一種高壓差分測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高壓脈沖測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種GIS瞬態(tài)外殼電壓測(cè)量用高壓差分測(cè)量
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(gas-1nsulated switchgear，GIS)由于體積小、可靠性高、安裝簡(jiǎn)單、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
[0003]GIS中隔離開(kāi)關(guān)等元件操作產(chǎn)生的特快速暫態(tài)過(guò)電壓(very fast transientovervoltage, VFTO)在GIS中傳播，在波阻抗不連續(xù)處使得GIS外殼電位瞬時(shí)升高，產(chǎn)生瞬態(tài)外殼電壓(transient enclosure voltage，TEV)。TEV會(huì)對(duì)二次設(shè)備和工作人員的安全構(gòu)成威脅，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，GIS附屬的智能化組件越來(lái)越多，這種威脅越來(lái)越嚴(yán)重，為了更深入地研宄TEV抑制措施，首先必須對(duì)其進(jìn)行可靠地測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓差分測(cè)量裝置:
[0005]所述裝置包括:正極高壓臂、負(fù)極高壓臂、正極雙屏蔽電纜、負(fù)極雙屏蔽電纜、正極同軸衰減器、負(fù)極同軸衰減器、正極匹配電阻、負(fù)極匹配電阻和示波器；
[0006]所述正極高壓臂一端與正極測(cè)點(diǎn)相連接，另一端通過(guò)正極雙屏蔽電纜與正極同軸衰減器相連接，所述正極同軸衰減器的另一端與正極匹配電阻并聯(lián)后接入示波器中；
[0007]所述負(fù)極高壓臂一端與負(fù)極測(cè)點(diǎn)相連接，另一端通過(guò)負(fù)極雙屏蔽電纜與負(fù)極同軸衰減器相連接，所述負(fù)極同軸衰減器的另一端與負(fù)極匹配電阻并聯(lián)后接入示波器中；
[0008]所述示波器用于獲得被測(cè)點(diǎn)之間的差分信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為一個(gè)實(shí)施例中的高壓差分測(cè)量裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為一個(gè)實(shí)施例中的差分測(cè)量裝置高壓臂結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓差分測(cè)量裝置；
[0012]所述裝置包括:正極高壓臂、負(fù)極高壓臂、正極雙屏蔽電纜、負(fù)極雙屏蔽電纜、正極同軸衰減器、負(fù)極同軸衰減器、正極匹配電阻、負(fù)極匹配電阻和示波器；
[0013]所述正極高壓臂一端與正極測(cè)點(diǎn)相連接，另一端通過(guò)正極雙屏蔽電纜與正極同軸衰減器相連接，所述正極同軸衰減器的另一端與正極匹配電阻并聯(lián)后接入示波器中；
[0014]所述負(fù)極高壓臂一端與負(fù)極測(cè)點(diǎn)相連接，另一端通過(guò)負(fù)極雙屏蔽電纜與負(fù)極同軸衰減器相連接，所述負(fù)極同軸衰減器的另一端與負(fù)極匹配電阻并聯(lián)后接入示波器中；
[0015]所述示波器用于得到正極測(cè)點(diǎn)與負(fù)極測(cè)點(diǎn)之間的差分信號(hào)。
[0016]本實(shí)施例通過(guò)正極高壓臂或負(fù)極高壓臂與正極或者負(fù)極雙屏蔽電纜相連接，對(duì)高壓信號(hào)進(jìn)行分壓，并將得到的低壓信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸給正極或者負(fù)極同軸衰減器，通過(guò)正極或者負(fù)極同軸衰減器的二次分壓后傳入示波器中，將正極探頭測(cè)量的信號(hào)與負(fù)極探頭測(cè)量的信號(hào)在示波器中相減得到差分電壓。
[0017]本實(shí)施例所述的裝置測(cè)量電壓上升時(shí)間約為3ns，部分響應(yīng)時(shí)間1.9ns，耐壓高于50kV，且抗干擾能力強(qiáng)。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，所述正極高壓臂和負(fù)極高壓臂具有相同的同軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述正極高壓臂和負(fù)極高壓臂包括:高壓側(cè)電極、低壓側(cè)電極、高壓側(cè)均壓套筒、低壓側(cè)均壓套筒、有機(jī)玻璃外筒、高壓電阻和掛鉤；
[0019]所述高壓側(cè)電極與低壓側(cè)電極通過(guò)有機(jī)玻璃外筒相連接；
[0020]所述高壓側(cè)均壓套筒固定在高壓側(cè)電極一端；
[0021]所述低壓側(cè)均壓套筒固定在低壓側(cè)電極一端；
[0022]所述高壓側(cè)電極通過(guò)掛鉤與正極測(cè)點(diǎn)或者負(fù)極測(cè)點(diǎn)相連接；
[0023]所述低壓側(cè)電極與正極雙屏蔽電纜或者負(fù)極雙屏蔽電纜連接；
[0024]所述高壓電阻為低感電阻，位于所述正極高壓臂或負(fù)極高壓臂的中心處。
[0025]本實(shí)施例中，在高壓側(cè)電極與低壓側(cè)電極表面分別安裝合適長(zhǎng)度與直徑的高壓側(cè)均壓套筒和低壓側(cè)均壓套筒，由于在實(shí)際工作中，高壓導(dǎo)體對(duì)高壓臂電阻本身存在分布的雜散電容，低壓臂也同樣存在雜散的電容，而本實(shí)施例通過(guò)安裝均壓套筒使得所述測(cè)量裝置的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分壓比接近一致，獲得更好的方波響應(yīng)。
[0026]本實(shí)施例中的高壓電阻為低感電阻，所述高壓電阻減小了測(cè)量裝置的回路電感值，提高了所述裝置的高頻相應(yīng)性能。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，所述高壓側(cè)電極一端為圓筒結(jié)構(gòu)，所述圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述高壓側(cè)電極另一端為圓柱結(jié)構(gòu)，所述圓柱結(jié)構(gòu)的一端表面具有螺絲孔和沉頭通孔，所述螺絲孔用于將高壓側(cè)電極和掛鉤鏈接；所述沉頭通孔用于灌充絕緣油；所述高壓側(cè)電極的圓柱結(jié)構(gòu)的另一端表面的中心處具有圓柱狀空心凸臺(tái)，且所述圓柱狀空心凸臺(tái)穿過(guò)高壓側(cè)電極的圓筒結(jié)構(gòu)。
[0028]本實(shí)施例用于介紹高壓側(cè)電極的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其一端為圓筒結(jié)構(gòu)，另一端為實(shí)心圓柱結(jié)構(gòu)，其為圓筒結(jié)構(gòu)的一端的內(nèi)壁的一部分或者全部具有內(nèi)螺紋，所述高壓側(cè)電極具有圓柱結(jié)構(gòu)的一端通過(guò)所述掛鉤與被測(cè)點(diǎn)相連接，測(cè)量被測(cè)點(diǎn)的電壓。所述灌充的絕緣油可為93#變壓器油或其他變壓器油，用于調(diào)高高壓臂的耐壓值，并且提高了裝置的電壓測(cè)量范圍。所述空心凸臺(tái)用于將高壓電阻上端的香蕉頭插入其中，保證高壓電阻的固定及其與高壓側(cè)電極的電氣連接。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述低壓側(cè)電極一端為圓筒結(jié)構(gòu)，所述圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋；所述低壓側(cè)電極的另一端為圓柱結(jié)構(gòu)，且圓柱結(jié)構(gòu)一端的中心處設(shè)置有通孔。
[0030]所述低壓側(cè)電極圓筒結(jié)構(gòu)一端的內(nèi)螺紋長(zhǎng)度可以貫穿整個(gè)圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)壁或者只在圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁一部分上存在，此處不做限制。
[0031]所述有機(jī)玻璃外筒為圓筒結(jié)構(gòu)，且所述圓筒結(jié)構(gòu)的兩端外壁均設(shè)置外螺紋，所述外螺紋用于與高壓側(cè)電極圓筒結(jié)構(gòu)一端內(nèi)壁的內(nèi)螺紋和低壓側(cè)電極圓筒結(jié)構(gòu)一端內(nèi)壁的被螺紋相配合。
[0032]所述有機(jī)玻璃外筒兩端外幣的外螺紋長(zhǎng)度以能與高壓側(cè)電極圓筒結(jié)構(gòu)一端內(nèi)壁的內(nèi)螺紋和低壓側(cè)電極圓筒結(jié)構(gòu)一端內(nèi)壁的被螺紋相配合為準(zhǔn)，此處不做特別限制。
[0033]在本實(shí)施例中，所述有機(jī)玻璃外筒作為一個(gè)連接件，用于將高壓側(cè)電極與低壓側(cè)電極相連接，并且所述有機(jī)玻璃機(jī)械強(qiáng)度高，絕緣性能好，耐熱，易于成型且透光性好；選用有機(jī)玻璃材料作為外筒材料可以保證高壓側(cè)電極與低壓側(cè)電極之間良好絕緣，可以保證整個(gè)高壓臂良好的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)便于使用者觀察探頭內(nèi)部狀況；所述有機(jī)玻璃外筒的長(zhǎng)度以高壓電阻及一些連接件的長(zhǎng)度有關(guān)。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，所述正極高壓臂或者負(fù)極高壓臂還包括有香蕉頭、穿心桿、絕緣子和BNC接頭；所述高壓電阻為低感電阻，所述高壓電阻一端通過(guò)香蕉頭插入高壓側(cè)電極圓柱結(jié)構(gòu)一端表面中心處的圓柱狀空心凸臺(tái)中，所述高壓電阻的另一端通過(guò)穿心桿與絕緣子固定在低壓側(cè)電極圓柱結(jié)構(gòu)一端中心的通孔處；所述穿心桿與BNC接頭的插針的一端相連接，并通過(guò)穿心桿的拉緊螺母與低壓側(cè)電極絕緣固定；所述BNC接頭的插針的另一端與正極或負(fù)極雙屏蔽電纜一端的內(nèi)層導(dǎo)體相連接；所述BNC接頭的插殼固定于所述低壓側(cè)電極上，并與正極或負(fù)極雙屏蔽電纜一端的外層導(dǎo)體相連接。
[0035]進(jìn)一步，本實(shí)施例中所述的穿心桿為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以看作兩段不同直徑圓柱的同軸組合體，且兩個(gè)端面都有圓孔。低感電阻插入上端圓柱的圓孔中，BNC接頭的插針插入下端圓柱的圓孔中。穿心桿上端圓柱的直徑略大于下端圓柱，便于將其固定在下電極的中心孔上。
[0036]本實(shí)施例重點(diǎn)在闡述正極高壓臂或者負(fù)極高壓臂的結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件之間的位置和連接關(guān)系。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，所述正極雙屏蔽電纜與負(fù)極雙屏蔽電纜的兩端外層導(dǎo)體短路，用于消除電磁干擾。
[0038]在本實(shí)施例中，所述正極雙屏蔽電纜與負(fù)極雙屏蔽電纜長(zhǎng)度均為20m左右，方便進(jìn)行遠(yuǎn)端測(cè)量，本實(shí)施例中的正極雙屏蔽電纜與負(fù)極雙屏蔽電纜的兩端外層導(dǎo)體分別短路，由于所述正極高壓臂和負(fù)極高壓臂完全相同，正極和負(fù)極雙屏蔽電纜所述電纜完全相同，故外界干擾在兩根電纜外層導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)波將同時(shí)進(jìn)入電纜內(nèi)層中，通過(guò)正負(fù)電壓差消去此干擾。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，所述正極同軸衰減器和負(fù)極同軸衰減器的阻抗為50 Ω，帶寬4GHz，衰減 20dB。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，所述正極匹配電阻和負(fù)極匹配電阻的阻值為50Ω，用于與正極同軸衰減器和負(fù)極同軸衰減器的阻抗相匹配。
[0041]本實(shí)施例所述的正極或者負(fù)極阻抗匹配可以避免在示波器入口處出現(xiàn)反射波，保證示波器測(cè)到的信號(hào)為經(jīng)同軸衰減器衰減后的輸出信號(hào)。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，一種高壓差分測(cè)量裝置，包括正極高壓臂1，正極雙屏蔽電纜3，正極同軸衰減器5，負(fù)極高壓臂2，負(fù)極雙屏蔽電纜4，負(fù)極同軸衰減器6，2個(gè)50 Ω匹配電阻7。正極高壓臂I通過(guò)掛鉤8與正極測(cè)點(diǎn)連接，負(fù)極高壓臂2通過(guò)掛鉤8與負(fù)極測(cè)點(diǎn)連接，高壓臂和同軸衰減器通過(guò)雙屏蔽電纜連接，2條雙屏