CN212459823U - 一种非接触式暂态过电压波形的测量平台 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，包括：加压装置、模拟架空导线、导线绝缘支架、非接触式暂态电压传感装置和波形显示装置；所述加压装置通过连接装置与所述模拟架空导线的一端连接，两个所述导线绝缘支架位于所述模拟架空导线两端，且所述模拟架空导线设置在两个所述导线绝缘支架上，所述模拟架空导线的正下方设有所述非接触式暂态电压传感装置，所述非接触式暂态电压传感装置与所述波形显示装置连接。针对目前缺乏有效的外部过电压模拟平台，可以对暂态过电压波形进行非接触性的准确测量，本申请提供了一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，为现场实际运行情况下监测工频电压信号与暂态过电压信号提供基础。
Description
技术领域
本申请涉及气体绝缘输电设备暂态过电压测量技术领域，尤其涉及一种非接触式暂态过电压波形的测量平台。
背景技术
SF6气体绝缘输电设备，包括GIL和GIS等大型SF6气体绝缘输电设备具有传输容量大、损耗小、占地少、可靠性高、适用于恶劣环境的特点，在我国超、特高压建设的今天得到了广泛应用。SF6气体绝缘输电设备内部发生放电故障时将出现快速暂态过程，由于电压快速跌落产生的电压行波在输电设备内传播，形成陡前沿行波，最终传输至套管引出线处。这种快速暂态过程形成的电压行波具有幅值高(最高2.0p.u.)、波前时间短(数ns)的特性，引发绝缘放电，对电力控制和监测等***产生干扰，因此对快速暂态过程产生的电压行波进行监测对保护电网安全、保证设备运行安全以及未来电力设备绝缘设计具有重要意义。
目前，关于快速暂态过程的电压行波检测主要用暂态过电压传感器进行监测，这种传感器一般需要安装在气体输电设备内部，往往需要对输电设备进行断电和改造，断电操作影响电网经济运行，设备改造威胁电网安全。使用外部暂态过电压传感器对电压行波进行监测，不需要电力设备停电以及改造工作。然而，现场实际应用时，暂态电压行波可通过输电线路传输至套管处，从而利用套管出线处传输线上的电压行波信号，来获取暂态电压波形。
因此亟需开发一种有效测量输电设备外部暂态过电压的平台。
实用新型内容
本申请针对目前现场进行试验时需要进行停电、更换设备等操作复杂、经济性差等问题，缺乏外部过电压模拟平台的现状，提供一种非接触式暂态过电压波形的测量平台。
本申请提供了一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，包括：加压装置、模拟架空导线、导线绝缘支架、非接触式暂态电压传感装置和波形显示装置；
所述加压装置通过连接装置与所述模拟架空导线的一端连接，所述模拟架空导线的两端分别固定在一个所述导线绝缘支架上，所述模拟架空导线的正下方设有所述非接触式暂态电压传感装置，所述非接触式暂态电压传感装置与所述波形显示装置连接。
进一步地，所述非接触式暂态电压传感装置包括依次连接的感应极板和传感器低压臂电容盒，其中所述感应极板与所述模拟架空导线构成电容分压结构中的高压臂电容，所述传感器低压臂电容盒构成电容分压结构中的低压臂电容；所述感应极板下面设有绝缘支架；所述传感器低压臂电容盒的输出端与所述波形显示装置连接。
进一步地，在所述感应极板背面中心位置处设有一个螺纹通孔，用以安装连接器，所述连接器的外壳与感应极板导杆之间通过绝缘垫片进行隔离。
进一步地，所述传感器低压臂电容盒通过贴片电容方式设置于铝制屏蔽盒内。
进一步地，所述加压装置包括工频试验变压器，所述工频试验变压器通过所述连接装置与所述模拟架空导线进行连接。
进一步地，所述加压装置包括工频试验变压器和工频试验变压器控制器，所述工频试验变压器控制器和所述工频试验变压器通过射频传输线进行连接，所述工频试验变压器通过所述连接装置与所述模拟架空导线进行连接。
进一步地，所述加压装置包括高压纳秒脉冲发生器、shv-bnc接头和高压纳秒脉冲发生器底板，所述高压纳秒脉冲发生器和所述shv-bnc接头设置于所述高压纳秒脉冲发生器底板上，所述高压纳秒脉冲发生器依次通过所述shv-bnc接头和所述连接装置与所述模拟架空导线进行连接。
进一步地，所述导线绝缘支架包括绝缘支架杆、绝缘支架架杆、绝缘支架支撑以及升降装置；所述绝缘支架架杆滑动设置在所述绝缘支架杆上，所述模拟架空导线设置在所述绝缘支架架杆上，所述绝缘支架杆下端设有所述绝缘支架支撑，在所述绝缘支架杆上还设有所述升降装置，所述绝缘支架架杆在所述绝缘支架杆的位置可通过所述升降装置调节。
