CN104267247A - 感应取能式高压验电显示器 - Google Patents

Abstract

本发明具体为一种感应取能式高压验电显示器，解决了现有高压验电显示装置不完善的问题。感应取能式高压验电显示器，包括无源感应取能部件，无源感应取能部件连接到接收控制模块，接收控制模块连接到触发显示器，无源感应取能部件、接收控制模块、触发显示器均连接到感应取能装置，感应取能装置连接有蓄电池整流电路，蓄电池整流电路连接有蓄电池；无源感应取能部件安装在高压电气设备上，感应取能装置具体为置于交变电场中平板电容器。本发明安装、维护简单方便，不会影响电网的正常运行，无需外加电源，适合于户内外工作环境。

Description

感应取能式高压验电显示器

技术领域

本发明涉及变电站巡检设备，具体为一种感应取能式高压验电显示器。

背景技术

在当前的电力场站中，高压验电显示器越来越普及，其中应用比较多的高压验电显示器一般分为接触式、感应式和等电位式三类，其中，接触式高压验电显示装置主体是由一个以陶瓷电容为芯棒，外壳体用环氧树脂浇注或电瓷组成的；其基于电容分压原理，提供安装处电气设备的带电状态信息；多用于10～35kV的高压开关柜中。该装置由支柱瓷绝缘子式传感器、显示器和整流元件组成，核心部分是瓷传感器，它由用电瓷制造的绝缘体和其他元件通过各种粘接材料组合而成。瓷传感器除了具有支柱瓷绝缘子的特性外，还具有通过电容分压取得显示器所需能量的作用，达到无源显示的目的。显示器中的显示元件采用多个氖灯串接，增大了发光面积，并采用闪光的发光形式，达到更佳的显示效果。接触式带电显示装置虽然无需外供电源，但存在两方面问题：一是由于传感器的特殊结构，决定了当芯棒击穿或外壳体绝缘闪络时，造成安装处的单相接地故障；二是芯棒与外壳体胶粘组合时，可能出现局部放电，整体绝缘高度尺寸限制了它无法组成超过35kV级以上的验电显示器，不适应户外环境运行。

感应式高压验电显示装置是一个靠近高压带电体的对地绝缘的感应电极，通过感应电极和高压带电之间的杂散电容，藕合高压带电体上的交变电压信号。通过电缆把这一信号传送到显示控制器进行放大和处理，最终实现高压验电显示和闭锁控制。感应式高压验电显示装置抗干扰性能差，不能覆盖全电压范围；需要提供外加的工作电源，无法应用于附近没有220V交流电源的高压线路上。

等电位型高压验电显示装置依靠电场自取能的高压放电管实现验电显示。充有特定气体的放电管，根据汤逊或流柱理论，在高压电场作用下能激起气体的游离现象；当达到自持放电条件，必然伴有光游离及其复合过程，在放电通道中会显出一定的光辉。其工作原理是显示器与高压电位连接在一起，依靠空间电场的位移电流获取能量来维持辉光放电；作为验电显示的放电管，由于100 μA显示器主体受到安装处的电气设备的相间距离及本身尺寸的限制，要求其长度限制在100 mm以内，因而，它对放电管的尺寸及结构设计提出了某些约束。

与此同时，大量在线监测的传感装置被分散应用，其供电技术存在很大的局限性，若采用电池供电，则电池本身在高电压和强电磁环境中存在安全隐患；在有限的电池电量供应前提下，数据实时性较差；定期更换的维护成本巨大；若采用CT感应取电，则感应取电装置体积较大，在狭小的空间内安装困难；安装过程繁琐，时间周期长；母线电流的实时变化造成供电系统出现冲击而损坏，同时变电站复杂的电磁干扰也会直接导致电路工作异常，测温装置易损耗，安全性、可靠性较低。

发明内容

本发明为了解决现有高压验电显示装置不完善的问题，提供了一种感应取能式高压验电显示器。

本发明是采用如下技术方案实现的：感应取能式高压验电显示器，包括无源感应取能部件，无源感应取能部件连接到接收控制模块，接收控制模块连接到触发显示器，无源感应取能部件、接收控制模块、触发显示器均连接到感应取能装置，感应取能装置连接有蓄电池整流电路，蓄电池整流电路连接有蓄电池；无源感应取能部件安装在高压电气设备上，感应取能装置具体为置于交变电场中平板电容器。

感应取能式高压验电显示器，利用耦合原理取能，通过比户内型验电显示器放大倍数大30倍的功率放大器，按照定能量控制，触发由高聚光、高亮度、大功率的LED构成的发光元件，不需要外加电源，与带电体电位相等，不影响带电体的正常运行，能够在夏天户外强太阳光的背景下，发出明显、稳定的闪烁亮光。感应取能装置是用平板电容器置于交变电场中，其两端感应出电流电压，将电场能转换为电能，向负载进行供电，能量采集设计是通过集成一个低损耗、整流器和一个高效率降压型转换器，以通过收集环境中产生的高压线路耦合能量，然后将这种能量转换成良好调节的输出，为发光元件组件提供能量。功率放大器前端是电压放大器，OTL电路由前端输入信号，后端为输出信号；蓄电池整流电路采用由IGBT组成的电路来产生大功率正弦信号，该信号经升压变压器升压及高压串联谐振电路放大后，电压等级可达高压、超高压、特高压级别；无源感应取能部件和接收控制模块构成高压带电传感器，通过耦合取能、功率放大的方式将高压电场转换为射频信号发送，接收控制模块对信号进行接收、转换、计算、判定，根据设备带电情况自动控制验电的显示输出。

触发显示器主要是通过发光而对地面人员提供可见信号，包括三种类型：第一类应用于变电站室内高压设备的验电显示，该种显示单元包括互感器感应电源，利用感应原理，光源信号通过电子放大、采用特殊均压措施，选用高效的发光元件研制而成；第二类应用于对比光线环境比不强烈的半露天环境，通过耦合原理，在户外输电线路的电场中，从输电线路带电后的电场采集能量，经过开关频率控制，使高亮度发光元件闪烁；第三类应用于户外强光条件下的变电站高压设备及线路上，即在验电显示器中加入感应能量采集及功率放大电路，这类显示器选取亮度高的发光材料；选取对人的眼睛敏感的颜色；采用高聚光、高亮度、大功率的LED灯，实现了功耗小和亮度高的发光效果；新增了闪光频率控制系统，实现了闪光频率的稳定，达到了很高的稳定性和可靠性。

上述无源感应取能部件、无源感应取能部件、触发显示器、蓄电池均为现有设备，其接收控制模块、蓄电池整流电路等供电和控制电路是本领域技术人员容易实现的。

本发明的有益效果如下：本发明将闪频控制检测技术与较为先进的感应取能技术结合起来，将感应取能技术应用于传感装置中，一方面，减少了供源的复杂度和困难度，能够合理利用资源，另一方面，在感应取能装置的电路中接入整流器、降压器、蓄电池以及稳压电路，能够有效避免输电线路在大电流下取能单元吸取能量过剩而烧损电源电路，减小电源的发热量，并将多余的吸取能量进行有效储存，并能够避免输电线路电流为小电流或者断电的情况下而导致监测设备的供电不足，保证取能电源能够向监测设备输出稳定的直流电，保证监测设备持久稳定运行；并且能够防止取能单元饱和，且使取能单元能够发出瞬时大功率，增强取能电源带负载能力以及适应能力。显示器可以安装在线路安全距离之外，可靠性较高；传感器与高压母线不直接接触，装置本身不会产生局部放电，安装、维护简单方便；采用悬空电位联结，不会影响电网的正常运行；无需外加电源，适合于户内外工作环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-无源感应取能部件，2-接收控制模块，3-触发显示器，4-感应取能装置，5-蓄电池整流电路，6-蓄电池。

具体实施方式

感应取能式高压验电显示器，包括无源感应取能部件1，无源感应取能部件1连接到接收控制模块2，接收控制模块2连接到触发显示器3，无源感应取能部件1、接收控制模块2、触发显示器3均连接到感应取能装置4，感应取能装置4连接有蓄电池整流电路5，蓄电池整流电路5连接有蓄电池6；无源感应取能部件1安装在高压电气设备上，感应取能装置4具体为置于交变电场中平板电容器。

Claims (1)

1. 一种感应取能式高压验电显示器，其特征在于：包括无源感应取能部件（1），无源感应取能部件（1）连接到接收控制模块（2），接收控制模块（2）连接到触发显示器（3），无源感应取能部件（1）、接收控制模块（2）、触发显示器（3）均连接到感应取能装置（4），感应取能装置（4）连接有蓄电池整流电路（5），蓄电池整流电路（5）连接有蓄电池（6）；无源感应取能部件（1）安装在高压电气设备上，感应取能装置（4）具体为置于交变电场中平板电容器。