CN206725633U - 一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置 - Google Patents
一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206725633U CN206725633U CN201720056439.5U CN201720056439U CN206725633U CN 206725633 U CN206725633 U CN 206725633U CN 201720056439 U CN201720056439 U CN 201720056439U CN 206725633 U CN206725633 U CN 206725633U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- measurement apparatus
- divider
- transient
- extra
- 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.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
本实用新型为一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，包括将输入的高幅值电压信号进行分压的电压分压器模块、采集、存储和处理电压分压器输出信号的数据处理控制模块、实时显示被测信号的波形及测量装置的运行状态的在线显示与控制端模块、接受到开关操作产生的瞬态电磁波控制触发数据处理控制系统的多通道同步触发模块和为测量装置提供稳定电源的蓄电池供电系统，本实用新型可靠性高、测量准确、抗电磁干扰性能强，能够完全满足现场TEV测量要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备状态检测领域，具体涉及一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置。
背景技术
气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear，GIS)在隔离开关操作时，由于隔离开关灭弧能力弱，动、静触头之间发生多次电弧重燃过程，产生陡波前的瞬态电磁波，其在GIS内部传播过程中遇到GIS外壳不连续处如连接法兰、套管等处发生电磁泄漏，泄漏的电磁波沿外壳与大地之间继续传播，而GIS设备一般通过金属支架立于大地之上，致使GIS外壳对地出现瞬态外壳电压(transient enclosure voltage，TEV)。在特高压(ultra highvoltage，UHV) GIS设备中，TEV具有陡波前(上升时间低至几纳秒)、高幅值(高达二十多千伏)、宽频率(宽至几十兆赫兹)等特点，危及接触GIS设备的运行人员安全及GIS设备监控系统的正常运行。例如在荆门变电站现场调试过程中曾出现TEV导致六氟化硫气体密度在线监测系统出现两次误报警现象。为了直接掌握TEV波形特性，同时为了仿真计算提供试验依据，准确测量TEV是十分必要的。
国内外学者仅在GIS设备上开展了少量的TEV测量研究工作。有学者在362kV GIS设备上采用电阻性阻抗分压法，测量绝缘法兰处的 TEV，未给出TEV测量装置的性能指标，未考虑测量引线对测量装置的影响，未采取电磁屏蔽措施，测量装置无法用于强电磁干扰环境下的特高压GIS设备TEV测量。目前，尚未见到特高压GIS设备的TEV 测量装置的报道。
为了更好的揭示TEV波形特性，需要进行全过程测量，准确记录 TEV全过程波形。瞬态电磁波在GIS外壳与大地之间传播时，由于折反射及衰减，空间不同位置的TEV具有较大差异，为了揭示GIS设备 TEV的分布规律，还需要实现多点同步测量。特高压GIS设备结构复杂，其周围的强电磁干扰对未考虑电磁屏蔽措施的TEV测量装置带来很大的干扰，因此要求TEV测量装置具备很强的抗电磁干扰能力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，基于电阻性阻抗分压测量方法，并结合TEV典型波形，提出一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置。
本实用新型的目的是这样实现的：
特高压GIS试验回路上实测的TEV典型波形是由多个单脉冲构成的，合闸时，随着隔离开关触头间隙距离减小，间隙击穿放电的时间间隔缩短，TEV波形体现为前疏后密，幅值则为前大后小。分闸过程则相反，TEV波形体现为前密后疏，幅值为前小后大；而TEV幅值一般为几百伏至几十千伏，如此高的电压很难直接测量，因此本实用新型装置需要采用电压分压器进行分压测量。
本测量装置包括电压分压器模块、数据处理控制模块、在线显示与控制端模块、多通道同步触发模块和蓄电池供电系统，
电压分压器模块包括分压器屏蔽盒11和安装在分压器屏蔽盒11 内的电压分压器1，电压分压器1用于将输入的高幅值电压信号进行分压，输出可供处理的低幅值电压信号，
