電壓和電流的數(shù)字化儀分別處于相互絕緣的機(jī)箱內(nèi)，可以避免由電路產(chǎn)生大的感應(yīng)渦流。如果在強(qiáng)磁場環(huán)境中形成此種渦流，就會產(chǎn)生大的感應(yīng)電壓干擾測量結(jié)果。

7.3設(shè)計(jì)方案的實(shí)施

該高壓浪涌保護(hù)裝置測試裝置的設(shè)計(jì)方案可用于能源動力領(lǐng)域之中新通過在測試系統(tǒng)中使用LabVIEW 7Express、MXI-3遠(yuǎn)程光纜和PXI-5122數(shù)字化儀，提高了測試結(jié)果，同時(shí)還提高了測試系統(tǒng)的安全性。此外，由于PXI具有的高處理能力，現(xiàn)在可以在IEC 60099-4標(biāo)準(zhǔn)要求的時(shí)間內(nèi)完成所有測試。

8、結(jié)束語

由上可知，F(xiàn)、ACV、S系列串并聯(lián)型的瞬態(tài)抗浪涌抑制器，瞬態(tài)抗浪涌抑制器，它們各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)埸技術(shù)要求作出選用，無論意怎樣必須掌握其技術(shù)參數(shù)的特征，做到恰如其分。