CN112362951A - 一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置 - Google Patents
一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112362951A CN112362951A CN202011339530.0A CN202011339530A CN112362951A CN 112362951 A CN112362951 A CN 112362951A CN 202011339530 A CN202011339530 A CN 202011339530A CN 112362951 A CN112362951 A CN 112362951A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- capacitive screen
- voltage arm
- low
- overvoltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
本发明公开了一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，包括：卡扣、固定皮带、接线端、出线端、金属接地外壳、绝缘介质、低压臂电容屏和高压臂电容屏；所述卡扣与固定皮带相连将本装置固定于待测避雷器接地端最后一片阀片护套外侧；所述接线端连接经过电阻分压器分压后的过电压信号；所述出线端将电容分压器分压后的弱电信号输出；所述金属接地外壳面积较大，与低压臂电容屏、绝缘介质形成电容分压器；所述绝缘介质位于低压臂电容屏和高压臂电容屏以及金属接地外壳之间。本发明能够长期在线运行，对配电变压器避雷器雷电过电压进行测量，安装测量过程安全便捷，测量结果准确可靠；测得的避雷器过电压信息还可作为避雷器状态评估的补充信息。
Description
技术领域
本发明涉及属于避雷器暂态过电压检测、状态评估技术领域，具体涉及一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置。
背景技术
配电变压器通常是指运行在配电网中的直接向终端用户供电的电力变压器，配电变压器电压等级低，而雷电流高达20A。因此，配电变压器在遭受雷电过电压的情况下极易损坏，严重时会导致配电变压器损毁、用户供电中断，造成巨大的经济损失。
虽然为防止雷电过电压损坏配电变压器安装有避雷器等过电压保护装置，但仅过去两年，配电变压器与柱上断路器的故障率就达到了4%。然而目前针对配变台区的配变、防雷装置等设备故障尚无有效的绝缘监测手段，设备潜伏性绝缘故障直接发展为接地故障或相间短路故障，难以分析出事故的真实原因并提出防范对策。
已有很多不同的方法来监测配电变压器及避雷器雷电过电压。其中一些方法基于电场监测线路过电压：重庆大学的司马文霞和D.E.Thomas等学者指出，过电压在线路上的传播，实质是电磁场能量沿线路的传播过程，即在导线周围空间逐步建立起电场和磁场的过程。因此对线路上过电压的监测可以转化为对过电压在周围空间产生的电磁场的实时监测，但此方法测量准确度非常低，并未应用于配电变压器过电压监测；此外DGA法通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障状态，适合110kV及以上等级的变压器，但不适合配电变压器；超声波法、RIV法、射频检测法受干扰影响大，灵敏度不高。因此，在配电变压器、避雷器等设备的过电压监测方面目前尚无经济、方便的方法。运行维护单位只能通过停电检测配电变压器的运行状态，然而配电变压器的数量巨大，停电检测将造成用户停电、且巨大的工作量，使停电检测无法实施，无法及时掌握配电变压器的状态，并且通常只有到配电变压器运行寿命终止，才能了解配电变压器的问题。
综上所述，还没有一种配变台区过电压监测装置能够准确、灵敏地测得雷电过电压击穿事故过电压波形，亟需一种新的过电压监测装置，可以在线测量配电台区设备的过电压情况，及时掌握配电变压器的运行状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，以解决上述技术问题。本发明可在配电变压器运行过程中在线检测避雷器暂态过电压情况，测量结果可靠准确。
本发明的技术方案为：一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，所述过电压监测装置包括：卡扣、固定皮带、接线端、出线端、金属接地外壳、绝缘介质、低压臂电容屏和高压臂电容屏；所述卡扣与固定皮带相连将本装置固定于待测避雷器接地端最后一片阀片护套外侧；所述接线端装置左侧，连接经过电阻分压器分压后的过电压信号；所述出线端位于装置右侧，将电容分压器分压后的弱电信号输出；所述金属接地外壳面积较大，与低压臂电容屏形成分压器低压臂；所述绝缘介质位于低压臂电容屏和高压臂电容屏以及金属接地外壳之间。
进一步的，所述过电压监测装置为电容型分压器，分压结构包含高压臂和低压臂，高压臂与低压臂布置结构为层状结构，高压臂包含高压臂电容屏，低压臂由低压臂电容屏、绝缘介质与最外面的接地金属外壳构成面积较大、距离较近的大电容。
进一步的，待测电压由所述接线端进入连接至高压臂电容屏，高压臂电容屏左侧留有足够绝缘介质以保证监测装置绝缘裕度，高压臂电容屏距右侧金属接地外壳较远，以形成距离较大的小电容，高压臂电容C1为200~300pF。
进一步的，低压臂电容屏距离右侧金属接地外壳较近，以形成面积大、距离近的大电容，低压臂电容C2为0.25~0.55μF。