数据处理控制模块包括测量设备屏蔽箱10和安装在数据处理控制模块内的数据处理控制系统2、光-电触发器7、蓄电池供电系统6 和光-电转换器8，数据处理控制系统2分别连接电压分压器1、光- 电触发器7、蓄电池供电系统6和光-电转换器8，蓄电池供电系统6用于为本装置提供电源，
在线显示与控制端模块包括保护屏蔽小室12和安装在保护屏蔽小室12内的光-电转换器9和在线显示与控制端4，光-电转换器9 通过光纤3与光-电触发器7和光-电转换器8连接，在线显示与控制端4连接光-电转换器9，在线显示与控制端4用于实时显示被测信号的波形及测量装置的运行状态，
多通道同步触发模块包括多通道同步触发系统5，多通道同步触发系统5输入端与开关连接，用于接收开关操作产生的瞬态电磁波，多通道同步触发系统5输出端通过光纤分别与光-电触发器7和光- 电转换器8连接。
进一步，分压器屏蔽盒11与测量设备屏蔽箱10之间采用金属连接器无缝对接。
进一步，分压器屏蔽盒11和测量设备屏蔽箱10内表面粘附有绝缘材料。
进一步，测量设备屏蔽箱10底部安装有绝缘支撑柱14与地面接触。
进一步，电压分压器1通过接地排13接地。
另外，电压分压器分压测量的方法采用国标GB/T18134.1-2000 中推荐的电阻性阻抗分压法。
本实用新型的优点在于：本实用新型研制的一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，满足了系统特殊工作的复杂强电磁干扰环境，本装置相关的性能测试和电磁兼容与绝缘耐压试验全部符合国标GB/T18134.1-2000的要求，可以应用于特高压GIS设备的 TEV多测点全过程同步测量，本实用新型具有可靠性高、测量准确、抗电磁干扰性能强等优点，完全满足现场TEV测量要求。
附图说明
图1为本瞬态外壳电压测量装置的结构示意图；
图2为本瞬态外壳电压测量装置分压器分压测量的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
本实用新型为一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，如图1所示，包括电压分压器模块、数据处理控制模块、在线显示与控制端模块、多通道同步触发模块和蓄电池供电系统，
其中，电压分压器模块包括分压器屏蔽盒11和安装在分压器屏蔽盒11内的电压分压器1，电压分压器1通过接地排13接地，用于将输入的高幅值电压信号进行分压，输出可供处理的低幅值电压信号，分压器屏蔽盒11内表面粘附有绝缘材料防止壳体电位反击箱内电子设备，
数据处理控制模块包括测量设备屏蔽箱10和安装在数据处理控制模块内的数据处理控制系统2、光-电触发器7、蓄电池供电系统6 和光-电转换器8，数据处理控制系统2用于采集、存储和处理电压分压器输出信号，控制测量装置运行，分别连接电压分压器1、光-电触发器7、蓄电池供电系统6和光-电转换器8，蓄电池供电系统6 用于为本装置提供电源，测量设备屏蔽箱10用于减弱空间电磁对测量装置的干扰，且内表面粘附有绝缘材料防止壳体电位反击箱内电子设备，底部安装有绝缘支撑柱14与地面接触，分压器屏蔽盒11与测量设备屏蔽箱10之间采用金属连接器无缝对接，
在线显示与控制端模块包括保护屏蔽小室12和安装在保护屏蔽小室12内的光-电转换器9和在线显示与控制端4，光-电转换器9 通过光纤3与光-电触发器7和光-电转换器8连接，在线显示与控制端4连接光-电转换器9，在线显示与控制端4用于实时显示被测信号的波形及测量装置的运行状态，测量人员通过在线显示与控制端4 可设置、控制、监视测量装置
多通道同步触发模块包括多通道同步触发系统5，多通道同步触发系统5输入端与开关连接，用于接收开关操作产生的瞬态电磁波控制触发数据处理控制系统，多通道同步触发系统5输出端通过光纤分别与光-电触发器7和光-电转换器8连接。
图2为分压器分压测量的原理图，其中R1为高压臂电阻和接口引线电阻，承担电压分压器绝大部分电压；L1为R1的寄生电感；C1为R1的寄生电容；R2为匹配阻抗；L2、C2分别为R2的寄生电感和寄生电容； R3、C3为可调电阻电容；R4为低压臂电阻；Z为数据处理控制系统的等效输入阻抗，Z1包含R1、L1和C1，构成分压器的高压臂，Z2为分压器的低压臂。输入电压Ui与输出电压Uo满足关系式：分压比K与R3、C3和频率相关。为了最大限度地传输信号，要求电压分压器输出等效阻抗Z3与Z在测量频率范围内相匹配，进而计算分压器的分压比和相应的频率宽度。为了减小分压器接入被测电路带来的测量误差，一般要求分压器要有较高的输入阻抗(即：Z1+Z2)。
参考标准IEC60060-2，结合试验条件，对本实施例的测量装置开展工频与雷电冲击电压测试试验、带宽与方波响应测试试验、屏蔽效能测试试验。各项试验结果如下表所示：
TEV测量装置性能测试试验
由表中可知，在各项测试试验中，TEV测量装置的误差低于7.6％(± 0.69dB)，在100kHz-1GHz频率范围内，除谐振点350MHz(38dB)外，测量装置的屏蔽效能均高于40dB。
