一种用于继电保护二次回路整组极性测试装置

摘要

本发明公开了一种用于继电保护二次回路整组极性测试装置，包括信号发生模块和监视模块，信号发生模块包括电源模块和信号输出模块，电源模块包括内置可充电电池E

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备继电保护领域，特别是针对继电保护专业确保交流 二次回路接线、接线组别及引取极性方向等是否正确的测试装置，具体是一 种用于继电保护二次回路整组极性测试装置。

背景技术

极性测试是电力系统继电保护专业在电气设备新安装、改造、设备投运 送电前必须提前完成的一项重要工作，有的关键部分需重复核查测试。通过 整组极性测试能及时发现处理各环节中可能出现的问题，以确保设备的安全 运行。极性测试有交流法和直流法两种方式，交流法又可分为交流电流法和 交流电压法。交流法测试仪器较为笨重，常用于电气试验专业对单一设备的 测试，有一定的局限性，只能作为继电保护专业的参考值。而直流法是继电 保护专业的常用方法，现常用的直流法虽原理一样，但是用的测试器件方式 方法仍处于较为原始落后状态。多采用由单个分立的元器件现场临时组装接 线后进行测试工作，经常出现携带保存不当造成的元器件损坏，工作中干电 池经连续多次放电容量下降不能提前预知，组装接线随意性导致重复测试等 现象，测试拉合操作中无操作成功提醒功能，造成极性测试观察判别的不确 定性，导致极性测试工作被动，工作效率低下，因上述原因造成测试结论错 误，给设备的安全运行埋下隐患；另外现场引拆测试线过程中，有时会出现 被试设备由于测试过程对其已充电或被测设备的电感反电势电人的安全隐患 问题。上述问题具有普遍性，而问题的解决有少数自己改进的也不尽人意， 大都依赖厂家产品，而研发者缺少对现场处理实际问题的经验和过程研究， 至今仍缺少一款符合解决上述问题的极性测试产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全稳定可靠的用于继电保护二次回路整组 极性测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

直流法极性测试采用电磁感应原理，用直流电源向被测试设备短时(瞬 时)通断电的方法，模拟被试设备一次侧与二次侧互感突变量一一对应关系， 工程上称为同名端(异极性)，基本原理参如图1所示，通过采取拉合的操作 方法对被试设备瞬时施加直流电，模拟出瞬时变化的电压突变量，即瞬时施 加于互感器线圈的一次侧，同时在互感器线圈的二次侧产生与其相应的瞬时 变化的二次侧电压突变量，通过观察接收端的毫伏表计指针偏转的变化方向， 确定极性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于继电保护二次回路整组极性测试装置，包括用于产生稳定可靠 的短时通断突变量电压的信号发生模块和监视模块，所述信号发生模块包括 电源模块和信号输出模块，

所述电源模块包括内置可充电电池E_内、电池容量显示电路和电源指示电 路，所述内置可充电电池E_内通过插接头外接适配器进行充电，所述电池容量 显示电路由多个电容和电阻间隔串接组成，且电容两端并联有二极管；所述 电源指示电路由电阻R6串接指示灯LED6组成；所述内置可充电电池E_内两端 并联有串接的照明灯开关TK2、照明灯LED5和电阻R5；

所述信号输出模块包括中继继电器ZJ、拉合控制开关TK3和一级过电压 保护器BJ1、二级过电压保护器BJ2，所述中继继电器ZJ与拉合控制开关TK3、 电阻R8串联，且中继继电器ZJ上并联有限流电阻R7和二极管，所述中继继 电器ZJ的两个输出节点ZJ-1和ZJ-3并联，并串接另两个并联接点ZJ-2和 ZJ-4；所述一级过电压保护器BJ1和二级过电压保护器BJ2串联在中继继电 器ZJ两端，所述中继继电器ZJ两端还并联有串接的通断指示灯LED8和电阻 R10；所述中继继电器ZJ上还并联有串接的强源支路压板BLP和强源支路按 钮TA；

所述监视模块包括指针式毫伏表、量程切换开关QK和三级过电压保护器 BJ3，所述指针式毫伏表与三级过电压保护器BJ3并联连接，所述量程切换开 关QK通过多个并联的电阻与指针式毫伏表连接。

作为本发明进一步的方案：所述极性测试装置采用组合就地式或分离远 方式。

作为本发明进一步的方案：极性测试装置采用组合就地式方式，所述监 视模块和信号输出模块为一体化装置；极性测试装置采用分离远方式方式， 所述监视模块和信号输出模块为分离为两个独立模块。

作为本发明再进一步的方案：所述电源模块还通过切换开关TK1连接外 接电池E_外。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用小型化、便携式设计，集测试工作所需的可充电电池、LED型 照明灯、拉合开关等器件于一体，各器件之间采用永久性焊接，有组合就地 式、分离远方式两种测试装置，适用各种场合，确保工作人员即取即用、无 需现场组装，且功能完善，彻底解决了使用传统分离元器件存在的携带不便、 易损、回路连接繁琐、拆除整理费时等问题，大幅度的提高了工作效率；

(2)采用内置可充电电池、中继继电器输出、电磁式指针表监视组合， 消除人为随意性测试模式造成的指针抖动等测试误判现象；

(3)完善的回路通断指示、电池容量显示、过电压保护等电路，可有效 防止操作回路不通、电池容量不足给现场测试工作带来的被动，在使用安全 上解决了被试设备反送电造成的人员触电现象；

(4)本发明的技术及方法，来源于现场实际问题的研究分析及多次实践， 是经过多次设计、改造、现场应用，最终形成了结构合理、安全高效、操作 直观，可完全解决了传统极性测试方式，能大幅度的提高现场极性试验工作 效率，具备一定的推广应用价值和现场应用价值。

附图说明

图1为本发明的基本原理图。

图2为本发明的外形结构图。

图3为本发明的电路原理方框图。

图4为本发明的电路原理图。

图5为220kV单间隔单相二次回路整组极性测试示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种用于继电保护二次回路整组极性 测试装置，包括用于产生稳定可靠的短时通断突变量电压的信号发生模块和 监视模块，信号发生模块包括电源模块和信号输出模块。

电源模块包括内置可充电电池E_内、电池容量显示电路和电源指示电路， 内置可充电电池E_内通过插接头外接适配器进行充电；电池容量显示电路由多 个电容和电阻间隔串接组成，且电容两端并联有二极管，提醒预知显示是否 补充电能，以满足单一或整组设备互感器二次回路极性测试工作；电源指示 电路用于对电池容量进行检查，并可根据容量检查进行提前充电，防止由于 电池容量不足影响极性测试工作，电源指示电路由电阻R6串接指示灯LED6 组成，用于指示电源模块是否已接入；内置可充电电池E_内两端并联有串接的 照明灯开关TK2、照明灯LED5和电阻R5。

电源模块还通过切换开关TK1连接外接电池E_外，一方面可做内置电池损 坏后的临时应急使用，另一方面对如特殊容量的变压器本体互感器整组极性 测试，可通过外接大容量电池来增强极性测试效果。

信号输出模块包括中继继电器ZJ、拉合控制开关TK3和一级过电压保护 器BJ1、二级过电压保护器BJ2，中继继电器ZJ与拉合控制开关TK3、电阻 R8串联，且中继继电器ZJ上并联有限流电阻R7和二极管，中继继电器ZJ的 两个输出节点ZJ-1和ZJ-3并联，并串接另两个并联接点ZJ-2和ZJ-4；一级 过电压保护器BJ1和二级过电压保护器BJ2串联在中继继电器ZJ两端，采用 过电压放电管并接于输出回路中，防止由于被测试设备已充电或反电势，造 成人员瞬时触电；中继继电器ZJ两端还并联有串接的通断指示灯LED8和电 阻R10，用于监视测试拉合操作后所接被试设备一次侧回路是否正常，通过观 察LED8指示灯工作情况处理问题，提高测试成功现象。

信号输出模块采用中继继电器ZJ用于消除人为拉合控制开关TK3接触点 的通、断(即速度、时间等)不同步的因素，在测试拉合控制回路中串接一 中继继电器ZJ，与限流电阻R8配合，利用中继继电器ZJ的启动后只需小的 电压就可保持的特性，故在测试拉合接触的瞬间，就可实现中继继电器ZJ的 同步动作；中继继电器ZJ的两个并联的输出节点ZJ-1和ZJ-3以增加回路接 通的容量，在串接另两个并联接点ZJ-2和ZJ-4，以缩短回路断电弧的时间， 防止了表针抖动现象，进一步提高回路通断的可靠性。

考虑到特殊情况大容量设备极性测试，在信号输出模块设置有由压板BLP 与强源支路按钮TA组成的回路强源支路，其接点串并联及断电弧与上述继电 器接点组合原理相同；在遇有大容量电感设备时，可先按照以上所述继电器 常规源支路进行测试，若监视模块mv表指针无摆动或幅度很小，可投入BLP 压板，按动操作强源支路按钮TA进行极性测试，其原理在于该强源支路跨过 了常规源支路输出模块内的限流电阻，增强了极性测试装置的功能适用范围。

极性测试装置有采用组合就地式和分离远方式两种方式，视现场被试一 次设备与二次设备之间距离而定，采用组合就地式方式，监视模块和输出模 块为一体化装置，要求现场被试一次设备与二次设备之间位置不应间隔太远 (10m以内)；采用分离远方式方式，监视模块和输出模块分离为两个独立模 块，对被试一次设备与二次设备之间距离没有要求。

监视模块包括指针式毫伏表、量程切换开关QK和三级过电压保护器BJ3， 指针式毫伏表与三级过电压保护器BJ3并联连接，量程切换开关QK通过多个 并联的电阻与指针式毫伏表连接；相比于数字式表，电磁式指针毫伏表更便 于测试人员观察动态指针偏转方向来确定极性，捕捉动态信息直观，同步性 强；通过切换开关QK，接通不同量程的回路，可提高观察指针偏转的灵敏度， 防止强源或选择量程不当打坏指针。在监视模块的输入测试端设置有一级过 压保护，防止人员触电风险。

如图5所示，用本发明装置的输出模块连接于室外被试一次设备的一次 侧(输入端)，监视模块接于室内二次设备电缆引入终端，与室外设备一一对 应分别逐个的验证其接线极性的正确性。

通过单间隔单相二次回路整组极性测试来验证该设备的施工安装、接线 组别、相序、引接极性方向等多个环节的接线是否正确。上述回路接线组别、 极性等隐藏的接线错误较难发现，多是送电带上负荷出问题后才显出，再通 过仪器测量分析判断查找出接线错误出在哪个环节，甚至出了事故才暴露出 问题，专业上称其为隐动性事故隐患，用本发明的装置能较直观地查出施工 接线存在的错误，有益于避免上述问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。