本申请提供了一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，包括：加压装置、模拟架空导线、导线绝缘支架、非接触式暂态电压传感装置和波形显示装置。使用时，加压装置通过对模拟架空导线施加电压，模拟架空导线上可以产生电压，利用非接触式暂态电压传感装置采集发生的电压，并利用波形显示装置显示模拟架空导线上的电压波形。本申请可解决目前缺乏有效的外部过电压模拟平台，电压波形测量不准确的问题，为现场实际运行情况下监测工频电压信号与暂态过电压信号提供基础。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种非接触式暂态过电压波形的测量平台的结构示意图；
图2为本申请一种非接触式暂态过电压波形的测量平台的一个电路连接图；
图3为本申请一种非接触式暂态过电压波形的测量平台的另一个一个电路连接图；
图4为本申请非接触式暂态电压传感装置的结构示意图；
图5为本申请的绝缘支架结构示意图；
其中，1-加压装置；2-连接装置；3-模拟架空导线；4-导线绝缘支架；41-绝缘支架杆；42-绝缘支架架杆；43-升降装置；44-绝缘支架支撑；5-非接触式暂态电压传感装置；51-感应极板；52-传感器低压臂电容盒；6-波形显示装置；7-绝缘支架；8-工频试验变压器；9-工频试验变压器控制器；10-高压纳秒脉冲发生器；11-shv-bnc接头；12-高压纳秒脉冲发生器底板；13-感应极板导杆；14-绝缘垫片。
具体实施方式
参见图1，为本申请一种非接触式暂态过电压波形的测量平台的结构示意图。
由图1所示，本申请提供的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，包括：加压装置1、模拟架空导线3、导线绝缘支架4、非接触式暂态电压传感装置5和波形显示装置6；优选地，模拟架空导线3与实际现场运行使用的架空导线并无本质区别，均为钢芯铝绞线，导线半径为3.5mm。
所述加压装置1通过连接装置2与所述模拟架空导线3的一端连接，所述模拟架空导线3的两端分别固定在一个所述导线绝缘支架4上，所述模拟架空导线3的正下方设有所述非接触式暂态电压传感装置5，所述非接触式暂态电压传感装置5与所述波形显示装置6连接。使用时，加压装置1通过导线与连接装置2进行连接，连接装置2直接与模拟架空导线3进行连接，由此实现加载电压到模拟架空导线3上，外部非接触式暂态电压传感装置5对电压波形进行采集，波形显示装置6对波形进行显示。
所述加压装置1用于向所述模拟架空导线3施加测量电压；所述模拟架空导线3一端设置连接装置2，用于与加压装置1进行可靠安全连接，以免发生放电，造成危险事故；所述导线绝缘支架4用于放置所述模拟架空导线3，防止试验过程中模拟架空导线3不稳定造成对地击穿，危及试验人员及实验设备安全；所述非接触式暂态电压传感装置5放置在所述模拟架空导线3的正下方，用于测量所述模拟架空导线3上的电压波形，所述模拟架空导线3与所述非接触式暂态电压传感装置5之间的绝缘介质为空气；所述波形显示装置6用于显示电压波形。
为了满足测量过电压的需求，非接触式暂态电压传感装置5不仅可以测量暂态过电压波形，也可以测量电力***正常运行时刻的工频电压波形。
进一步地，如图4所示，所述非接触式暂态电压传感装置5包括依次连接的感应极板51和传感器低压臂电容盒52，其中所述感应极板51与所述模拟架空导线3构成电容分压结构中的高压臂电容，所述传感器低压臂电容盒52构成电容分压结构中的低压臂电容；
所述感应极板51下面设有绝缘支架7；
所述传感器低压臂电容盒52的输出端与所述波形显示装置6连接。
优选地，感应极板51材料为铝合金板，其形状及尺寸根据实际需求制定，例如可以设为圆形，半径为40mm，厚度为8mm。感应极板51装设在绝缘支架7上，绝缘支架7的材料为塑料；感应极板51与模拟架空导线3之间构成一个空间杂散电容，此为高压臂电容。
测量工频电压是由于应用于超高压***，需承受正常运行时的工频电压，以及故障放电时的高幅值暂态电压，因此，传感器设计应具有较高的分压比，具有较好的绝缘性能，能够把暂态电压信号转换成低电压，以便进行采集和记录。由于暂态电压传感器的设计目标是尽可能准确地获得由电弧故障点传至传感器处的暂态过电压波形，因此，传感器既要有测量较低频信号，又有好的高频响应以准确测量暂态过电压波形。
进一步地，在所述感应极板51背面中心位置处设有一个螺纹通孔，用以安装连接器，所述连接器的外壳与感应极板导杆13之间通过绝缘垫片14进行隔离。优选地，连接器为N系列射频同轴连接器N头，绝缘垫片材料及尺寸根据实际需求制定，其材料为塑料，厚度为10mm，传感器低压臂电容盒52通过连接器N头与感应极板51进行连接。
进一步地，所述传感器低压臂电容盒52通过贴片电容方式设置于铝制屏蔽盒内。传感器低压臂电容盒52与高压臂杂散电容构成电容分压。
进一步地，所述加压装置1包括工频试验变压器8，所述工频试验变压器8通过所述连接装置2与所述模拟架空导线3进行连接。
本申请中，加压装置1包括工频试验变压器8，如图1所示，工频试验变压器8经过连接装置2与模拟架空导线3连接，向模拟架空导线3施加工频交流电压。工频试验变压器主要用于检验各种绝缘材料、绝缘结构和电工产品等耐受工频电压的绝缘水平，也作为变压器、互感器、避雷器等试品的无局部放电工频试验电源。在本申请中，所述工频试验变压器可以为非接触式暂态过电压波形的测量平台提供各种工频电压进行测量，如可以提供采用额定频率的电力***的发电、输电、变电与配电设备以及工业与民用电气设备的电压，从而实现对额定工频下的不同电压波形的采集和显示，以满足试验需要。
进一步地，所述加压装置1包括工频试验变压器8和工频试验变压器控制器9，所述工频试验变压器控制器9和所述工频试验变压器8通过射频传输线进行连接，所述工频试验变压器8通过所述连接装置2与所述模拟架空导线3进行连接。
本申请中，加压装置1还可以包括工频试验变压器8和工频试验变压器控制器9，如图2所示，工频试验变压器8与工频试验变压器控制器9通过射频传输线进行连接，实现信号的控制。利用工频试验变压器控制器9可以通过按键对工频试验变压器8的变压操作进行控制，还可以对电压、电流、时间、状态信息及提示信息等数据信息进行显示，及对各种情况有不同的报警提示，操作***智能化并且提高了变压操作的可靠性和安全性。
进一步地，所述加压装置1包括高压纳秒脉冲发生器10、shv-bnc接头11和高压纳秒脉冲发生器底板12，所述高压纳秒脉冲发生器10和所述shv-bnc接头11设置于所述高压纳秒脉冲发生器底板12上，所述高压纳秒脉冲发生器10依次通过所述shv-bnc接头11和所述连接装置2与所述模拟架空导线3进行连接。
本申请中，加压装置1还可以包括高压纳秒脉冲发生器10、shv-bnc接头11和高压纳秒脉冲发生器底板12，如图3所示，高压纳秒脉冲发生器10发出1～5kV电压，上升时间5ns的纳秒脉冲信号，通过shv-bnc接头11向模拟架空导线3输出脉冲信号。高压脉冲发生器广泛用于电表、家用电器、低压电器、机电等相关行业进行绝缘性能试验。本申请中，可以向模拟架空导线3施加冲击性脉冲电压，为非接触式暂态过电压波形的测量平台提供不同于所述工频试验变压器8的另一种形式的电压，以满足试验需要。
加压装置1可以进行工频试验变压器8与高压纳秒脉冲发生器10的更换，具体使用时，可以根据测量的需求，选择不同形式的测量电压接入，通过改变加压方式，测量不同形式的电压信号。
进一步地，如图5所示，所述导线绝缘支架4包括绝缘支架杆41、绝缘支架架杆42、绝缘支架支撑44以及升降装置43；所述绝缘支架架杆42滑动设置在所述绝缘支架杆41上，所述模拟架空导线3设置在所述绝缘支架架杆42上，所述绝缘支架杆41下端设有所述绝缘支架支撑44，在所述绝缘支架杆41上还设有所述升降装置43，所述绝缘支架架杆42在所述绝缘支架杆41的位置可通过所述升降装置43调节。使用时，将模拟架空导线3放置于绝缘支架架杆42上，保持导线稳定可靠，不发生移动；固定好绝缘支架支撑44以防止使用过程中绝缘支架发生移动，发生危险事故；调节升降装置43，改变分压比，使得电压波形显示最为清晰合理，升降装置43可调节感应极板51与架空导线3之间的距离，根据试验要求，可调节高度为0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m、4.5m和5.0m，用以模拟不同分压比情况。
本申请提供的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，包括：加压装置、模拟架空导线、导线绝缘支架、非接触式暂态电压传感装置和波形显示装置，使用时，加压装置通过导线与连接装置进行连接，连接装置直接与模拟架空导线进行连接，由此实现加载电压到模拟架空导线上，外部非接触式暂态电压传感装置对电压波形进行采集，波形显示装置对波形进行显示。采用本申请的非接触式暂态过电压波形的测量平台测量架空导线上的电压波形，可解决目前缺乏有效的外部过电压模拟平台，电压波形测量不准确的问题，为现场实际运行情况下监测工频电压信号与暂态过电压信号提供基础。
以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，包括：加压装置(1)、模拟架空导线(3)、导线绝缘支架(4)、非接触式暂态电压传感装置(5)和波形显示装置(6)；
所述加压装置(1)通过连接装置(2)与所述模拟架空导线(3)的一端连接，所述模拟架空导线(3)的两端分别固定在一个所述导线绝缘支架(4)上，所述模拟架空导线(3)的正下方设有所述非接触式暂态电压传感装置(5)，所述非接触式暂态电压传感装置(5)与所述波形显示装置(6)连接。