为了满足现场测量抗干扰的要求，依据电磁兼容性试验国家标准GB/T17626.2-6、9、12，分别对TEV测量装置进行相关电磁兼容性试验；检验屏蔽箱内附绝缘材料的耐压能力，还开展箱体的绝缘耐压试验；共进行8项测试试验，测试结果如下表所示：
TEV测量装置的电磁兼容与绝缘耐压试验
结果显示，每项测试的试验等级为最高等级时，测量装置都通过试验，说明TEV测量装置具有较强的抗干扰和绝缘耐压能力，能够在复杂的电磁环境下正常工作。
经过上述一系列的性能测试及电磁兼容与绝缘耐压试验，获得了TEV 测量装置的主要性能参数如下表所示：
TEV测量装置主要性能参数
由表中可知测量装置满足要求，可应用与特高压GIS设备现场TEV测量工作。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，其特征在于，包括电压分压器模块、数据处理控制模块、在线显示与控制端模块、多通道同步触发模块和蓄电池供电系统，
所述电压分压器模块包括分压器屏蔽盒（11）和安装在分压器屏蔽盒（11）内的电压分压器（1），电压分压器（1）用于将输入的高幅值电压信号进行分压，输出可供处理的低幅值电压信号，
所述数据处理控制模块包括测量设备屏蔽箱（10）和安装在所述数据处理控制模块内的数据处理控制系统（2）、光-电触发器（7）、蓄电池供电系统（6）和光-电转换器（8），所述数据处理控制系统（2）分别连接所述电压分压器（1）、光-电触发器（7）、蓄电池供电系统（6）和光-电转换器（8），所述蓄电池供电系统（6）用于为所述瞬态外壳电压测量装置提供电源，
所述在线显示与控制端模块包括保护屏蔽小室（12）和安装在所述保护屏蔽小室（12）内的光-电转换器（9）和在线显示与控制端（4），所述光-电转换器（9）通过光纤（3）与所述光-电触发器（7）和光-电转换器（8）连接，所述在线显示与控制端（4）连接所述光-电转换器（9），所述在线显示与控制端（4）用于实时显示被测信号的波形及所述瞬态外壳电压测量装置的运行状态，
所述多通道同步触发模块包括多通道同步触发系统（5），所述多通道同步触发系统（5）输入端与开关连接，用于接收开关操作产生的瞬态电磁波，所述多通道同步触发系统（5）输出端通过光纤分别与所述光-电触发器（7）和光-电转换器（8）连接。
2.根据权利要求1所述的一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，其特征在于，所述分压器屏蔽盒（11）与所述测量设备屏蔽箱（10）之间采用金属连接器无缝对接。
3.根据权利要求1或2所述的一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，其特征在于，所述分压器屏蔽盒（11）和所述测量设备屏蔽箱（10）内表面粘附有绝缘材料。
4.根据权利要求3所述的一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，其特征在于，所述测量设备屏蔽箱（10）底部安装有绝缘支撑柱（14）与地面接触。
5.根据权利要求1所述的一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置，其特征在于，所述电压分压器（1）通过接地排（13）接地。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720056439.5U CN206725633U (zh) | 2017-01-18 | 2017-01-18 | 一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720056439.5U CN206725633U (zh) | 2017-01-18 | 2017-01-18 | 一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206725633U true CN206725633U (zh) | 2017-12-08 |
Family
ID=60500275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720056439.5U Active CN206725633U (zh) | 2017-01-18 | 2017-01-18 | 一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206725633U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730951A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种在气体绝缘变电站中测量tev和tgpr的方法 |
| CN113433435A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于电信号的陡波测量触发装置 |
-
2017
- 2017-01-18 CN CN201720056439.5U patent/CN206725633U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730951A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种在气体绝缘变电站中测量tev和tgpr的方法 |
| CN112730951B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-06-27 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种在气体绝缘变电站中测量tev和tgpr的方法 |
| CN113433435A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于电信号的陡波测量触发装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103913679B (zh) | 高压开关柜局部放电在线监测系统 | |
| Pearson et al. | Partial discharge diagnostics for gas insulated substations | |
| CN103197212B (zh) | Gis局部放电在线监测校验仪及其配置验证方法 | |
| CN103278709B (zh) | 一种输电线路雷电行波特性测试系统 | |
| CN103487679B (zh) | 一种ais电子互感器测试系统及其方法 | |
| 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 | |
| CN103091609A (zh) | 一种gis局部放电在线监测装置性能检测系统及其方法 | |
| CN104155626B (zh) | 一种检测电压互感器抵御地电位升高能力的系统 | |
| CN206725633U (zh) | 一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置 | |
| CN203502582U (zh) | 基于隔离开关分合容性小电流的gis电子互感器测试系统 | |
| CN105116262A (zh) | 电缆屏蔽测试系统及测试方法 | |
| CN203376466U (zh) | 一种电力变压器局部放电超声传感器的检测校验系统 | |
| Boggs et al. | Coupling devices for the detection of partial discharges in gas-insulated switchgear | |
| CN203502581U (zh) | 基于隔离开关分合容性小电流的ais电子互感器测试系统 | |
| Yuanji et al. | Statistical characteristics of transient enclosure voltage in ultra-high-voltage gas-insulated switchgear | |
| Lihui et al. | Measurement of transient electromagnetic coupling and interference caused by disconnector operation in substation | |
| CN103217659A (zh) | 特快速暂态过电压测量系统的标定方法与标定装置 | |
| CN203773009U (zh) | 高压开关柜局部放电在线监测系统 | |
| Cai et al. | Measurement of transient enclosure voltage in a 220kV gas insulated substation | |
| CN113238086A (zh) | 基于光学电压传感器的gis暂态壳体电压在线监测系统 | |
| CN113433435A (zh) | 一种基于电信号的陡波测量触发装置 | |
| CN203535206U (zh) | Gis局部放电仿真系统 | |
| Barrack et al. | Fast transient radiated and conducted electromagnetic interference measurement within power system substations | |
| Zhang et al. | Characteristics analysis of switching transient disturbance to secondary equipment port of 1000kV substation | |
| Luo | Transient earth voltage (TEV) based partial discharge detection and analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |