專利名稱：6～35kv電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行在線監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)的對(duì)象為過(guò)電壓。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)運(yùn)行中(因雷擊或換路)出現(xiàn)超過(guò)電氣設(shè)備額定電壓的電壓叫做過(guò)電壓，運(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)會(huì)損壞設(shè)備引起停電事故。為防止過(guò)電壓損壞設(shè)備安裝有避雷器等過(guò)電壓保護(hù)裝置。但是在6～35KV系統(tǒng)安裝了大量的避雷器等過(guò)電壓保護(hù)裝置，過(guò)電壓事故率(變壓器等高壓設(shè)備損壞或引起停電事故)仍然較高。迄今為止對(duì)于問(wèn)題的研究只是停留在理論和實(shí)驗(yàn)室模擬研究水平，沒(méi)有實(shí)際事故波過(guò)程的案例對(duì)應(yīng)。這是由于運(yùn)行系統(tǒng)沒(méi)有能夠在過(guò)電壓出現(xiàn)時(shí)實(shí)時(shí)記錄下事故波過(guò)程的在線(與系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行)監(jiān)測(cè)裝置，難以分析出事故的確切原因(是由于過(guò)電壓幅值或陡度超過(guò)設(shè)備的承受能力，或者設(shè)備的絕緣水平降低，還是保護(hù)裝置有問(wèn)題)，提出防范對(duì)策。
電力系統(tǒng)現(xiàn)有的在線故障錄波器采用電壓互感器作為傳感器，由于電壓互感器的時(shí)間響應(yīng)較長(zhǎng)，通常在20毫秒以上，且由于通過(guò)電磁感應(yīng)變換電壓，獲得的暫態(tài)波形是畸形的，因此只適用于對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓事故的采樣。而雷擊過(guò)電壓擊穿事故波過(guò)程通常是微秒數(shù)量級(jí)，如標(biāo)準(zhǔn)雷電過(guò)電壓波是1.5/50微妙。需要納秒(nS)數(shù)量級(jí)響應(yīng)時(shí)間的錄波裝置才能記錄到過(guò)電壓事故波過(guò)程。內(nèi)部過(guò)電壓事故波過(guò)程通常是毫秒到秒數(shù)量級(jí)，如操作過(guò)電壓波通常在幾十毫秒到數(shù)百毫秒內(nèi)完成。因此也需要納秒(nS)數(shù)量級(jí)高響應(yīng)特性和寬頻帶的錄波裝置才能記錄到過(guò)電壓事故波過(guò)程。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置。該裝置具有響應(yīng)特性好，能穩(wěn)定在線運(yùn)行，自動(dòng)捕捉6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓事件波過(guò)程。為電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)電壓事故分析提供技術(shù)支持，為電氣設(shè)備防止過(guò)電壓損壞積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是這樣的即一種6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置，該裝置結(jié)構(gòu)包括高壓臂和低壓臂，高壓臂包括高壓電容、阻尼電阻和絕緣外護(hù)套，低壓臂包括低壓電容、低壓阻尼電阻、保護(hù)間隙、分壓輸出端及金屬屏蔽殼體；高壓臂和低壓臂串聯(lián)。
上述裝置能夠達(dá)到的技術(shù)效果是顯著的即它具有200納秒以下的時(shí)間響應(yīng)特性，能夠捕捉到暫態(tài)過(guò)程中的過(guò)電壓信號(hào)。采樣電壓為6～35千伏，輸出電壓為±40伏以內(nèi)，絕緣水平大于運(yùn)行電壓等級(jí)設(shè)備的1.1～1.5倍，其絕緣外護(hù)套的爬電距離大于2.1厘米/千伏，長(zhǎng)期在線運(yùn)行，在一般事故狀態(tài)下?lián)p壞率低，能夠確保事故狀態(tài)下的穩(wěn)定采樣。