进一步的，输出信号由连接于低压臂电容屏的输出端引出，该装置在装配于10kV系统时，取分压比k=1500~2000；装配于35kV系统时，分压比取5000~5500；除数电压信号在3~30V之间。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、采用卡扣式安装结构，可实现方便、快捷的安装方法，测量过程更加安全便捷。
2、现有电压互感器的响应时间多为20毫秒以上，响应过程较慢，同时由于电磁感应变换电压导致所获取的过电压波形畸变严重，本装置采用电容分压器结构，具有200ns以下的时间响应特性，可以满足避雷器雷电过电压测量需求。
3、本装置分压器电容屏、绝缘介质与金属接地外壳布置结构与变压器套管次、末屏结构相似，电容量稳定，抗干扰性更强，所获雷电过电压波形可靠性高，结合避雷器残压特性变化趋势可以分析避雷器潜伏性故障及其设备状态。
4、该装置可实现配电变压器运行过程中的在线监测，避免了运维为停电检测的相关困难。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
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，下面将对实施例或现有技术描述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来讲，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为本发明过电压监测装置示意图。
图2为本发明主体电路原理图。
图3为本发明过电压监测装置在线采样的原理框图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
请参阅图1及图2所示，本发明的一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置包括：卡扣32、固定皮带37、接线端31、出线端35、金属接地外壳34、绝缘介质36、低压臂电容屏33和高压臂电容屏38。
请参阅图1所示，本例中，主体电路包括被测避雷器阀片等效的非线性电阻1、2以及本发明过电压监测装置3，过电压监测装置3由电容型分压器构成。
避雷器阀片可看作为非线性电阻，每片阀片特性相同，因此最后一片阀片与其余阀片构成了电阻分压器。雷电过电压作用于避雷器上端，低压臂电阻R2上的电压U2为
，因此由避雷器本身可构成第一次电阻分压。由于高压臂和低压臂电阻的阻值与阀片片数成正比，因此该分压器分压比k较小。
经过避雷器电阻分压后的过电压信号由本发明中的接线端连入监测装置。
请参阅图2所示，本发明中，过电压监测装置3由卡扣32、固定皮带37、接线端31、出线端35、金属接地外壳34、绝缘介质36、低压臂电容屏33和高压臂电容屏38构成，过电压监测装置3参照变压器套管结构。卡扣32与固定皮带37相连将本装置固定于待测避雷器接地端最后一片阀片护套外侧。经过电阻分压器的过电压信号由接线端31接入高压臂电容屏C1，输出信号由出线端35将低压臂电容屏C2的过电压输出。在装置内部，低压臂电容屏33、绝缘介质36以及金属接地外壳34依照变压器套管的次、末屏布置方式形成电容型分压器。分压结构包含高压臂和低压臂，高压臂与低压臂布置结构为层状结构，高压臂包含高压臂电容屏38，低压臂由低压臂电容33、绝缘介质36与最外面的接地金属外壳34构成面积较大、距离较近的大电容。待测电压由所述接线端31进入连接至高压臂电容屏38，高压臂电容屏左侧留有足够绝缘介质36以保证监测装置绝缘裕度，高压臂电容屏38距右侧金属接地外壳34较远，以形成距离较大的小电容。所述低压臂电容屏33距离右侧金属接地外壳34较近，以形成面积大、距离近的大电容。该装置高压臂电容C1取200~300pF，低压臂电容C2为0.25~0.55μF，具有200ns以下的时间响应特性。该装置在装配于10kV系统时，取分压比k=1500~2000；装配于35kV系统时，分压比取5000~5500；输出电压信号在3~30V之间，该装置电容容量稳定，抗干扰性更强，所获雷电过电压波形可靠性高
请参阅图3所示，本发明中，由出线端35输出的弱电信号通过同轴屏蔽电缆传送到前置电路中，若系统运行电压超过预设值时，前置电路触发对该过电压波形进行记录并报警，相关运维人员可以在线对待测避雷器雷电过电压进行分析处理，对相关设备进行检修。
该装置可在配电变压器运行过程中对避雷器上暂态过电压进行在线监测。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (5)
1.一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，其特征在于，所述过电压监测装置（3）包括：卡扣（32）、固定皮带（37）、接线端（31）、出线端（35）、金属接地外壳（34）、绝缘介质（36）、低压臂电容屏（33）和高压臂电容屏（38）；
所述卡扣（32）与固定皮带（37）相连将本装置固定于待测避雷器接地端最后一片阀片护套外侧；
所述接线端（31）位于装置左侧，连接经过电阻分压器分压后的过电压信号；所述出线端（35）位于装置右侧，将电容分压器分压后的弱电信号输出；
所述金属接地外壳（34）面积较大，与低压臂电容屏（33）、绝缘介质（36）形成分压器低压臂；所述绝缘介质（36）位于低压臂电容屏（33）和高压臂电容屏（38）以及金属接地外壳（34）之间。
