一種基于鉗形同軸電容的輸配電線路電壓在線測量系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一種基于錯形同軸電容的輸配電線路電壓在線測量系統(tǒng)，用于在不斷電的 情況下對輸配電系統(tǒng)中線路的電壓進行實時在線測量。
【背景技術】
[0002] 輸配電線路的實時電壓狀態(tài)反映了整條線路、設備及負荷等的運行狀況。當線路 遭受雷擊、線路故障、負荷故障或者系統(tǒng)短路時，該些異常狀況可W從線路的電壓幅值和波 形上顯示出來。因此，對輸配電線路電壓進行實時監(jiān)測十分必要。目前，盡管變電站每條線 路都配有相應的電壓互感器監(jiān)測線路中的電壓信號，但是其監(jiān)測范圍主要在變電站近距離 范圍內(nèi)，且其監(jiān)測信號主要為工頻信號，其作用是為了電能計量。而對于雷擊、系統(tǒng)故障或 短路產(chǎn)生的高頻過電壓信號，電壓互感器無法實現(xiàn)準確的監(jiān)測。
[0003] 目前對于輸配電線路電壓在線測量方面的研究比較少，輸配電線路電壓監(jiān)測傳感 器可分為非接觸式和接觸式測量兩種。非接觸式傳感器測量時無需線路停電，但是目前一 般采用禪合電場測量的方式，該種測量方式準確度不高，如專利CN102721856A提供了一種 基于禪合電場的架空輸電線路過電壓測量傳感器，可W實現(xiàn)架空輸電線路過電壓的實時測 量，然而其不足之處有W下幾點；一是分壓電容C0器采用無感電容制作，目前耐高壓的無 感電容制作困難，穩(wěn)定性較差；二是每條線路上需要安裝多個傳感器對線路進行監(jiān)測，導致 傳感器配置的浪費，且當傳感器存在問題時無法對其進行檢測，需要線路停電后才可測試 其好壞，增加了檢修的難度。專利CN101581738A提供了一種架空輸電線路過電壓傳感器， 該傳感器也采用禪合電場測量的方式，其分壓電容C0采用普通無感電容實現(xiàn)，所W也存在 上述不足。另外，該專利中的過電壓傳感器，測量時放置在架空輸電線路的下方，與線路之 間有一定的距離（1~30m)，如此大的距離，必然導致干擾信號過大，測量準確度降低。同時， 鄰相干擾對測量結(jié)果影響較大。例如，當測量A相電壓時，B、C兩相電壓的干擾對傳感器影 響過大，甚至傳感器可能無法判別出測量的結(jié)果為哪條線路的信號。
[0004] 對于接觸式測量，目前一般采用與高壓線路直接接觸的傳感器和高壓分壓器構(gòu) 成，該種方式雖然可W達到較高的精度，但是安裝和檢修時需要線路停電，給供電公司和用 戶帶來了諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對目前的輸配電線路電壓測量中存在的問題，包括接觸式測量存在的需要線路 停電等問題、非接觸式測量存在的傳感器檢修過程復雜、耐高壓電容制作困難、電容穩(wěn)定性 差、易受鄰相線路電場干擾、準確度低等問題，本發(fā)明提供了一種基于錯形同軸電容的輸配 電線路電壓在線測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)兼具目前非接觸式測量和接觸式測量的優(yōu)點，既可W在 不停電的情況下隨時對運行中的線路電壓實現(xiàn)在線測量，不會影響線路的正常運行；又可 W達到較高的準確度。同時，當需要對該系統(tǒng)進行檢修時，可隨時利用絕緣操作桿取下，無 需線路停電，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的帶電接入和帶電退出，大大簡化了操作和檢修流程。
[0006] 本發(fā)明采取的技術方案為： 一種基于錯形同軸電容的輸配電線路電壓在線測量系統(tǒng)，包括錯形同軸電容器、高壓 側(cè)采集裝置、傳輸光纖、手持式終端。錯形同軸電容器與高壓側(cè)采集裝置的金屬屏蔽盒等電 位，所述金屬屏蔽盒通過導線連接至高壓側(cè)采集裝置采集電路的信號輸入端，高壓側(cè)采集 裝置通過傳輸光纖將采集處理后的信號傳送至低壓側(cè)的手持式終端上，實現(xiàn)信號的分析處 理。
[0007] 錯形同軸電容器由兩個半環(huán)構(gòu)成，每個半環(huán)由內(nèi)環(huán)、外環(huán)和兩側(cè)的隔板構(gòu)成一個 獨立的封閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充SF6絕緣氣體，內(nèi)環(huán)、絕緣氣體、外環(huán)構(gòu)成了一個氣體電容器。
[0008] 所述高壓側(cè)采集裝置的外殼為金屬屏蔽盒，固定在錯形同軸電容器的外環(huán)上，并 與外環(huán)等電位，高壓側(cè)采集裝置中的采集電路全部處于金屬屏蔽盒中 當錯形同軸電容器兩個半環(huán)閉合時，構(gòu)成了一個圓柱體電容器，與高壓側(cè)采集裝置中 的分壓電容C0構(gòu)成電容分壓器，實現(xiàn)一次導線電壓的分壓和測量。
[0009] 錯形同軸電容器的內(nèi)環(huán)、外環(huán)均采用侶合金材料制作而成，隔板采用環(huán)氧樹脂絕 緣材料制作而成。 錯形同軸電容器為開口式結(jié)構(gòu)。
[0010] 傳輸光纖包含兩根光纖：上行光纖、下行光纖，上行光纖用于傳輸手持式終端4的 控制信號，下行光纖用于傳輸數(shù)據(jù)。
[0011] 手持式終端用于對數(shù)據(jù)進行分析處理、波形顯示和數(shù)據(jù)保存。
[0012] 本發(fā)明一種基于錯形同軸電容的輸配電線路電壓在線測量系統(tǒng)，技術效果如下： 1)、錯形同軸電容器由兩個可開合的半環(huán)構(gòu)成，測量時通過兩個半環(huán)的開合，可W直接 夾在一次導線上測量線路電壓，不會干擾線路的正常運行，大大降低了現(xiàn)場操作的復雜性。
[0013] 2)、錯形同軸電容器內(nèi)環(huán)與一次導線8相連，由于整個錯形同軸電容器的對稱性， 不論導線與內(nèi)環(huán)的哪個部分相連，都可W保證錯形同軸電容器中電場的均勻性，從而提高 測量準確度，避免了一次導線8偏屯、等情況造成的影響。
[0014] 3)、高壓側(cè)采集裝置與手持式終端之間通過光纖傳輸信號，不僅提高了信號傳輸 過程的抗干擾能力，同時也保證了高壓側(cè)部分與低壓側(cè)手持式終端之間的絕緣，提高了帶 電操作的安全性。
[0015] 4)、高壓側(cè)采集裝置外殼為金屬屏蔽盒，與錯形同軸電容器外環(huán)等電位連接，整個 高壓側(cè)采集電路處于金屬屏蔽盒中，可有效抵抗外界電場的干擾，從而提高了整個裝置的 抗干擾性能，保證了系統(tǒng)的測量準確度。
[0016] 5)、本發(fā)明中的錯形同軸電容器體積小、重量輕，操作人員在地面上可W通過絕緣 操作桿直接送至一次導線上進行電壓測量，操作十分方便。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[001引圖2為本發(fā)明中錯形同軸電容器的結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0019] 圖3為本發(fā)明中錯形同軸電容器的結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0020] 圖4為本發(fā)明中高壓側(cè)采集裝置原理圖。
[0021] 圖5為本發(fā)明測試結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0022] -種基于錯形同軸電容的輸配電線路電壓在線測量系統(tǒng)，包含錯形同軸電容器1、 高壓側(cè)采集裝置2、傳輸光纖3和手持式終端4等部分構(gòu)成。如圖1所示，錯形同軸電容器 1通過導線與高壓側(cè)采集裝置2中的采集電路相連，通過處理后經(jīng)傳輸光纖3傳送至位于低 壓側(cè)的手持式終端4上。手持式終端4對傳送過來的數(shù)據(jù)進行實時分析處理，計算并顯示 線路的實時電壓值和波形。
[0023] 所述的錯形同軸電容器1設計為兩個半環(huán)的形式，測量時通過兩個半環(huán)的開合， 可W直接夾在一次導線8上測量線路電壓，不會干擾線路的正常運行。如圖2、圖3所示，錯 形同軸電容器1由內(nèi)環(huán)5、外環(huán)6和兩側(cè)的隔板7構(gòu)成。其中內(nèi)環(huán)5和外環(huán)6均采用侶合金 材料制作而成，隔板7采用環(huán)氧樹脂絕緣材料制成。整個錯形同軸電容器1，直徑為15cm， 厚度為8cm，重量約為1.化g，非常適合現(xiàn)場使用。
[0024]錯形同軸電容器1的內(nèi)環(huán)5在測量時與一次導線8相連，屬于錯形同軸電容器1 的高壓電極，外環(huán)6屬于錯形同軸電容器1的低壓電極。每個半環(huán)為一個獨立的封閉結(jié)構(gòu)， 內(nèi)部充WSFe絕緣氣體。SFe氣體既作為絕緣介質(zhì)，也作為錯形同軸電容器中的電介質(zhì)。兩 個半環(huán)閉合時，構(gòu)成了一個圓柱體電容器，即為錯形同軸電容器1。該種電容器制作簡單，絕 緣性能好，解決了目前耐高壓電容制作困難、穩(wěn)