CN212872652U - 一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，包括金属极板、线材和信号调理电路，金属极板布置在待测带电电缆护层的下方；线材的一端与金属极板相连，另一端与信号调理电路相连。有益效果为：通过耦合电容的原理实现非接触式电压测量，与传统的电子互感器不同的是它与被测导体之间无电气连接，非接触式电压测量通过利用带电导体周围的电场强度值与带电导体自身的电压成正比的关系，从而实现对带电导体电压的非接触测量，其具有结构简单、暂态响应速度快、动态范围广以及绝缘强度低等优点，此种非接触式测量方式完全可以满足今后电网发展对传感器智能化以及准确测量故障信号的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及非接触式电缆护层电势测量技术领域，具体涉及一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置。
背景技术
在电力系统中，电压信号的获取主要靠电压互感器，电压互感器实现了高压侧与低压侧的电气隔离，当电力系统稳定运行时，电压互感器起降压的作用，将一次侧的高电压转换成测量仪表以及计量装置适合的工作电压，输电线路故障将会造成停电事故而这些事故会严重地危及到电力系统的安全，使其不能稳定运行，电压互感器可正确反映故障电压情况下的波形，互感器与自动装置和继电保护相配合，能对系统中出现的各种故障起保护和自动控制作用，电压互感器的稳定性与准确性对于电能结算的稳定性以及保证电网的安全稳定运行具有重要意义。
该种方式存在的问题是：
1、高压绕组和铁芯若承受高压就必须有很复杂的绝缘结构来达到保护的目的，而复杂的绝缘结构也会造成互感器的制造成本以及体积和重量的大量增加，且电压等级越高，绝缘就越困难，相应的造价也越高；
2、铁芯一般由硅钢片制作，磁导率非线性是此种材料最大的特点，因此互感器在工作时只有一段区域处于线性工作区间，这使得其动态测量范围缩小了，且超过这范围测量结果的精度将大大降低；
3、非线性的励磁电抗在电压出现激发扰动时，会导致铁芯饱和、励磁电抗急剧减小，使得它容易和线路对地电容甚至其他电气设备之间的杂散电容相匹配，构成谐振回路，最终产生谐振过电压，对系统的安全运行造成巨大威胁。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，以克服上述现有技术中的不足。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，包括金属极板、线材和信号调理电路，金属极板布置在待测带电电缆护层的下方，待测带电电缆护层内的带电电缆与金属极板之间形成耦合电容C1，金属极板与地形成对地电容C2；线材的一端与金属极板相连，另一端与信号调理电路相连。
本实用新型的有益效果是：
待测带电电缆护层位于金属极板上方，这样待测带电电缆护层内的带电电缆与金属极板之间会形成耦合电容C1，金属极板与地形成对地电容C2，实现电容分压器的功能，通过耦合电容的原理实现非接触式电压测量，与传统的电子互感器不同的是它与被测导体之间无电气连接，非接触式电压测量通过利用带电导体周围的电场强度值与带电导体自身的电压成正比的关系，从而实现对带电导体电压的非接触测量，本实用新型具有结构简单、暂态响应速度快、动态范围广以及绝缘强度低等优点，此种非接触式测量方式完全可以满足今后电网发展对传感器智能化以及准确测量故障信号的需求。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，金属极板为双层弧形金属极板，且金属极板的弧形凹面朝向待测带电电缆护层。
采用上述进一步的有益效果为：采用弧形设计是为了抑制待测带电电缆护层或者杂物对金属极板对地分布电容的影响，使所形成的电容分压器的分压更加稳定。
进一步，线材采用同轴屏蔽线材。
进一步，同轴屏蔽线材的一端与金属极板相连，另一端通过SMA同轴母头与信号调理电路相连。
采用上述进两步的有益效果为：采用同轴屏蔽线材可实现抑制杂物对所形成的电容分压器对地的影响。
进一步，待测带电电缆护层上套设有外壳，金属极板设置于外壳内。
采用上述进一步的有益效果为：方便金属极板的安装。
进一步，信号调理电路包括处在高压侧的前置电路、放大电路、A/D转换电路、串/并转换电路a、控制电路a、光纤收发器a、光纤收发器b，以及处在低压侧的光纤收发器c、光纤收发器d、串/并转换电路b、D/A转换电路、显示电路和控制电路b；
前置电路与SMA同轴母头串联，前置电路、放大电路、A/D转换电路、串/并转换电路a和光纤收发器a依次串联，控制电路a分别与前置电路和放大电路串联，光纤收发器b与控制电路a串联；
光纤收发器c、串/并转换电路b、D/A转换电路和显示电路依次串联，控制电路b与光纤收发器d串联；
光纤收发器a与光纤收发器c通过光纤电连接，光纤收发器b与光纤收发器d通过光纤电连接。
采用上述进一步的有益效果为：低压侧与高压侧之间通过光纤进行通讯，可以实现高压测和低压测的隔离。
进一步，信号调理电路包括处在高压侧的自检电路，自检电路与放大电路串联。
进一步，信号调理电路包括处在低压侧的存储电路，存储电路与D/A转换电路串联。
附图说明
图1为本实用新型所述基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置的部分结构图；
图2为信号调理电路的电路图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、金属极板,2、线材，3、母头，4、信号调理电路，401、前置电路，402、放大电路，403、A/D转换电路，404、串/并转换电路a，405、控制电路a，406、光纤收发器a，407、光纤收发器b，408、光纤收发器c，409、光纤收发器d，410、串/并转换电路b，411、D/A转换电路，412、显示电路，413、控制电路b，414、自检电路，415、存储电路，5、电缆护层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
如图1所示，一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，包括金属极板1、线材2和信号调理电路4，金属极板1布置在待测带电电缆护层5的下方，且金属极板1的弧形凹面朝向待测带电电缆护层5；线材2的一端与金属极板1相连，线材2的另一端与信号调理电路4相连。
其原理为：
待测带电电缆护层5位于金属极板1上方，待测带电电缆护层5与金属极板1之间会形成耦合电容C1，金属极板1与地形成对地电容C2，C1和C2会形成电容分压器，耦合电容C1和对地电容C2的值会影响电容分压器U1的值，根据电容C的计算公式
可知，电容的大小只与自身的性质有关，即金属极板1的尺寸、形状，金属极板1与带电电缆护层5之间的距离及介质，其工作原理是通过耦合电容C1和对地电容C2形成电容分压器，从而获取输电线路中的电压波形。
实施例2
如图1所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
金属极板1为双层弧形金属极板，且金属极板1的弧形凹面朝向待测带电电缆护层5。
实施例3
如图1、图2所示，本实施例为在实施例1或2的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
线材2采用同轴屏蔽线材，且同轴屏蔽线材的一端与金属极板1相连，同轴屏蔽线材的另一端通过SMA同轴母头3与信号调理电路4相连。
实施例4
如图1所示，本实施例为在实施例1～3任一实施例的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
待测带电电缆护层5上套设有外壳，金属极板1设置于外壳内。
实施例5
如图2所示，本实施例为在实施例3或4的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
信号调理电路4包括处在高压侧的前置电路401、放大电路402、A/D转换电路403、串/并转换电路a404、控制电路a405、光纤收发器a406、光纤收发器b407，以及处在低压侧的光纤收发器c408、光纤收发器d409、串/并转换电路b410、D/A转换电路411、显示电路412和控制电路b413；
前置电路401与SMA同轴母头3串联，前置电路401、放大电路402、A/D转换电路403、串/并转换电路a404和光纤收发器a406依次串联，控制电路a405分别与前置电路401和放大电路402串联，光纤收发器b407与控制电路a405串联；
光纤收发器c408、串/并转换电路b410、D/A转换电路411和显示电路412依次串联，控制电路b413与光纤收发器d409串联；
光纤收发器a406与光纤收发器c408通过光纤电连接，光纤收发器b407与光纤收发器d409通过光纤电连接。
实施例6
如图2所示，本实施例为在实施例5的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
信号调理电路4包括处在高压侧的自检电路414，自检电路414与放大电路402串联。
实施例7
如图2所示，本实施例为在实施例5或6的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
信号调理电路4包括处在低压侧的存储电路415，存储电路415与D/A转换电路411串联。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，包括金属极板(1)、线材(2)和信号调理电路(4)，所述金属极板(1)布置在待测带电电缆护层(5)的下方，以使待测带电电缆护层(5)内的带电电缆与金属极板(1)之间形成耦合电容C1，金属极板(1)与地形成对地电容C2；所述线材(2)的一端与所述金属极板(1)相连，另一端与所述信号调理电路(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，所述金属极板(1)为双层弧形金属极板，且所述金属极板(1)的弧形凹面朝向待测带电电缆护层(5)。
3.根据权利要求1所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，所述线材(2)采用同轴屏蔽线材。
4.根据权利要求3所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，所述同轴屏蔽线材的一端与所述金属极板(1)相连，另一端通过SMA同轴母头(3)与所述信号调理电路(4)相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，待测带电电缆护层(5)上套设有外壳，所述金属极板(1)设置于所述外壳内。
6.根据权利要求4所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，所述信号调理电路(4)包括处在高压侧的前置电路(401)、放大电路(402)、A/D转换电路(403)、串/并转换电路a(404)、控制电路a(405)、光纤收发器a(406)、光纤收发器b(407)，以及处在低压侧的光纤收发器c(408)、光纤收发器d(409)、串/并转换电路b(410)、D/A转换电路(411)、显示电路(412)和控制电路b(413)；
所述前置电路(401)与所述SMA同轴母头(3)串联，所述前置电路(401)、所述放大电路(402)、所述A/D转换电路(403)、所述串/并转换电路a(404)和所述光纤收发器a(406)依次串联，所述控制电路a(405)分别与所述前置电路(401)和所述放大电路(402)串联，所述光纤收发器b(407)与所述控制电路a(405)串联；
所述光纤收发器c(408)、所述串/并转换电路b(410)、所述D/A转换电路(411)和所述显示电路(412)依次串联，所述控制电路b(413)与所述光纤收发器d(409)串联；
所述光纤收发器a(406)与所述光纤收发器c(408)通过光纤电连接，所述光纤收发器b(407)与所述光纤收发器d(409)通过光纤电连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，所述信号调理电路(4)包括处在高压侧的自检电路(414)，所述自检电路(414)与所述放大电路(402)串联。
8.根据权利要求6所述的一种基于电场测量高电位电缆护层电压测量装置，其特征在于，所述信号调理电路(4)包括处在低压侧的存储电路(415)，所述存储电路(415)与所述D/A转换电路(411)串联。
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| CN113358912A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-07 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电压测量装置、电压测量方法和存储介质 |
| CN113358912B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-03-08 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电压测量装置、电压测量方法和存储介质 |
| CN113358914B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-04-15 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | 电压测量电路及其电压测量方法、电压测量设备 |
| US11703529B2 (en) | 2021-06-11 | 2023-07-18 | Digital Grid Research Institute, China So Po Grid | Voltage measurement device, voltage measurement method, and storage medium |
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