基于千安级冲击电流的回路电阻测量系统

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1、第35卷第1期电力自动化设备Ｖｏｌ．35Ｎｏ．1２０15年1月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔJan.２０15基于千安级冲击电流的回路电阻测量系统周蠡1121111，鲁铁成，罗容波，张博，万家伟，余光凯，胡泰山（1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2．广东供电公司佛山供电局有限公司，广东佛山528000）摘要：精确测量气体绝缘组合电器（GIS）触头的回路电阻，有利于降低GIS故障的发生概率，因此提出了一种基于千安级冲击电流的回路电阻测量系统。该系统的硬件主要由工控机、充电模块、主放电回路、电压隔离传感器以及数字信号处理模块构

2、成，给出了系统的软件流程图。某500kV变电站内GIS设备的现场试验表明，该系统能够在现场产生千安级的冲击电流，与常规直流回路电阻测试仪相比，其灵敏度和测量精度更高。关键词：千安级冲击电流；超级电容器；GIS；导电连接件；测量；回路电阻中图分类号：TM93文献标识码：ADOI：10.16081／j.issn.1006－6047.2015.01.0250引言1回路电阻测量原理气体绝缘组合电器（GIS）由于具有体积小、占本文构建的基于超级电容器的测量回路，如图1地面积少和维护方便等优点，在电力系统中得到了所示。图中，C为超级电容器的电容，C=165F；r为广泛应用。但每年

3、因GIS故障而导致的电网事故，超级电容器的内阻，r=6.3mΩ；VD0为晶闸管；R0为分给国民经济造成了严重的损失。2010年4月，佛山流器，R0=75μΩ；L1和R1分别为测量引线的电感和供电局辖区世龙站发生单相短路故障，导致GIS触电阻；L和R分别为被测GIS的电感和电阻。头烧蚀；2010年6月丹桂站母线发生三相短路，电弧基于超级电容器的导致母线烧蚀。事后调查发现，投运前采用传统回测量装置测量引线VD0ＲＬＲGIS路电阻测量方法测量的回路电阻数据合格，但是在011投运后事故仍然发生［1鄄10］。因此，精确测量GIS触头的回路电阻，将有利于降低GIS故障的发生概率，

4、对充Ｌ电压计算r电流电信号信号得到电力系统安全运行尤为重要。器C接触Ｒ目前，回路电阻测量主要难在测量电流较小导致电阻无法准确测量GIS触头的接触电阻，而提高测量电流将导致设备过重，不便于现场试验。常用的直流图1基于超级电容器的测量回路示意图Fig.1Schematicdiagramofmeasuringcircuit电流源回路电阻测量仪，虽然电流稳定、便于测量，basedonsuper鄄capacitor但只能输出100~600A的电流，要产生更大的电首先将超级电容器充电到所需电压，触发VD0导流，设备成本和重量都将大幅增加，导致其便携性通后，电容C经主放电回路放电，

5、测量回路将产生幅差，不利于现场检修试验的开展。基于电容电感组成二阶振荡电路［11］的测量方法，虽可通过采样电流值为千安级的冲击电流；将测量得到的分流器两端的压降转换为电流信号、GIS触头两端的压降作为电压峰值附近的信号消除电感对测量结果造成的影响，信号，可计算得到接触电阻的大小。图2为充电电压但是其产生的电流峰值也仅为100A，而且持续时间较短，对消除触头的表面膜不利。工频交流电流为10V时放电电流幅值和被测元件的端电压幅值。源进行接触电阻的测量时，感应电压会影响测量的1200Ｖ准确性。采用电解电容作为电源时，需要大量的电／mIU600，容串并联才能输出大电流，仍不能

6、解决体积和重量／AUI的问题。00.20.40.60.81.0上述测量方法都有一定的局限性，因此本文提出t／s采用基于超级电容器的冲击电流源，对接触电阻进行图2充电电压为10V时放电电流及被测元件测量。超级电容器具有特大电容量、内阻小、充放电端电压波形Fig.2Waveformsofdischargingcurrentand速率高、安全系数高和长期使用免维护等优良特性，能terminalvoltagewhenchargingvoltageis10V够满足现场产生千安级电流的要求且方便携带［12鄄18］。被测元件的压降u（t）与回路作用电流i（t）的关收稿日期：201４

7、-06-30；修回日期：2014－１2－19系为：电力自动化设备第35卷u（t）＝Ｒ（i，t）i（t）+Ldi（t）／dt（1）电容器内阻和充电电压一定时，电容量越大，放电电其中，Ｒ和L分别为某一时刻被测元件的电阻和电感。流的峰值就越大；当超级电容器电容量和充电电压图1所示的测量回路中，回路电感主要是被测对一定时，内阻越小，放电电流的峰值就越大；当超级象的连线电感，测量的前几毫秒，测量端的电压接近电容器电容量和内阻一定时，充电电压越大，放电电电容器的充电电压，此时电感的压降远大于接触电阻流的峰值就越大。因此，选取超级电容器的原则是的压降；而当