專利名稱:非線性電阻器功耗儀的制作方法
本實用新型屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域：
，是關(guān)于交、直流系統(tǒng)過電壓限制器用非線性電阻器的功率損耗測量裝置方面的實用新型。
無間隙避雷器(即一種過電壓限制器)運行時有一持續(xù)電流流過非線性電阻器，使非線性電阻器逐漸劣化乃至損壞，故在制造此種避雷器時需要測定其壽命。關(guān)于此壽命的測定裝置國外已有報導(dǎo)，參見日本特許申請公開昭55－150206《非線性電阻器元件的老化測定裝置》，但沒有較詳細(xì)的細(xì)節(jié)。
本實用新型的目的是為了提供一種測量裝置，測定非線性電阻器在一持續(xù)電壓作用下的功率損耗隨時間的變化以判斷該電阻器是否老化，可應(yīng)用于無間隙避雷器，特別是氧化鋅避雷器非線性電阻器的型式試驗或預(yù)防性試驗。
圖1為此功耗儀的結(jié)構(gòu)方框圖以及測量回路，圖2為此功耗儀電氣接線圖的一個實例。
此功耗儀的測量讀數(shù)是基于施加在非線性電阻器(1)上的電壓u和流過該電阻器(1)的電流i的乘積的積分算得的。此功耗儀(2)由電壓輸入級(3)、電流輸入級(4)、模擬量相乘級(5)、積分電路(6)和輸出顯示器(7)構(gòu)成。
電壓輸入級(3)是由互相串聯(lián)的電阻R1和R2組成的分壓器以及由運算放大器A1與電阻R4、R5組成的放大器構(gòu)成。通過此電壓輸入級(3)可將施加在非線性電阻器上的電壓信號u變換至適合于模擬量相乘級(5)要求輸入的電壓k1u，此常數(shù)值k1即為模擬量相乘級(5)要求的輸入電壓k1u對施加在非線性電阻器上的輸入電壓u之比值。當(dāng)k1≥1時，圖2中由電阻R1和R2相串聯(lián)構(gòu)成的分壓器可以省略，而當(dāng)k1＝1且當(dāng)電壓u的信號源內(nèi)阻遠(yuǎn)小于模擬量相乘級(5)的輸入阻抗時，基于運算放大器A1和電阻R4、R5的放大器可以省略。
電流輸入級(4)由采樣電阻R3以及運算放大器A2與電阻R6、R7組成的放大器構(gòu)成。通過此電流輸入級(4)可將流過非線性電阻器上的電流即被測電流i在R3上的電壓降變換至適合于模擬量相乘級(5)輸入的電壓k2iR3。當(dāng)此被測電流i遠(yuǎn)大于模擬量相乘級(5)漏電電流時，基于運算放大器A2和電阻R6、R7組成的放大器可以省略。
模擬量相乘級(5)由模擬乘法器M、運算放大器A3以及電阻R8～R11組成的差動放大器構(gòu)成。此模擬乘法器M可以是單片的或是分立元件的模擬乘法器，且模擬乘法器可以是單端輸出的或是差動輸出的。當(dāng)采用單端輸出的模擬乘法器時，基于運算放大器A3和電阻R8～R11組成的差動放大器可以省略。模擬量相乘級(5)將變換后的電壓k1u與電壓k2iR3相乘得出功率波k1k2k3uiR3，k3為模擬量相乘級(5)的變換系數(shù)。
兼有低通濾波功能的積分電路(6)由運算放大器A4、電阻R12、R13以及電容C構(gòu)成。它可以使功率波k1k2k3uiR3中的低頻部分濾出并積分得到平均功率損耗
PP＝ (k1k2k3k4R3)/(t) ∫touidt式中t－積分電路(6)的積分時間，t＞＞T，T為功率波k1k2k3uiR3的周期。
k4－積分電路(6)的變換系數(shù)。
此功率損耗即為在非線性電阻器上的功率損耗，由輸出顯示器(7)示出。輸出顯示器可為數(shù)字式電壓表或指針式電壓表結(jié)構(gòu)。
本功耗儀用運算放大器A1～A4可以是分立元件運算放大器或是集成運算放大器。
本功耗儀的特點為a.直接測量非線性電阻器上的功率損耗比通常僅測量通過非線性電阻器上的電流的方法能更好地反映非線性電阻器上的熱穩(wěn)定狀態(tài)，從而能更好地判斷它的壽命。
b.直接測量非線性電阻器上的功率損耗比通常的僅測量通過非線性電阻器上的電流的方法精確度更高。
權(quán)利要求
1.交、直流電力系統(tǒng)過電壓限制器用非線性電阻器的壽命可根據(jù)施加在非線性電阻器(1)上的電壓u和流過該電阻器(1)的電流i的乘積的積分算得的功率損耗隨時間的變化來判斷。測量此功率損耗的非線性電阻器功耗儀(2)的特征在于它是由電壓輸入級(3)、電流輸入級(4)、模擬量相乘級(5)、積分電路(6)和輸出顯示器(7)構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求
1的功耗儀(2)其特征在于電壓輸入級(3)是由互相串聯(lián)的電阻R1和R2組成的分壓器以及由運算放大器A1與電阻R4、R5組成的放大器構(gòu)成。電流輸入級(4)由采樣電阻R3以及由運算放大器A2與電阻R6、R7組成的放大器構(gòu)成。模擬量相乘級(5)由模擬乘法器M、運算放大器A3以及電阻 R8～R11組成的差動放大器構(gòu)成。兼有低通濾波功能的積分電路(6)由運算放大器A4、電阻R12、R13以及電容C構(gòu)成。輸出顯示器(7)可為數(shù)字式電壓表或指針式電壓表結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求
1的功耗儀(2)其特征在于當(dāng)電壓輸入級(3)的輸出電壓即模擬量相乘級(5)要求的輸入電壓k1u對輸入電壓u之比值k1大于或等于1時，由電阻R1和R2相串聯(lián)構(gòu)成的分壓器可以省略；而當(dāng)此比值k1等于1且當(dāng)電壓u的信號源內(nèi)阻遠(yuǎn)小于模擬量相乘級(5)的輸入阻抗時，基于運算放大器A1和電阻R4、R5的放大器可以省略。
4.按權(quán)利要求
1的功耗儀(2)其特征在于當(dāng)被測電流1遠(yuǎn)大于模擬量相乘級(5)漏電電流時，基于運算放大器A2和電阻R6、R7組成的放大器可以省略。
5.按權(quán)利要求
1的功耗儀(2)其特征在于模擬量相乘級(5)的模擬乘法器M可以是單片的或是分立元件的模擬乘法器，且模擬乘法器可以是單端輸出的或是差動輸出的，當(dāng)采用單端輸出的模擬乘法器時，基于運算放大器A3和電阻R8～R11組成的差動放大器可以省略。
6.按權(quán)利要求
1的功耗儀(2)其特征在于運算放大器A1～A4可以是分立元件運算放大器或是集成運算放大器。
專利摘要
非線性電阻器功耗儀，用于交直流系統(tǒng)過電壓限制器用非線性電阻器的功率損耗測量，用以檢測判斷該電阻器是否劣化(可應(yīng)用于無間隙避雷器，特別是氧化鋅避雷器的非線性電阻器的型式試驗或預(yù)防性試驗)。此功耗儀由電壓輸入極(3)、電流輸入極(4)、模擬量相乘極(5)、積分電路(6)和輸出顯示極(7)構(gòu)成，其測量讀數(shù)是基于施加在非線性電阻器(1)上的電壓u和流過該電阻器(1)的電流i的乘積的積分算得的。本功耗儀比通常的用儀器測量通過非線性電阻器上的電流的方法能更好地反映非線性電阻器上的熱穩(wěn)定狀態(tài)，從而能更好地判斷它的壽命，且測量的精確度更高。
文檔編號G01R21/00GK85201770SQ85201770
公開日1986年6月4日 申請日期1985年5月3日
發(fā)明者趙京安, 趙文健 申請人:西安電瓷研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan