WO2011157047A1 - 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统 - Google Patents

快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统 Download PDF

Info

Publication number
WO2011157047A1
WO2011157047A1 PCT/CN2011/000387 CN2011000387W WO2011157047A1 WO 2011157047 A1 WO2011157047 A1 WO 2011157047A1 CN 2011000387 W CN2011000387 W CN 2011000387W WO 2011157047 A1 WO2011157047 A1 WO 2011157047A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gis
high voltage
steep pulse
resistor
calibration system
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.)
Ceased
Application number
PCT/CN2011/000387
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2011157047A8 (zh
Inventor
丁卫东
王绍武
李志兵
孙凤举
李峰
马宾
张侨根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Xian Jiaotong University
Northwest Institute of Nuclear Technology
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Xian Jiaotong University
Northwest Institute of Nuclear Technology
State Grid Corp of China SGCC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, Xian Jiaotong University, Northwest Institute of Nuclear Technology, State Grid Corp of China SGCC filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to JP2013514532A priority Critical patent/JP5889884B2/ja
Publication of WO2011157047A1 publication Critical patent/WO2011157047A1/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2011157047A8 publication Critical patent/WO2011157047A8/zh
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/312—Contactless testing by capacitive methods

Definitions

  • the present invention relates to the field of capacitive sensor technology, and in particular, to a capacitive sensor calibration system for fast transient overvoltage measurement. Background technique
  • the VFTO (Very Good Transient Over-voltage) measurement capacitive sensor calibration system is to detect whether the performance of the capacitive sensor meets the requirements and determine the voltage divider ratio of the capacitive sensor.
  • the calibration system of the conventional commonly used VFTO capacitive sensor is shown in FIG. 1, and includes a steep pulse generator 101, a coaxial cable 102, an attenuator 103, a capacitive sensor 104, a first oscilloscope 105, and a second oscilloscope 106.
  • the working principle is that the steep pulse generator 101 is used as a signal source for generating a voltage pulse, and the voltage pulse is transmitted to the attenuator 103 and the capacitance sensor 104 through the coaxial cable 102, and the voltage pulse is generated on the attenuator 103 and the capacitance sensor 104.
  • the voltage, attenuator 103 is used as a reference for comparison.
  • the voltage across the attenuator 103 can be observed by the first oscilloscope 105 coupled to the attenuator 103; the voltage across the capacitive sensor 104 can be observed by the second oscilloscope 106 coupled to the capacitive sensor 104.
  • the performance and voltage division ratio of the capacitive sensor 104 can be verified.
  • the voltage generated by the steep pulse generator in the current capacitive sensor calibration system for VFTO measurement is not high enough, and the steepness is not enough to simulate the environment in which the VFTO occurs.
  • the existing calibration system does not use Gas Insulated Switchgear (GIS, Gas Insulated Switchgear), but there must be GIS knife gate operation in the actual system.
  • GIS Gas Insulated Switchgear
  • the prior art only uses a steep pulse generator to simulate the GIS knife. The pulse waveform, amplitude and steepness generated by the gate operation are different from the actual system. Far away. Therefore, the prior art capacitive sensor calibrated in a low voltage environment cannot be applied to an actual high voltage system, so that the calibrated capacitive sensor cannot meet the VFTO response time requirement.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a capacitance sensor calibration system for fast transient overvoltage measurement, which can accurately calibrate a capacitance sensor for VFTO measurement.
  • Embodiments of the present invention provide a capacitance sensor calibration system for fast transient overvoltage measurement, including: a high voltage steep pulse generator, a cone transfer tube, a capacitance sensor, a resistor divider, a coaxial cable, a first oscilloscope, and a second Oscilloscope
  • the high-voltage steep pulse generator is configured to generate a high-voltage steep pulse; the high-voltage steep pulse is transmitted through the tapered transfer tube to the capacitance sensor and the resistor divider disposed on the gas insulated metal-enclosed switch device GIS; The tapered transfer tube and the GIS are coaxially connected;
  • the resistor divider transmits a resistor divider signal to the first oscilloscope via a coaxial cable
  • the capacitive sensor transmits an electrical voltage division signal to the second oscilloscope via a coaxial cable.
  • the conical transfer cylinder comprises a conical transmission inner cylinder and a conical transmission outer cylinder;
  • the tapered transmission inner cylinder is disposed coaxially with the inner conductor of the GIS, and the radius of the bottom surface of the tapered transmission inner cylinder is the same as the radius of the inner conductor;
  • the conical transmission outer cylinder is disposed coaxially with the outer casing of the GIS, and the radius of the bottom surface of the conical transmission outer cylinder is the same as the radius of the outer casing.
  • the capacitive sensor is disposed on a casing flange of the GIS.
  • the resistor divider is disposed through the outer casing of the GIS.
  • the inner conductor of the GIS is symmetrically distributed with the capacitive sensor along a central axis of the GIS.
  • a matching resistor disposed at the end of the GIS is further included.
  • a post insulator disposed between the inner conductor and the outer casing on the top surface of the GIS.
  • the first matching resistor and the second matching resistor are radial water resistors.
  • the high voltage steep pulse generator comprises an adjustable high voltage direct current power source, a first resistor, a second resistor, a first capacitor and a first switch;
  • the first resistor, the first capacitor and the second resistor connected in series between the negative pole and the positive pole of the adjustable high voltage DC power supply;
  • the positive pole of the adjustable high voltage DC power source is grounded
  • the first switch is connected in parallel between the common end of the first resistor and the first capacitor;
  • the common terminal of the first capacitor and the second resistor serves as a high voltage steep pulse output of the high voltage steep pulse generator.
  • the voltage of the high voltage steep pulse generated by the high voltage steep pulse generator is adjustable from 5 kV to 100 kV, and the rise time of the high voltage steep pulse is less than or equal to 3 ns.
  • the pulse width of the high-voltage steep pulse generated by the high-voltage steep pulse generator is compared with the prior art, and the present invention has the following advantages:
  • the VFTO measuring capacitive sensor calibration system transmits a high-voltage steep pulse generated by a steep pulse generator to a capacitive sensor and a resistor divider disposed on the GIS cylinder through a cone transfer cylinder; the cone-shaped transfer cylinder can make a high-voltage steep pulse The distortion generated by the waveform becomes smaller, thereby mitigating the influence of the high-voltage steep pulse due to the transmission process, and the test repeatability of the tapered transfer cylinder is good.
  • the calibration system uses a high voltage steep pulse generator As a signal source, this is more in line with the actual waveform of the VFTO.
  • the capacitive sensor and the resistor divider are placed on the GIS tube, so that the capacitance sensor can be calibrated close to the actual installation conditions.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a calibration system of a capacitive sensor for VFTO measurement in the prior art
  • FIG. 2 is a structural diagram of a calibration system of a capacitance sensor for measuring VFTO provided by the present invention
  • FIG. 3 is a structural diagram of still another embodiment of a capacitance sensor calibration system for VFTO measurement provided by the present invention.
  • FIG. 4 is a structural diagram of a steep pulse generator according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • High-voltage steep pulse generator A pulse voltage source having a small rise time (preferably 3 ns in the embodiment of the invention) and a half-peak width reaching a certain requirement (about 100 ns in the embodiment of the invention).
  • Conical transfer cylinder A variable radius transmission line whose wave impedance can be gradually changed (variable impedance line) or remains unchanged (in the embodiment of the present invention, an equal impedance line is used, that is, remains unchanged).
  • FIG. 2 the figure is a structural diagram of a calibration system for a capacitance sensor for VFTO measurement provided by the present invention.
  • the capacitive sensor calibration system for measuring VFTO includes: A high voltage steep pulse generator 201, a conical transfer cylinder 202, a capacitive sensor 203, a resistor divider 204, a coaxial cable 205, a first oscilloscope 206, and a second oscilloscope 207.
  • the high-voltage steep pulse generator 201 is configured to generate a high-voltage steep pulse; the high-voltage steep pulse is transmitted through the tapered transfer cylinder 202 to the capacitive sensor 203 and the resistor divider 204 disposed on the GIS; The conical transfer cylinder 202 and the GIS are coaxially connected.
  • the voltage amplitude of the high voltage steep pulse generator 201 in this embodiment is adjustable from 5 kV to 100 kV, and the rising edge is less than or equal to 3 ns.
  • the high voltage steep pulse generator 201 is calibrated to a high voltage of up to 100 kV to meet the ultra high voltage calibration requirements.
  • the tapered transfer cylinder 202 produces less distortion to the waveform and has good test repeatability.
  • the resistor divider 204 transmits a resistor divider signal to the first oscilloscope 206 via the coaxial cable 205.
  • the capacitive sensor 203 transmits a capacitive voltage division signal to the second oscilloscope 207 via the coaxial cable 205.
  • the VTTO measurement capacitive sensor calibration system uses a precisely adjustable wide-range high-voltage steep pulse generator 201 as a signal source, and the generated pulse voltage is simultaneously transmitted to the capacitance sensor disposed on the GIS through the cone transfer tube 202.
  • 203 and resistor divider 204 wherein the voltage across resistor divider 204 is used as a reference voltage, and the voltage across capacitor sensor 203 is compared to the voltage across resistor divider 204 to determine the performance of the capacitor sensor.
  • the voltage across the capacitive sensor 203 can be observed from the second oscilloscope 207, and the voltage across the resistor divider 204 can be observed from the oscilloscope 206.
  • the VFTO measuring capacitive sensor calibration system transmits the high-voltage steep pulse generated by the steep pulse generator to the capacitive sensor and the resistor divider set on the GIS through the cone transfer tube; the high-pressure steep pulse waveform can be made by the cone transfer tube The resulting distortion becomes smaller, thereby mitigating the high-voltage steep pulse due to the influence of the transmission process, and the cone
  • the test tube has good test repeatability.
  • the calibration system uses a high-voltage steep pulse generator as a signal source, which is more in line with the actual environment of the VFTO.
  • the capacitive sensor and the resistor divider are placed on the GIS, which can be combined with the actual GIS action to better calibrate the capacitance. sensor.
  • FIG. 3 there is shown a block diagram of still another embodiment of a capacitance sensor calibration system for VFTO measurement provided by the present invention.
  • the tapered transfer cylinder includes a tapered transfer inner cylinder 202b and a tapered transfer outer cylinder 202a.
  • the tapered transfer inner cylinder 202b is disposed coaxially with the inner conductor 301a of the GIS, and the radius of the tapered transfer inner cylinder 202b is the same as the radius of the inner conductor 301a.
  • the tapered transfer outer cylinder 202a is disposed coaxially with the outer casing 301b of the GIS, and the radius of the bottom surface of the tapered transfer outer cylinder 202a is the same as the radius of the outer casing 301b.
  • the capacitive sensor 203 is disposed on a flange of the outer casing 301b of the GIS.
  • the resistor divider 204 is disposed on the inner conductor 301a of the GIS through the outer casing 301b of the GIS, and is symmetrically distributed along the central axis of the GIS with the capacitive sensor 203.
  • the VFTO measurement capacitive sensor calibration system provided by the embodiment further includes a matching resistor disposed at the end of the GIS.
  • a matching resistor disposed at the end of the GIS.
  • six hand holes capable of installing a matching resistor are preferably disposed at the end of the GIS, according to It is actually necessary to determine the number of matching resistors.
  • the most common configuration used in the test was to place three matching resistors on the same torus, with an angle of 120 degrees between each of the two matching resistors. Only two matching resistors are shown in Figure 3, which are the first matching resistor R1 and the second matching resistor R2.
  • the matching surface of the matching resistor is more than the resistor divider and the resistor.
  • the circular surface on which the sensor is located is closer to the bottom surface of the GIS.
  • the first matching resistor R1 and the second matching resistor R2 preferably use a radial water resistance, which can effectively eliminate the total reflection of the wave, thereby improving the waveform.
  • the VFTO measuring capacitive sensor calibration system further includes a post insulator 302, and the post insulator 302 is symmetrically disposed between the inner conductor 301a and the outer casing 301b of the top surface of the GIS.
  • the number of the pillar insulators is not limited, and the pillar insulator functions to securely support the inner conductor, and therefore is disposed in the annular space formed by the inner conductor 301a and the outer casing 301b to fix the position of the inner conductor.
  • three post insulators may be provided on the same annular surface of the annular space formed by the inner conductor and the outer casing, with each of the two post insulators being spaced 120 degrees apart.
  • FIG. 4 there is shown a block diagram of a high voltage steep pulse generator according to an embodiment of the present invention.
  • the high voltage steep pulse generator provided in this embodiment includes an adjustable high voltage DC power source 401, a first resistor Ra, a second resistor Rb, a first capacitor C1 and a first switch K1.
  • the first resistor Ra, the first capacitor C1 and the second resistor Rb are connected in series between the negative pole and the positive pole of the adjustable high voltage DC power source 401.
  • the positive pole of the adjustable high voltage DC power source 401 is grounded.
  • the first switch K1 is connected in parallel between the common terminal of the first resistor Ra and the first capacitor C1.
  • the common terminal of the first capacitor C1 and the second resistor Rb serves as a high-voltage steep pulse output terminal of the high-voltage steep pulse generator.
  • the voltage amplitude of the high-voltage steep pulse generator is adjustable from 5kV to 100kV, rising The edge is less than or equal to 3 ns and the pulse width is 100 ns.
  • the adjustable high-voltage DC power source charges the first capacitor to a certain amplitude (5kV-100kV adjustable) through the first resistor and the second resistor, under the action of the first switch K1, One end of the first capacitor is grounded, and the other end outputs a high-voltage pulse of a fast leading edge. As shown in FIG. 4, if the adjustable high-voltage DC power supply outputs a negative voltage, the output terminal of the end point b will obtain a positive pulse voltage.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统 技术领域
本发明涉及电容传感器技术领域， 特别涉及一种快速暂态过 电压测量用电容传感器标定系统。 背景技术
快速暂态过电压 ( VFTO， Very Fast Transient Over- voltage )测量用电容传感器标定系统是为了检测电容传感器的性 能是否满足要求和确定电容传感器的分压比。
现有常用的 VFTO 测量用电容传感器的标定系统如图 1 所 示， 包括陡脉冲发生器 101、 同轴电缆 102、 衰减器 103、 电容传 感器 104、 第一示波器 105和第二示波器 106。 其工作原理是， 陡脉冲发生器 101是作为信号源， 用于产生电压脉冲， 电压脉冲 通过同轴电缆 102传送给衰减器 103和电容传感器 104, 电压脉 沖在衰减器 103和电容传感器 104上产生电压， 衰减器 103是为 了作为比较的基准。 衰减器 103 上的电压可以通过与衰减器 103 连接的第一示波器 105观察到； 电容传感器 104上的电压可以通 过与电容传感器 104连接的第二示波器 106观察到。 通过比较第 一示波器 105和第二示波器 106上的电压波形和电压幅值， 便可 以验证电容传感器 104的性能和分压比。
但是， 目前这种 VFTO测量用电容传感器标定系统中的陡脉 冲发生器产生的电压不够高， 陡度不够， 无法模拟 VFTO发生的 环境。 而且， 现有的标定系统没有使用气体绝缘金属封闭开关设 备（GIS， Gas Insulated Switchgear ), 而实际系统中必然会有 GIS 刀闸操作， 现有技术只是使用了一个陡脉冲发生器来模拟 GIS 刀闸操作所产生的脉冲波形， 幅值和陡度都和实际系统相差 甚远。 因此， 现有技术中的在低压环境下标定出来的电容传感器 无法应用到实际的高压系统中， 这样标定出来的电容传感器也无 法满足 VFTO响应时间的要求。 发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速暂态过电压测量用 电容传感器标定系统， 能够准确标定 VFTO 测量用的电容传感 器。
本发明实施例提供一种快速暂态过电压测量用电容传感器标 定系统， 包括: 高压陡脉冲发生器、 锥形传输筒、 电容传感器、 电阻分压器、 同轴电缆、 第一示波器和第二示波器;
所述高压陡脉冲发生器， 用于产生高压陡脉冲； 所述高压陡 脉冲通过所述锥形传输筒传输至设置于气体绝缘金属封闭开关设 备 GIS 上的所述电容传感器和电阻分压器； 所述锥形传输筒和 GIS同轴连接在一起；
所述电阻分压器通过同轴电缆将电阻分压信号传送至第一示 波器；
所述电容传感器通过同轴电缆将电 ^分压信号传送至第二示 波器。
优选地， 所述锥形传输筒包括锥形传输内筒和锥形传输外 筒；
所述锥形传输内筒与所述 GIS的内导体同轴设置， 锥形传输 内筒的底面半径与内导体的半径相同；
所述锥形传输外筒与所述 GIS的外壳同轴设置， 锥形传输外 筒的底面半径与所述外壳的半径相同。
优选地， 所述电容传感器设置于所述 GIS的外壳法兰上。 优选地， 所述电阻分压器穿过所述 GIS 的外壳设置于所述 GIS的内导体上， 与所述电容传感器沿所述 GIS的中心轴对称分 布。
优选地， 还包括设置于所述 GIS末端的匹配电阻。
优选地， 还包括设置于 GIS顶面， 所述内导体和外壳之间的 支柱绝缘子。
优选地， 所述第一匹配电阻和第二匹配电阻为辐射状水电 阻。
优选地， 所述高压陡脉冲发生器包括可调高压直流电源、 第 一电阻、 第二电阻、 第一电容和第一开关；
所述可调高压直流电源的负极和正极之间依次包括串联的第 一电阻、 第一电容和第二电阻；
所述可调高压直流电源的正极接地；
所述第一开关并联在地所述第一电阻和第一电容的公共端与 之间；
所述第一电容和第二电阻的公共端作为所述高压陡脉冲发生 器的高压陡脉冲输出端。
优选地， 所述高压陡脉沖发生器产生的高压陡脉冲的电压的 幅值在 5kV-100kV 可调， 高压陡脉冲的上升时间小于或等于 3ns。
优选地， 所述高压陡脉沖发生器产生的高压陡脉冲的脉宽为 与现有技术相比， 本发明具有以下优点：
该 VFTO测量用电容传感器标定系统， 通过锥形传输筒将陡 脉冲产生器产生的高压陡脉冲传输至设置于 GIS筒上的电容传感 器和电阻分压器； 由于锥形传输筒可以使高压陡脉冲波形产生的 畸变变小， 从而减轻高压陡脉冲由于传输过程受到的影响， 并且 锥形传输筒的试验重复性好。 该标定系统使用高压陡脉冲产生器 作为信号源， 这样更符合 VFTO的实际波形， 另外将电容传感器 和电阻分压器设置于 GIS筒上， 这样可在接近实际安装条件的情 况下， 对电容传感器进行标定。 附图说明
图 1是现有技术中 VFTO测量用电容传感器的标定系统的结 构图；
图 2是本发明提供的 VFTO测量用电容传感器的标定系统结 构图；
图 3是本发明提供的 VFTO测量用电容传感器标定系统的又 一实施例结构图；
图 4是本发明实施例提供的陡脉冲发生器结构图。 具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明， 下面介绍 几个专业术语。
高压陡脉冲发生器: 一种脉冲电压源， 其上升时间小 （本发 明实施例中优选 3ns ), 半峰值宽度达到一定要求（本发明实施例 中约选择 100ns )。
锥形传输筒： 一种变半径的传输线， 其波阻抗可以逐渐改变 (变阻抗线）或保持不变 （本发明实施例中釆用了等阻抗线， 即 保持不变）。
为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下 面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图 2， 该图为本发明提供的 VFTO测量用电容传感器的 标定系统结构图。
本实施例提供的 VFTO测量用电容传感器标定系统， 包括： 高压陡脉冲发生器 201、 锥形传输筒 202、 电容传感器 203、 电阻 分压器 204、 同轴电缆 205、 第一示波器 206和第二示波器 207。
所述高压陡脉冲发生器 201， 用于产生高压陡脉冲； 所述高 压陡脉冲通过所述锥形传输筒 202传输至设置于 GIS上的所述电 容传感器 203和电阻分压器 204; 所述锥形传输筒 202和 GIS同 轴连接在一起。
本实施例中的高压陡脉冲发生器 201 的电压幅值在 5kV- 100kV可调， 上升沿小于或等于 3ns。 该高压陡脉冲发生器 201 标定所使用的电压高， 最高可达到 100kV， 满足超高压的标定要 求。
锥形传输筒 202对波形产生的畸变较小， 试验重复性好。
所述电阻分压器 204通过同轴电缆 205将电阻分压信号传送 至第一示波器 206。
所述电容传感器 203通过同轴电缆 205将电容分压信号传送 至第二示波器 207。
本实施例提供的 VTTO测量用电容传感器标定系统， 以精确 可调的宽范围高压陡脉冲发生器 201作为信号源， 产生的脉冲电 压经过锥形传输筒 202 同时传送给设置于 GIS 上的电容传感器 203 和电阻分压器 204， 其中电阻分压器 204上的电压作为基准 电压， 电容传感器 203 上的电压与电阻分压器 204 上的电压比 较， 以此判断电容传感器的性能。 电容传感器 203上的电压可以 从第二示波器 207上观测到， 电阻分压器 204上的电压可以从笫 一示波器 206上观测到。
该 VFTO测量用电容传感器标定系统， 通过锥形传输筒将陡 脉冲产生器产生的高压陡脉冲传输至设置于 GIS上的电容传感器 和电阻分压器； 由于锥形传输筒可以使高压陡脉冲波形产生的畸 变变小， 从而减轻高压陡脉冲因为传输过程受到的影响， 并且锥 形传输筒的试验重复性好。 该标定系统使用高压陡脉沖产生器作 为信号源， 这样更符合 VFTO的实际环境， 另外将电容传感器和 电阻分压器设置于 GIS 上， 这样和实际的 GIS 动作结合起来， 可以更好地标定电容传感器。
下面結合图 3详细介绍本发明提供的 VFTO测量用电容传感 器标定系统的具体结构。
参见图 3, 该图为本发明提供的 VFTO测量用电容传感器标 定系统的又一实施例结构图。
如图 3 所示， 所述锥形传输筒包括锥形传输内筒 202b和锥 形传输外筒 202a。
所述锥形传输内筒 202b与所述 GIS 的内导体 301a 同轴设 置， 锥形传输内筒 202b的;^面半径与内导体 301a的半径相同。
所述锥形传输外筒 202a与所述 GIS的外壳 301b同轴设置， 锥形传输外筒 202a的底面半径与所述外壳 301b的半径相同。
所述电容传感器 203设置于所述 GIS 的外壳 301b 的法兰 上。
所述电阻分压器 204穿过所述 GIS的外壳 301b设置于所述 GIS的内导体 301a上， 与所述电容传感器 203沿所述 GIS的中 心轴对称分布。
本实施例提供的 VFTO测量用电容传感器标定系统， 还包括 设置于所述 GIS末端的匹配电阻， 需要说明的是， 本实施例中优 选在 GIS末端设置六个可以安装匹配电阻的手孔， 根据实际需要 来确定匹配电阻的数目。 试验中最常用的配置是， 在同一个圆环 面上设置三个匹配电阻， 每两个匹配电阻之间的夹角是 120度。 图 3 中仅示出了两个匹配电阻， 分别是第一匹配电阻 R1 和第二 匹配电阻 R2。
需要说明的是， 匹配电阻所在的圆面比所述电阻分压器和电 容传感器所在的圆面更靠近 GIS的底面。
需要说明的是， 本实施例中所述第一匹配电阻 R1 和第二匹 配电阻 R2优选釆用辐射状水电阻， 可以有效消除波的全反射现 象， 从而改善波形。
本实施例提供的 VFTO测量用电容传感器标定系统， 还包括 支柱绝缘子 302， 所述支柱绝缘子 302对称设置在所述 GIS顶面 的内导体 301a和外壳 301b之间。 需要说明的是， 不限定所述支 柱绝缘子的个数， 支柱绝缘子的作用是固定支撑内导体， 因此设 置在内导体 301a与外壳 301b构成的环形空间内， 以使内导体的 位置固定。 例如， 可以设置三个支柱绝缘子， 在内导体与外壳组 成的环形空间的同一个环形面上设置， 每两个支柱绝缘子之间间 隔 120度。
下面结合图 4详细介绍本发明实施例提供的高压陡脉冲发生 器的结构。
参见图 4， 该图为本发明实施例提供的高压陡脉冲发生器结 构图。
本实施例提供的高压陡脉沖发生器包括可调高压直流电源 401、 第一电阻 Ra、 第二电阻 Rb、 第一电容 C1 和第一开关 K1.
所述可调高压直流电源 401 的负极和正极之间依次包括串联 的第一电阻 Ra、 第一电容 C1和第二电阻 Rb。
所述可调高压直流电源 401的正极接地。
所述第一开关 K1并联在地所迷第一电阻 Ra和笫一电容 C1 的公共端与之间。
所述第一电容 C1 和第二电阻 Rb 的公共端作为所述高压陡 脉冲发生器的高压陡脉沖输出端。
所述高压陡脉冲发生器的电压幅值在 5kV-100kV可调， 上升 沿小于或等于 3ns， 脉宽为 100ns。
高压陡脉冲发生器的工作原理是： 可调高压直流电源通过第 一电阻和第二电阻使第一电容充电到一定幅值 （5kV-100kV 可 调）， 在第一开关 K1的作用下， 使第一电容的一端接地， 另一端 输出快前沿的高压脉冲， 如图 4所示， 如果可调高压直流电源输 出负电压， 则端点 b所在的输出端将得到正极性的脉冲电压。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作 任何形式上的限制。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而 并非用以限定本发明。 任何熟悉本领域的技术人员， 在不脱离本 发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的方法和技术内容 对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰， 或修改为等同变 化的等效实施例。 因此, 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依 据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、 等同变 化及修饰， 均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

权 利 要 求
1、 一种快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统， 其特 征在于， 包括： 高压陡脉沖发生器、 锥形传输筒、 电容传感器、 电阻分压器、 同轴电缆、 第一示波器和第二示波器；
所述高压陡脉沖发生器， 用于产生高压陡脉冲； 所述高压陡 脉沖通过所述锥形传输筒传输至设置于气体绝缘金属封闭开关设 备 GIS 上的所述电容传感器和电阻分压器； 所述雉形传输筒和 GIS同轴连接在一起；
所述电阻分压器通过同轴电缆将电阻分压信号传送至第一示 波器；
所述电容传感器通过同轴电缆将电容分压信号传送至第二示 波器。
2、 根据权利要求 1 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述锥形传输筒包括锥形传输内筒和 锥形传输外筒；
所述锥形传输内筒与所述 GIS的内导体同轴设置， 锥形传输 内筒的底面半径与内导体的半径相同；
所述锥形传输外筒与所述 GIS的外壳同轴设置， 锥形传输外 筒的底面半径与所述外壳的半径相同。
3、 根据权利要求 2 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述电容传感器设置于所述 GIS的外 壳法兰上。
4、 根据权利要求 3 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述电阻分压器穿过所述 GIS的外壳 设置于所述 GIS 的内导体上， 与所述电容传感器沿所述 GIS 的 中心轴对称分布。
5、 根据权利要求 1 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 还包括设置于所述 GIS末端的匹配电 阻。
6、 根据权利要求 1 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 还包括设置于 GIS顶面， 所述内导体 和外壳之间的支柱绝缘子。
7、 根据权利要求 5 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述第一匹配电阻和第二匹配电阻为 辐射状水电阻。
8、 根据权利要求 1 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述高压陡脉沖发生器包括可调高压 直流电源、 第一电阻、 第二电阻、 第一电容和第一开关；
所述可调高压直流电源的负极和正极之间依次包括串联的第 一电阻、 第一电容和第二电阻;
所述可调高压直流电源的正极接地；
所述第一开关并联在地所述第一电阻和第一电容的公共端与 之间；
所述第一电容和第二电阻的公共端作为所述高压陡脉冲发生 器的高压陡脉冲输出端。
9、 根据权利要求 1 所述的快速暂态迚电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述高压陡脉冲发生器产生的高压陡 脉沖的电压的幅值在 5kV-100kV可调， 高压陡脉沖的上升时间小 于或等于 3nSo
10、 根据权利要求 8 所述的快速暂态过电压测量用电容传感 器标定系统， 其特征在于， 所述高压陡脉冲发生器产生的高压陡 脉冲的脉宽为 100ns。
PCT/CN2011/000387 2010-06-17 2011-03-11 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统 Ceased WO2011157047A1 (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013514532A JP5889884B2 (ja) 2010-06-17 2011-03-11 非常に高速な過渡過電圧測定で使用される静電容量センサを較正するシステム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010204642 CN101865987B (zh) 2010-06-17 2010-06-17 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统
CN201010204642.5 2010-06-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011157047A1 true WO2011157047A1 (zh) 2011-12-22
WO2011157047A8 WO2011157047A8 (zh) 2013-01-31

Family

ID=42957788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2011/000387 Ceased WO2011157047A1 (zh) 2010-06-17 2011-03-11 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5889884B2 (zh)
CN (1) CN101865987B (zh)
WO (1) WO2011157047A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103105521A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 华北电力大学 Vfto远程测量系统及方法
CN108875147A (zh) * 2018-05-28 2018-11-23 武汉理工大学 一种vfto数学表达式拟合方法
CN108957265A (zh) * 2018-08-27 2018-12-07 云南电网有限责任公司电力科学研究院 高凝露地区瓷套vfto闪络特性下降率试验装置及方法
CN108957264A (zh) * 2018-08-27 2018-12-07 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Vfto和雷击过电压作用下的gis试验系统及方法
CN111537778A (zh) * 2020-04-25 2020-08-14 中国原子能科学研究院 一种脉冲高压测量装置
US11644484B2 (en) 2018-12-17 2023-05-09 G & W Electric Company Electrical sensor assembly
US11740261B2 (en) 2016-10-14 2023-08-29 G & W Electric Company Capacitive voltage sensor assembly
US11774481B2 (en) 2018-12-17 2023-10-03 G & W Electric Company Electrical sensor assembly
US11815529B2 (en) 2018-03-30 2023-11-14 G & W Electric Company Constructive system regarding a capacitive sensor
CN117192224A (zh) * 2023-09-28 2023-12-08 武汉朗德电气有限公司 一种gis盆式绝缘子介质损耗测试装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101799488B (zh) * 2010-02-23 2011-12-21 清华大学 一种标定电压的产生装置和方法
CN101865987B (zh) * 2010-06-17 2013-01-02 西安交通大学 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统
CN102136831B (zh) * 2011-01-14 2013-04-24 西北核技术研究所 一种高电压重频脉冲产生器
CN103149545B (zh) * 2013-01-29 2016-05-11 华北电力大学 Vfto传感器的测试方法、装置、设备及系统
CN103217659B (zh) * 2013-04-17 2015-06-03 清华大学 特快速暂态过电压测量系统的标定方法与标定装置
CN103543316B (zh) * 2013-09-29 2015-12-09 国家电网公司 变压器绕组的暂态电压测量系统与方法
CN105372563B (zh) * 2015-10-22 2018-04-10 西安交通大学 一种特高压gis现场冲击试验暂态过电压抑制装置
CN105891689A (zh) * 2016-04-14 2016-08-24 国家电网公司 基于电容分压法vfto测量传感器的局放一体化探头
KR102359151B1 (ko) * 2017-03-17 2022-02-08 한국전력공사 개폐 서지 활선 측정 시스템 및 방법
CN107907806B (zh) * 2017-12-13 2020-11-06 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种基于gis盆式绝缘子分布电容的母线电压测量装置
CN108761296B (zh) * 2018-08-27 2023-11-21 云南电网有限责任公司电力科学研究院 低气压环境中外绝缘vfto脉冲损耗率试验装置及方法
CN109061419B (zh) * 2018-08-27 2020-11-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 复合vfto作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法
CN110609247A (zh) * 2019-09-19 2019-12-24 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种暂态地电压局部放电检测仪校准系统
CN112763959A (zh) * 2020-12-24 2021-05-07 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台
CN114814401A (zh) * 2021-11-12 2022-07-29 国网新源控股有限公司 一种用于抽水蓄能电站的gis陡波测量触发系统
CN114280411A (zh) * 2021-11-19 2022-04-05 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 一种获取电缆高频响应的试验方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0312050A2 (en) * 1987-10-14 1989-04-19 Hydro-Quebec High voltage measuring circuit coupled to the capacitive grounding tap bushing of an HV device
CN1858598A (zh) * 2005-05-02 2006-11-08 三菱电机株式会社 气体绝缘设备的电压检测装置
CN1858599A (zh) * 2005-05-02 2006-11-08 三菱电机株式会社 电压检测装置
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
CN101458273A (zh) * 2008-12-26 2009-06-17 西北电网有限公司 一种gis内部特快速暂态过电压测量用传感器
CN101865987A (zh) * 2010-06-17 2010-10-20 西安交通大学 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0470568A (ja) * 1990-07-12 1992-03-05 Toshiba Corp サージ電圧センサ
JPH09281173A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Nikon Corp 静電気放電シミュレータ
DE19719521A1 (de) * 1997-05-09 1998-11-19 Felten & Guilleaume Energie Spannungssensor für Meß- und Schutzwerke für Mittelspannungsschaltanlagen
CN2593431Y (zh) * 2002-12-13 2003-12-17 广东长园电缆附件有限公司 一种电缆终端
CN2779413Y (zh) * 2004-05-31 2006-05-10 綦南供电局 10kv电力系统过电压在线监测装置
JP2006337357A (ja) * 2005-05-02 2006-12-14 Mitsubishi Electric Corp 電圧検出装置
CN201226010Y (zh) * 2008-03-05 2009-04-22 国网武汉高压研究院 平板型快速陡波vfto传感器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0312050A2 (en) * 1987-10-14 1989-04-19 Hydro-Quebec High voltage measuring circuit coupled to the capacitive grounding tap bushing of an HV device
CN1858598A (zh) * 2005-05-02 2006-11-08 三菱电机株式会社 气体绝缘设备的电压检测装置
CN1858599A (zh) * 2005-05-02 2006-11-08 三菱电机株式会社 电压检测装置
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
CN101458273A (zh) * 2008-12-26 2009-06-17 西北电网有限公司 一种gis内部特快速暂态过电压测量用传感器
CN101865987A (zh) * 2010-06-17 2010-10-20 西安交通大学 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103105521A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 华北电力大学 Vfto远程测量系统及方法
US11740261B2 (en) 2016-10-14 2023-08-29 G & W Electric Company Capacitive voltage sensor assembly
US12111337B2 (en) 2018-03-30 2024-10-08 G & W Electric Company Constructive system regarding a capacitive sensor
US11815529B2 (en) 2018-03-30 2023-11-14 G & W Electric Company Constructive system regarding a capacitive sensor
CN108875147A (zh) * 2018-05-28 2018-11-23 武汉理工大学 一种vfto数学表达式拟合方法
CN108875147B (zh) * 2018-05-28 2023-09-22 武汉理工大学 一种vfto数学表达式拟合方法
CN108957264A (zh) * 2018-08-27 2018-12-07 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Vfto和雷击过电压作用下的gis试验系统及方法
CN108957264B (zh) * 2018-08-27 2023-10-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Vfto和雷击过电压作用下的gis试验系统及方法
CN108957265B (zh) * 2018-08-27 2024-04-09 云南电网有限责任公司电力科学研究院 高凝露地区瓷套vfto闪络特性下降率试验装置及方法
CN108957265A (zh) * 2018-08-27 2018-12-07 云南电网有限责任公司电力科学研究院 高凝露地区瓷套vfto闪络特性下降率试验装置及方法
US11644484B2 (en) 2018-12-17 2023-05-09 G & W Electric Company Electrical sensor assembly
US11774481B2 (en) 2018-12-17 2023-10-03 G & W Electric Company Electrical sensor assembly
US12196785B2 (en) 2018-12-17 2025-01-14 G & W Electric Company Electrical sensor assembly
CN111537778A (zh) * 2020-04-25 2020-08-14 中国原子能科学研究院 一种脉冲高压测量装置
CN117192224B (zh) * 2023-09-28 2024-02-20 武汉朗德电气有限公司 一种gis盆式绝缘子介质损耗测试装置
CN117192224A (zh) * 2023-09-28 2023-12-08 武汉朗德电气有限公司 一种gis盆式绝缘子介质损耗测试装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013532281A (ja) 2013-08-15
CN101865987A (zh) 2010-10-20
JP5889884B2 (ja) 2016-03-22
WO2011157047A8 (zh) 2013-01-31
CN101865987B (zh) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011157047A1 (zh) 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统
CN101799488B (zh) 一种标定电压的产生装置和方法
CN101865939B (zh) 一种快速暂态过电压的生成装置
CN103605053B (zh) 冲击电压下气体绝缘组合电器局部放电试验装置及方法
CN101788603B (zh) 一种vfto测量系统
CN107677939A (zh) 一种电力gis局部放电源的定位方法
CN104777443A (zh) 一种局部放电特高频传感器的性能测试装置与测试方法
CN103278750A (zh) 陡前沿冲击电压现场gis试验装置
Sharath et al. Prediction of impulse voltage-time characteristics of air and oil insulation for different wavefronts
CN205333789U (zh) 一种冲击电压试验系统
CN102621415A (zh) 一种电快速瞬变脉冲群骚扰实验系统
CN107765176A (zh) 气体绝缘开关陡前沿冲击电压确定方法及装置
CN102053236A (zh) 一种方波发生器、电阻分压器标定系统和方法
CN103149545B (zh) Vfto传感器的测试方法、装置、设备及系统
CN110854809B (zh) 变压器中性点保护装置的检测方法及保护装置
CN108710073B (zh) T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统
CN103163348B (zh) 一种真空用脉冲高压电阻分压器
CN107576828B (zh) 冲击电压发生器多开关同步触发装置及方法
CN109557490B (zh) 基于脉冲电流源用于快脉冲测量探头的标定装置及方法
CN207424026U (zh) 冲击电压发生器多开关同步触发装置
CN110672891A (zh) 一种用于分压器标定的方波发生器
Li et al. Experimental research on partial discharge radiated UHF signal attenuation characteristics in GIS
CN202886537U (zh) 一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置
CN202533522U (zh) 一种浪涌抗扰度实验系统
Arsic et al. The influence of the Low-Voltage capacitor dielectric material on the capacitive probe response in the nanosecond range

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11795014

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013514532

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11795014

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1