CN106932631B - 一种建立在单相gis罐体封闭端的母线电压测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，该母线电压测量装置包括金属传感圆片、气体绝缘组合电器、电阻、电缆、测压器以及电压显示器；气体绝缘组合电器包括具有圆柱结构的高压导体和外罐体；金属传感圆片是从外罐体的封闭端上切割下来的一部分，并在测量电压之前，将其黏贴在封闭端的切口处；电阻的一端连接金属传感圆片，另一端连接封闭端；电缆一端接电阻，另一端接测压器；电压显示器连接测压器，用于计算并显示高压导体对外罐体的电压值。因此，采用本发明提供的母线电压测量装置，能够通过测量电阻的电压值，计算气体绝缘组合电器内高压导体对外罐体的电压值，实现实时监测高压输电线路的运行状态的目的。

Description

一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置。

背景技术

安全输电、可靠输电、经济输电是现在的主流趋势，并在此主流趋势的推动下，输电技术的不断发展，电网的规模不断扩大、电力系统的电压等级不断升高，尤其是特高压交直流混合输电领域技术的成型与革新。

目前，我国已经成功研发出了1000kV交流和±800kV直流混合输电系统，促使我国进入了特高压输电的新阶段。但是，在进入特高压输电的新阶段的同时，也给实时监测电力系统的运行状态和电力设备的检修增加了难度。所以，如何在输电线路运行时实时地监测其状态就显得尤为重要。其中在越来越高的电压等级中能够准确地提取输电线路的状态信息更是重中之重。

现有技术中，往往通过电压互感器监测高压输电线路的电压，以实时检测电力系统的运行状态。然而，以变压器为实质的电压互感器在监测高压输电线路的电压，存在很多问题，例如传统的电磁式和电容式电压互感器由于内插铁芯的缘故，在使用中二次侧不能短路、铁芯中会出现磁滞和磁饱和，进而导致了测量线性度低、静态和动态准确范围小、瞬态误差特性不理想等问题；在变电站隔离开关操作过程中，电磁式和电容式互感器容易引发故障。电子式互感器存在晶体半波电压的限制、光源稳定性问题、光学器件连接的稳定性、光传输损耗及分压比的偏移等问题，在一次传感结构和电磁屏蔽等方面存在重大缺陷，容易导致严重的测量误差。另外由于电压互感器具有变压器体型大、造价昂贵、维护与检修费用高、测量不灵活、损耗大、绝缘要求高等通病。因此，急需一种全新的装置，在摈弃电压互感器的基础上，能够获取高压输电线路运行时的电压值，进而实时监测高压输电线路的运行状态。

发明内容

本发明的目的是提供了一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，在摈弃传统电压互感器的基础上，通过简单的电压测量装置，测量出气体绝缘组合电器内高压导体对外罐体的电压值，进而获取高压输电线路运行时的电压值，实现实时监测高压输电线路的运行状态的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，所述母线电压测量装置包括：金属传感圆片、气体绝缘组合电器、电阻、电缆、测压器以及电压显示器；所述气体绝缘组合电器包括具有圆柱结构的高压导体和外罐体；所述外罐体为所述气体绝缘组合电器的金属外壳；所述高压导体位于所述气体绝缘组合电器的内部，所述外罐体包括侧表面和封闭端；

其中，所述金属传感圆片是从所述封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将所述金属传感圆片黏贴在所述封闭端的切口处；

所述电阻的一端连接所述金属传感圆片，所述电阻的另一端连接所述封闭端，且所述电缆一端与所述电阻相连；

所述测压器一端连接所述电缆的另一端，用于获取电阻电压值；

所述电压显示器连接所述测压器另一端，用于计算并显示高压导体对外罐体的电压值。

可选的，所述金属传感圆片的直径与所述高压导体的直径相等。

可选的，所述切口处的位置与所述高压导体投影在所述封闭端的位置相同。

可选的，所述金属传感圆片通过绝缘薄膜与所述封闭端隔开，用于绝缘所述金属传感圆片与所述封闭端。

可选的，所述绝缘薄膜为聚酰亚胺薄膜或者其他绝缘材料。

可选的，所述气体绝缘组合电器为圆柱体，并水平放置于距离地面h米高度的架台上。

可选的，所述电阻的另一端连接所述封闭端，具体包括：所述电阻的另一端连接在黏有所述金属传感圆片的封闭端。

可选的，所述电阻的阻值范围为0.1MΩ～200MΩ。

可选的，所述电缆为同轴电缆。

可选的，所述母线电压测量装置还包括电阻屏蔽盒；所述电阻屏蔽盒，安装在所述封闭端上，使所述电阻和所述金属传感圆片位于所述电阻屏蔽盒与所述封闭端之间，与外界隔绝；所述电阻屏蔽盒，用于屏蔽外界电磁干扰。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，该母线电压测量装置包括：金属传感圆片、气体绝缘组合电器、电阻、电缆、测压器以及电压显示器；其中，气体绝缘组合电器包括具有圆柱结构的高压导体和外罐体；金属传感圆片是从外罐体的封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将金属传感圆片黏贴在封闭端的切口处；电阻的一端连接金属传感圆片，另一端连接封闭端；电缆一端电阻，另一端与测压器一端相连；测压器另一端连接电压显示装置，用于计算并显示高压导体对外罐体的电压值。本发明通过简单的测量电压装置，获取电阻的电压值，计算气体绝缘组合电器内高压导体对外罐体的电压值，进而精确的获取高压输电线路运行时的电压值，实现实时监测高压输电线路的运行状态的目的。

另外，本发明与现有技术相比，摈弃了电压互感器，解决了在实时监测高压输电线路的运行状态时，采用电压互感器，而存在具有变压器体型大、造价昂贵、维护与检修费用高、测量不灵活、绝缘要求高等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供了一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，能够实时监测高压输电线路的运行状态的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置连接关系示意图，如图1所示，本发明提供的一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，所述母线电压测量装置包括：金属传感圆片100、气体绝缘组合电器200、电阻300、电缆400、测压器500以及电压显示器600(未在图1中显示)；其中，气体绝缘组合电器200包括外罐体201和具有圆柱结构的高压导体202。外罐体201为气体绝缘组合电器200的金属外壳；高压导体202位于气体绝缘组合电器200的内部；

所述外罐体201为圆柱体型的封闭区域，所述外罐体201包括侧表面和封闭端；

所述金属传感圆片100是从所述外罐体201的封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将所述金属传感圆片100黏贴在封闭端上的切口处，其中，金属传感圆片100的直径与高压导体202的直径相等，封闭端上切口处的位置与高压导体202投影在封闭端上的位置相同。

所述电阻300的一端连接所述金属传感圆片100，所述电阻300的另一端连接封闭端，且所述电缆400连接所述电阻300；

所述测压器500一端连接所述电缆400，用于获取电阻电压值；

所述电压显示装置600连接所述测压器500的另一端，用于根据电阻电压值，计算并显示高压导体对外罐体的电压值。

所述金属传感圆片100通过绝缘薄膜与封闭端隔开，用于防止所述金属传感圆片100与所述外罐体201通电。

所述绝缘薄膜为聚酰亚胺薄膜或其他绝缘材料。

所述气体绝缘组合电器200为圆柱体，水平放置于距离地面h米高度的架台上，并接地。

所述电阻300的另一端连接封闭端，具体包括：所述电阻300的另一端连接的黏有所述金属传感圆片100的封闭端。

所述电阻300的阻值范围为0.1MΩ～200MΩ。

所述电缆400为同轴电缆。

该母线电压测量装置还包括电阻屏蔽盒700(未在图1中显示)；电阻屏蔽盒700，安装在封闭端上，使电阻300和金属传感圆片100位于电阻屏蔽盒与封闭端之间，与外界隔绝；即电阻屏蔽盒700，用于屏蔽外界电磁干扰。

通过本发明实施例提供的一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，实现了通过获取电阻电压值，计算气体绝缘组合电器内高压导体对外罐体的电压值，进而精确获取高压输电线路运行时的电压值，实现实时监测高压输电线路的运行状态的目的。

另外，本发明实施例与现有技术相比，摈弃了电压互感器，解决了在实时监测高压输电线路的运行状态时，采用电压互感器，而存在具有变压器体型大、造价昂贵、维护与检修费用高、测量不灵活、绝缘要求高等问题。

且将该母线电压测量装置安装在气体绝缘组合电器的封闭端，有利于该母线电压测量装置的安装、检测与维修，更加高精度的获取高压输电线路运行时的电压值。

为了更好的使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过分步骤来公开该母线电压测量装置的制作过程，具体为