2.根据权利要求1所述的一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，其特征在于，过电压监测装置（3）为电容型分压器，分压结构包含高压臂和低压臂，高压臂与低压臂布置结构为层状结构，高压臂包含高压臂电容屏（38），低压臂由低压臂电容屏（33）、绝缘介质（36）与最外面的接地金属外壳（34）构成面积较大、距离较近的大电容。
3.根据权利要求1所述的一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，其特征在于，待测电压由所述接线端（31）进入连接至高压臂电容屏（38），高压臂电容屏左侧留有足够绝缘介质（36）以保证监测装置绝缘裕度，高压臂电容屏（38）距右侧金属接地外壳（34）较远，以形成距离较大的小电容，高压臂电容C1为200~300pF。
4.根据权利要求1所述的一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，其特征在于，所述低压臂电容屏（33）距离右侧金属接地外壳（34）较近，以形成面积大、距离近的大电容，低压臂电容C2为0.25~0.55μF。
5.根据权利要求3所述的一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置，其特征在于，输出信号由连接于所述低压臂电容屏（33）的输出端（35）引出，该装置在装配于10kV系统时，取分压比k=1500~2000；装配于35kV系统时，分压比取5000~5500；除数电压信号在3~30V之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011339530.0A CN112362951A (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011339530.0A CN112362951A (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112362951A true CN112362951A (zh) | 2021-02-12 |
Family
ID=74533953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011339530.0A Pending CN112362951A (zh) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112362951A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1908681A (zh) * | 2006-08-15 | 2007-02-07 | 重庆大学 | 一种交流电力系统过电压监测传感器 |
| CN201146324Y (zh) * | 2008-01-09 | 2008-11-05 | 西安神电电器有限公司 | 避雷器及其监测装置 |
| CN103235166A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-07 | 清华大学 | 手孔式电容分压器 |
| CN203249977U (zh) * | 2013-06-03 | 2013-10-23 | 国家电网公司 | 一种基于套管的变压器在线监测系统 |
| CN205229267U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-05-11 | 贵州电网有限责任公司贵阳供电局 | 一种暂态过电压监测用低压臂电容器 |
| CN208207042U (zh) * | 2018-03-16 | 2018-12-07 | 四川泰克电器有限公司 | 电容分压传感器 |
| CN109448942A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-08 | 合肥金瑞配网电气设备有限公司 | 一种带电压监测接口的避雷器 |
| CN208672702U (zh) * | 2018-04-09 | 2019-03-29 | 香港浩岳国际有限公司 | 高压干式电容型电压互感器 |
| CN208818759U (zh) * | 2018-09-12 | 2019-05-03 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种便携式过电压监测传感器 |
| CN109856443A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-06-07 | 云南电网有限责任公司西双版纳供电局 | 一种高次谐波电压测试系统 |
| CN210037953U (zh) * | 2018-12-17 | 2020-02-07 | 昆明理工大学 | 一种架空输电线路瞬态过电压非接触式在线监测装置 |
-
2020
- 2020-11-23 CN CN202011339530.0A patent/CN112362951A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1908681A (zh) * | 2006-08-15 | 2007-02-07 | 重庆大学 | 一种交流电力系统过电压监测传感器 |
| CN201146324Y (zh) * | 2008-01-09 | 2008-11-05 | 西安神电电器有限公司 | 避雷器及其监测装置 |