2.如权利要求1所述的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，所述非接触式暂态电压传感装置(5)包括依次连接的感应极板(51)和传感器低压臂电容盒(52)，其中所述感应极板(51)与所述模拟架空导线(3)构成电容分压结构中的高压臂电容，所述传感器低压臂电容盒(52)构成电容分压结构中的低压臂电容；
所述感应极板(51)下面设有绝缘支架(7)；
所述传感器低压臂电容盒(52)的输出端与所述波形显示装置(6)连接。
3.如权利要求2所述一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，在所述感应极板(51)背面中心位置处设有一个螺纹通孔，用以安装连接器，所述连接器的外壳与感应极板导杆(13)之间通过绝缘垫片(14)进行隔离。
4.如权利要求2所述的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，所述传感器低压臂电容盒(52)通过贴片电容方式设置于铝制屏蔽盒内。
5.如权利要求1所述的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，所述加压装置(1)包括工频试验变压器(8)，所述工频试验变压器(8)通过所述连接装置(2)与所述模拟架空导线(3)进行连接。
6.如权利要求1所述的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，所述加压装置(1)包括工频试验变压器(8)和工频试验变压器控制器(9)，所述工频试验变压器控制器(9)和所述工频试验变压器(8)通过射频传输线进行连接，所述工频试验变压器(8)通过所述连接装置(2)与所述模拟架空导线(3)进行连接。
7.如权利要求1所述的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，所述加压装置(1)包括高压纳秒脉冲发生器(10)、shv-bnc接头(11)和高压纳秒脉冲发生器底板(12)，所述高压纳秒脉冲发生器(10)和所述shv-bnc接头(11)设置于所述高压纳秒脉冲发生器底板(12)上，所述高压纳秒脉冲发生器(10)依次通过所述shv-bnc接头(11)和所述连接装置(2)与所述模拟架空导线(3)进行连接。
8.如权利要求1所述的一种非接触式暂态过电压波形的测量平台，其特征在于，所述导线绝缘支架(4)包括绝缘支架杆(41)、绝缘支架架杆(42)、绝缘支架支撑(44)以及升降装置(43)；所述绝缘支架架杆(42)滑动设置在所述绝缘支架杆(41)上，所述模拟架空导线(3)设置在所述绝缘支架架杆(42)上，所述绝缘支架杆(41)下端设有所述绝缘支架支撑(44)，在所述绝缘支架杆(41)上还设有所述升降装置(43)，所述绝缘支架架杆(42)在所述绝缘支架杆(41)的位置可通过所述升降装置(43)调节。
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| CN202020688184.6U CN212459823U (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种非接触式暂态过电压波形的测量平台 |
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| CN212459823U true CN212459823U (zh) | 2021-02-02 |
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|---|---|---|---|---|
| CN113960355A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-21 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于非接触式传感器的宽频电压监测装置 |
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2020
- 2020-04-29 CN CN202020688184.6U patent/CN212459823U/zh active Active
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| CN113960355B (zh) * | 2021-10-21 | 2024-05-17 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于非接触式传感器的宽频电压监测装置 |
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