本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)及其工作可以通過(guò)附圖給出的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例有如下的附圖附圖1為本發(fā)明的等效電路原理邏輯框圖；附圖2為本發(fā)明傳感器的電路原理和結(jié)構(gòu)剖面圖；附圖3為本發(fā)明用于6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖1、2，在實(shí)施例中高壓臂包括高壓電容C1、阻尼電阻R1和絕緣外護(hù)套1，低壓臂包括低壓電容C2、低壓阻尼電阻R2、保護(hù)間隙g、分壓輸出端電纜連接柱J及金屬屏蔽殼體2；高壓臂的絕緣外護(hù)套為硅橡膠外護(hù)套，其爬電距離不小于21mm/kv，高壓臂絕緣外護(hù)套下端與低壓臂屏蔽殼體上端采用絕緣緊固連接；低壓臂由若干個(gè)電容同軸并聯(lián)，表面涂有絕緣涂料層，裝在金屬屏蔽外殼內(nèi)，在低壓臂的低壓電容上并聯(lián)有保護(hù)間隙，即氖氣管，當(dāng)因故使低壓臂電容過(guò)壓時(shí)，保護(hù)間隙放電起到保護(hù)作用；分壓輸出端通過(guò)匹配電阻R3連接電纜連接柱J。
上述裝置的輸出端的分壓比在10KV系統(tǒng)時(shí)，取k＝1500～2000，在35KV系統(tǒng)時(shí)時(shí)，k＝5000～5500，輸出電壓信號(hào)在3.5～3 5伏之間，傳輸抗干擾能力強(qiáng)、弱電設(shè)備又可以承受。高壓臂電容C1為200～300pF，在高壓臂中串接阻尼電阻R1取50～150歐，低壓臂電容C2取0.25～0.55uF，時(shí)間常數(shù)為C1R1小于20～100ns，滿足運(yùn)行和采樣的要求。
上述裝置在使用的時(shí)候，在線與系統(tǒng)所有電力設(shè)備并列運(yùn)行，將系統(tǒng)三相對(duì)地電壓降低到設(shè)定范圍(降低1500～5500倍)，并通過(guò)同軸屏蔽電纜送到前置電路。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓出現(xiàn)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，前置電路自動(dòng)觸發(fā)采樣記錄下過(guò)電壓波過(guò)程，并且以時(shí)間為序、為事件名儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)指定位置，隨即發(fā)出警報(bào)。管理人員可以實(shí)時(shí)或隨機(jī)進(jìn)行在線或脫機(jī)分析處理。為過(guò)電壓事故分析提供技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1.一種6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置，該裝置結(jié)構(gòu)包括高壓臂和低壓臂，高壓臂和低壓臂串聯(lián)，高壓臂包括高壓電容(C1)、阻尼電阻(R1)和硅橡膠絕緣外護(hù)套(1)；低壓臂包括低壓電容(C2)、低壓阻尼電阻(R2)、保護(hù)間隙(g)、分壓輸出端(J)及金屬屏蔽殼體(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置，其特征是裝置的分壓比在10KV系統(tǒng)時(shí)，取k＝1500～2000；在35KV系統(tǒng)時(shí)，k＝5000～5500；輸出電壓信號(hào)在3.5～35伏之間；高壓臂電容C1為200～300pF，在高壓臂中串接阻尼電阻R1取50～150歐，低壓臂電容C2取0.25～0.55uF，時(shí)間常數(shù)為C1R1小于20～100ns；高壓臂絕緣外護(hù)套爬電距離不小于21mm/kv。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置，其特征是高壓臂絕緣外護(hù)套(1)下端與低壓臂屏蔽殼體(2)上端通過(guò)絕緣緊固件連接；低壓電容(C2)由若干個(gè)電容同軸并聯(lián)，表面涂有絕緣涂料層，裝在金屬屏蔽殼體內(nèi)。
全文摘要
一種6～35KV電力系統(tǒng)過(guò)電壓在線采樣裝置，該裝置結(jié)構(gòu)包括高壓臂和低壓臂，高壓臂包括高壓電容、阻尼電阻和絕緣外護(hù)套，低壓臂包括低壓電容、保護(hù)間隙、分壓輸出端及金屬屏蔽外套；高壓電容、阻尼電阻及低壓電容串聯(lián)，在低壓電容上并聯(lián)有保護(hù)間隙。裝置具有15～100納秒以下的時(shí)間響應(yīng)特性，能夠捕捉到暫態(tài)過(guò)程中的過(guò)電壓信號(hào)。采樣電壓為6～35千伏，長(zhǎng)期在線運(yùn)行，在一般事故狀態(tài)下?lián)p壞率低，能夠確保事故狀態(tài)下的穩(wěn)定采樣，獲得的過(guò)電壓信號(hào)通過(guò)前置處理電路及數(shù)據(jù)采集卡后被送往計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)、波形分析及顯示，為過(guò)電壓事故分析提供技術(shù)支持。
文檔編號(hào)H02H9/04GK1584607SQ20041002267
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者席世友, 孫財(cái)新 申請(qǐng)人:席世友