| CN103235166A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-07 | 清华大学 | 手孔式电容分压器 |
| CN203249977U (zh) * | 2013-06-03 | 2013-10-23 | 国家电网公司 | 一种基于套管的变压器在线监测系统 |
| CN205229267U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-05-11 | 贵州电网有限责任公司贵阳供电局 | 一种暂态过电压监测用低压臂电容器 |
| CN208207042U (zh) * | 2018-03-16 | 2018-12-07 | 四川泰克电器有限公司 | 电容分压传感器 |
| CN208672702U (zh) * | 2018-04-09 | 2019-03-29 | 香港浩岳国际有限公司 | 高压干式电容型电压互感器 |
| CN208818759U (zh) * | 2018-09-12 | 2019-05-03 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种便携式过电压监测传感器 |
| CN109448942A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-08 | 合肥金瑞配网电气设备有限公司 | 一种带电压监测接口的避雷器 |
| CN210037953U (zh) * | 2018-12-17 | 2020-02-07 | 昆明理工大学 | 一种架空输电线路瞬态过电压非接触式在线监测装置 |
| CN109856443A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-06-07 | 云南电网有限责任公司西双版纳供电局 | 一种高次谐波电压测试系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103728481B (zh) | 金属氧化物避雷器阻性电流的检测方法及其装置 | |
| CN201408236Y (zh) | 配电网故障定位装置 | |
| CN102590678B (zh) | 交流输电线路串补装置平台二次系统的电磁骚扰测量系统 | |
| CN107884645A (zh) | 基于电压比较的电力电容器运行状态监测方法 | |
| CN103364641A (zh) | 一种变电站暂态电磁环境测试方法 | |
| CN202486278U (zh) | 一种配电网电缆绝缘检测系统 | |
| CN203658430U (zh) | 容性设备绝缘在线监测和带电测试一体化取样保护装置 | |
| CN108089082B (zh) | 高压直流中性母线避雷器性能在线监测系统及方法 | |
| Qiang et al. | Field test and analysis of partial discharge on GIS under impulse voltage | |
| CN218919965U (zh) | 一种干式电抗器保护装置 | |
| CN110927528A (zh) | 一种输电线路故障模拟试验装置 | |
| CN112362951A (zh) | 一种卡扣式基于内嵌电容屏的过电压监测装置 | |
| CN109870625A (zh) | 一种基于无线通信的氧化锌避雷器带电测量装置 | |
| CN109581156A (zh) | 一种高压互感器耐压试验半自动检测方法 | |
| CN205608076U (zh) | 一种电流互感器泄漏电流在线监测系统 | |
| CN111537797B (zh) | 一种变电站变压器不拆引线测量绝缘电阻的系统及其方法 | |
| Jurisic et al. | Statistical analysis of non-standard overvoltage waveforms measured at 220 kV terminals of a power transformer | |
| Zhou et al. | Analysis of multipoint grounding abnormality of main transformer | |
| CN220105133U (zh) | 一种避雷器防谐波干扰的带电测试装置 | |
| CN220872601U (zh) | 一种牵引变电所高压电缆环流监测系统 | |
| CN110687403B (zh) | 一种配电网单相接地故障检测方法及装置 | |
| Wang et al. | Research on VFTO Characteristics of AC Withstand Voltage Test of GIS Equipment | |
| CN212623044U (zh) | 一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置 | |
| CN220709336U (zh) | 一种电流类在线监测装置旁路抑制校验装置 | |
| Lin et al. | Application of Transformer Condition Maintenance Based On Multi-dimensional Parameter On-line Monitoring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |