一種電子式電流互感器一次部件振動試驗裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統自動化技術領域的電子式電流互感器性能測試技術，具體為 一種電子式電流互感器一次部件振動試驗裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 電子式電流互感器在電力系統中是用于電流測量的關鍵設備。在實際應用中，電 子式電流互感器的一次部件通常直接集成在智能隔離斷路器中，由于這類設備在開合的時 候會產生很大的振動，為了驗證電流互感器在該振動下能否正常工作，輸出范圍是否滿足 標準或國網測試方案的要求，需要測試電流互感器一次部件機械耦聯時外部振動對電流互 感器輸出的影響。同時，電力系統短路引發的短時大電流產生的電磁力會造成母線振動，因 而也需要測試短時電流條件下振動對電流互感器輸出的影響。
[0003] 與傳統的電流互感器相比，電子式電流互感器由于組成元件多、結構較復雜，在受 到振動影響時其內部元器件會發生形變或相對位移，從而導致測量精度變化，嚴重時甚至 出現輸出異常，因此需要提高電子式電流互感器的抗振動性能。而目前的測試方法在測量 振動對電子式電流互感器輸出信號影響時主要還是通過研究斷路器振動的特征，模擬斷路 器的振動來進行測試，無法通過直接的試驗來對其進行考核，也無法定量的測量斷路器、電 子式電流互感器振動的強度，因而無法建立起振動強度與斷路器、電子式電流互感器輸出 信號的模型，不利于對電子式電流互感器的抗振動性能進行深入研究。
[0004] 針對電子式電流互感器一次部件與全封閉組合電器(GIS)、中壓開關、斷路器等一 次設備振動試驗的情況，現有技術中提出了一種通過振動發生器模擬斷路器等開合產生的 振動，該方法的缺點是測試方法與設備實際使用不符，該方法是通過振動發生器去模擬實 際斷路器在開斷過程中產生的振動，實際使用時電子式電流互感器是與斷路器等一次設備 集成在一起，而不是連接到模擬振動發生器。另外，振動發生器的輸出是否與斷路器等的開 合頻率和幅值是否相同也未進行驗證說明；現有技術中還提出了一種采用5V電源對斷路器 進行供電，通過電阻分壓的方式，通過檢測斷路器開合瞬間的電壓波形來判斷時刻，該方法 能夠很好的判斷開合時刻，但是無法準確的測量出開合時刻的傳導到被測電子式電流互感 器一次部件的振動波形及振動強度。電子式電流互感器的一次振動試驗主要包括短時電流 期間的一次振動試驗和一次部件與斷路器機械耦聯時的振動試驗，該裝置只能對一次部件 與斷路器機械耦聯時的振動試驗進行測試，不能進行短時電流期間的一次振動試驗。該裝 置在進行短時電流期間的一次振動試驗也只能通過模擬電子式電流互感器在智能變電站 中遇到的振動，來測試電子式電流互感器的可靠性，因此該裝置具有一定的局限性。
[0005] 針對短時電流期間的一次振動對電子式電流互感器測試輸出的影響，現有技術給 出了一種通過空心線圈測量電流的方法間接測量振動，由于短時電流期間一次振動較大， 空心線圈本身也會受到振動的影響，測量輸出結果會存在較大誤差，并且由于振動導致通 過線圈的磁通變化較大，從而導致測試結果的一致性較差。另外該方法也無法直接測試振 動強度的大小。該裝置只能對短時電流期間的一次振動試驗進行測試，卻無法測試一次部 件與斷路器機械耦聯時的振動試驗，具有一定的局限性。
[0006] 電子式電流互感器一次部件與斷路器機械耦聯時的振動試驗和短時電流期間的 一次振動試驗主要是考核電子式電流互感器在各種振動條件下的穩定性能，因而根據直接 法測試是最準確的方法，因而各種模擬一次振動的方法不能完全、真實的反應實際耦聯振 動及短時電流時的真實振動情況。目前的模擬測試方法是兩種振動試驗需要搭建不同的測 試平臺，如果能將兩種試驗在一個平臺實現，不僅能夠節省測試設備費用，還能加快測試進 度，更快更好的進行測試。
[0007] 短時電流期間的一次振動試驗是要求在對智能隔離斷路器與回路進行剛性連接， 一次輸入電流為30kA_60kA，試驗持續3秒后分閘的條件下對電子式電流互感器進行測試； 而斷路器機械耦聯時的振動試驗是要求斷路器通過軟導體進行連接，在無電流的條件下進 行重合閘操作，所以沒有電流的條件下很難測試到斷路器真實的分閘時刻，因而將兩個差 異巨大的試驗做在一套裝置中并使用同一種測試方法是比較困難的。與此同時，目前的電 子式電流互感器一次部件與斷路器機械耦聯時的振動試驗和短時電流期間的一次振動試 驗的檢測設備均是定性測試振動對其輸出的影響，無法定量的測量施加在電子式電流互感 器一次部件上的振動波形和強度，不利于深入研究電子式電流互感器的抗振動性能。

【發明內容】

[0008] 針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種電子式電流互感器一次部件振動試 驗裝置及方法，能夠直接測量一次部件上的振動波形和強度，并且實現一個測試平臺對試 驗條件相反兩個試驗的測試。
[0009] 本發明是通過以下技術方案來實現：
[0010] 一種電子式電流互感器一次部件振動試驗方法，包括如下步驟，
[0011] 步驟1，將振動傳感器固定在被測的電子式電流互感器上，采集集成在智能斷路器 中的電子式電流互感器的振動信號，并將振動信號轉換為電流信號輸出；
[0012] 步驟2,將振動傳感器輸出的電流信號轉化為數字電壓信號；
[0013] 步驟3,在振動傳感器采集振動信號的同時，實時的采集電子式電流互感器的輸出 信號；
[0014] 步驟4,根據數字電壓信號中對應振動峰值的時刻得到智能斷路器的分閘時刻，并 在電子式電流互感器的輸出信號中得到分閘時刻后5ms_25ms內的電子式電流互感器一次 輸出電流的波形，計算得到分閘時刻后5m S-25ms內電子式電流互感器一次輸出電流的方均 根值，與被測電子式電流互感器的試驗要求進行比較判斷是否通過試驗。
[0015] 優選的，在步驟1之前還包括設置被測電子式電流互感器通信協議和額定一次電 流值的步驟;在步驟4中如果計算得到分閘時刻后5m S-25ms內電子式電流互感器一次輸出 電流的方均根值沒有超過一次額定電流的3%時，則試驗通過;否則不通過。
[0016] 優選的，在進行短時電流期間的一次振動試驗時，步驟4中是根據數字電壓信號中 對應振動峰值的時刻得到智能斷路器的第一次分閘時刻。
[0017] 進一步，短時電流期間的一次振動試驗是在被測的智能隔離斷路器進行短時電流 試驗時，同時對電子式電流互感器的短時電流期間的一次振動進行考核;所述的被測智能 隔離斷路器與母線進行剛性連接。
[0018] 優選的，在進行一次部件與斷路器機械耦聯時的振動試驗時，步驟4中是根據數字 電壓信號中對應振動峰值的時刻得到智能斷路器的重合閘中的第二次分閘時刻。
[0019] 進一步，被測智能隔離斷路器與母線通過軟導體連接。
[0020] 一種電子式電流互感器一次部件振動試驗裝置，包括振動傳感器、遠端采集模塊、 合并單元、主測試模塊和上位機;所述的振動傳感器固定在被測的電子式電流互感器上，被 測的電子式電流互感器集成在被測的智能隔離斷路器內；振動傳感器用于采集被測的智能 隔離斷路器和被測電子式電流互感器的振動信號，并將振動信號轉變為振動電流信號;所 述的遠端采集模塊的輸入端連接振動傳感器的振動電流信號輸出端，輸出端通過光纖連接 主測試模塊輸入端;遠端采集模塊用于將接收的振動電流信號轉換為數字電壓信號;所述 的合并單元的輸入端通過光纖連接被測的電子式電流互感器的輸出端，輸出端連接到主測 試模塊輸入端;合并單元用于實時采集被測的電子式電流互感器的輸出信號;所述的主測 試模塊用于將被測的電子式電流互感器的實時輸出信號和數字電壓信號按時間進行合成 處理實時上傳到上位機;所述的上位機用于接收并記錄主測試模塊的信號輸出，并根據數 字電壓信號來確定振動強度和分閘時刻，并完成波形繪制，然后根據智能斷路器最后一次 分閘時刻5ms后統計出20ms時間內電子式電流互感器一次輸出電流的方均根值，根據試驗 要求判斷是否通過試驗。
[0021] 優選的，振動傳感器采用一體化振動變送器，信號輸出范圍為4-20mA的電流;遠端 采集模塊通過〇.5kQ的電阻將振動電流信