一種高壓浪涌保護裝置測試設備的設計

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，低壓斷擔憂保護失效等報警記錄，其E-帶EMI／RRI濾波器。

*環(huán)氧樹脂材料外殼，堅固耐磨損，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、新型高壓浪涌保護裝置的測試設備的設計方案

為什么要開發(fā)高壓浪涌保護裝置的測試設備，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)系到整個電力配電系統(tǒng)的安全與運行的可靠性。

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，屬高壓浪涌保護裝置的空氣與氣體絕緣浪涌保護裝置，能有效地保護中、高壓網(wǎng)絡不受閃電或閉合斷路器所產(chǎn)生的過高壓損害。這些浪涌保護裝置可以承受高達528KV的連續(xù)操作電壓，以及波形變換高達4/10ms、電流強度高達100KA的沖擊電流。在這些極端的操作條件下，對這些浪涌保護裝置及其內(nèi)部金屬氧化物變阻器的測試提出了一個特殊的新要求。

當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裝置，將若干個變阻器進行串聯(lián)并將其裝入絕緣材料制成的箱子里。不測試整個裝配好的變阻器，而是分別測試每個變阻器，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進行高精度的幅值測量，并應用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)與標準適應性類型測試過程中，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可以直接測試的水平，將使用一個含有電容器和大阻值電阻的分壓器和一個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PXI-5122 14位100MS/s數(shù)字化儀與分壓器進行連接，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、上升時間與半峰時間值。此外，還使用電壓和電流數(shù)據(jù)來計算瞬間輸入功率、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)的時間內(nèi)，傳輸數(shù)以兆計字節(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)進行重新配置。通過提高數(shù)據(jù)處理速度，可以在IEC 60099-4標準規(guī)定的浪涌保護裝置測試時間內(nèi)對變阻器進行強電流動作負載測試，效果比以前提高很多。

上升時間為4µS的100KA電流沖擊會形成極強的電磁場，有可能損壞電腦主機并傷害操作人員。為提高系統(tǒng)的安全性并將設備的風險降到最低，在兩個PXI-1002四槽機箱內(nèi)各安裝了一個PXI-5122數(shù)字化儀。將機箱以 “菊花鏈” 方式鏈接，然后使用MXI-3遠程光纖將其與電腦主機進行連接。以此在兩個數(shù)字化儀與電腦主機之間提供光耦合，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箱內(nèi)，可以避免由電路產(chǎn)生大的感應渦流。如果在強磁場環(huán)境中形成此種渦流，就會產(chǎn)生大的感應電壓干擾測量結(jié)果。

7.3設計方案的實施

該高壓浪涌保護裝置測試裝置的設計方案可用于能源動力領域之中新通過在測試系統(tǒng)中使用LabVIEW 7Express、MXI-3遠程光纜和PXI-5122數(shù)字化儀，提高了測試結(jié)果，同時還提高了測試系統(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標準要求的時間內(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，應根據(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。