第一步：测量电压之前，首先在外罐体的封闭端切割下来一个金属传感圆片，在底面切口处涂上聚酰亚胺薄膜，将金属传感圆片黏贴在封闭端的切口处；其中，金属传感圆片的直径与高压导体的直径相等，封闭端上切口处的位置与高压导体投影在封闭端上的位置相同；在切口处涂上聚酰亚胺薄膜，用于防止金属传感圆片与外罐体通电。

第二步：将电阻的一端连接金属传感圆片，另一端连接黏有金属传感圆片的封闭端，并用电缆连接电阻。

第三步：将测压器一端连接电缆，电压显示装置连接测压器另一端。

当气体绝缘组合电器通电后，测压器获取电阻的电压值并发送至电压显示器；电压显示器根据此电压值，计算并显示出气体绝缘组合电器内高压导体对外罐的电压值。

为了验证本发明的提供的电压测量装置能够精确的获取高压输电线上的电压值，现用以下实施例来证明。

在高压导体施加电压220kV，高压导体直径130mm，长度为400mm；外罐体的直径为317mm，外直径为325mm，长度为500mm；罐体封闭端厚度为10mm；切片厚度也为10mm，半径等同于高压导体半径65mm。其中，表1高压导体与封闭端之间的轴向距离为100mm时不同测量电阻对应电压值。表2不同高压导体与封闭端之间的轴向距离不同测量电阻对应的变比系数。

表1高压导体与封闭端之间的轴向距离为100mm时不同测量电阻对应电压值

表2不同高压导体与封闭端之间的轴向距离不同测量电阻对应的变比系数

本发明实施例选取表1中的第一组数据来验证本发明提供的测量装置能够精确的获取高压导体电压值，进而精确获取高压输电线上的电压值(也可以选取其他组数据)，即选取高压导体与封闭端之间的轴向距离为100mm，电阻为10Ω，并通过查表1和表2，确定电阻电压为2.32mV，变比系数为94.86，则可以计算得到高压导体的电压值约为220.085KV，近似等于高压导体是实际施加电压220kV，因此，本发明实施例证明了本发明提供的一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，能够精确的获取高压输电线路运行时的电压值，实现实时监测高压输电线路的运行状态的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种建立在单相GIS罐体封闭端的母线电压测量装置，其特征在于，所述母线电压测量装置包括：金属传感圆片、气体绝缘组合电器、电阻、电缆、测压器以及电压显示器；所述气体绝缘组合电器包括具有圆柱结构的高压导体和外罐体；所述外罐体为所述气体绝缘组合电器的金属外壳；所述高压导体位于所述气体绝缘组合电器的内部，所述外罐体包括侧表面和封闭端；

其中，所述金属传感圆片是从所述封闭端上切割下来的一部分，并且在测量电压之前，将所述金属传感圆片黏贴在所述封闭端的切口处；

所述电阻的一端连接所述金属传感圆片，所述电阻的另一端连接所述封闭端，且所述电缆一端与所述电阻相连；

所述测压器一端连接所述电缆的另一端，用于获取电阻电压值；

所述电压显示器连接所述测压器另一端，用于计算并显示高压导体对外罐体的电压值；

所述金属传感圆片的直径与所述高压导体的直径相等；

所述切口处的位置与所述高压导体投影在所述封闭端的位置相同。

2.根据权利要求1所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述金属传感圆片通过绝缘薄膜与所述封闭端隔开，用于绝缘所述金属传感圆片与所述封闭端。

3.根据权利要求2所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述绝缘薄膜为聚酰亚胺薄膜。

4.根据权利要求1所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述气体绝缘组合电器为圆柱体，并水平放置于距离地面h米高度的架台上。

5.根据权利要求1所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述电阻的另一端连接所述封闭端，具体包括：所述电阻的另一端连接在黏有所述金属传感圆片的封闭端。

6.根据权利要求1所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述电阻的阻值范围为0.1MΩ～200MΩ。

7.根据权利要求1所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述电缆为同轴电缆。

8.根据权利要求1所述的母线电压测量装置，其特征在于，所述母线电压测量装置还包括电阻屏蔽盒；所述电阻屏蔽盒，安装在所述封闭端上，使所述电阻和所述金属传感圆片位于所述电阻屏蔽盒与所述封闭端之间，与外界隔绝；所述电阻屏蔽盒，用于屏蔽外界电磁干扰。