專利名稱：基于耦合電場的架空輸電線路過電壓測量傳感器的制作方法
基于耦合電場的架空輸電線路過電壓測量傳感器本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)過電壓測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及架空輸電線路的過電壓在線監(jiān)測傳感器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)與國家財產(chǎn)安全、人民生活利益息息相關(guān)。在我國，雷害是影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最主要因素。架空輸電線路因架設(shè)在空中，暴露在大氣中，易遭受雷電而產(chǎn)生雷電過電壓，特別是高壓輸電線路離地面較高，更容易遭受雷害侵襲。據(jù)統(tǒng)計，在眾多引起線路故障的原因中，我國高壓架空輸電線路由雷擊引起的跳閘次數(shù)占總跳閘次數(shù)的409^70%。因此，為了提出有效的防雷對策，研制出合理的防雷設(shè)備，保證國家經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，提高人民生活質(zhì)量，獲取準(zhǔn)確的雷電原始數(shù)據(jù)具有非常重要的實(shí)際價值。

過電壓傳感器從安裝形式上可分為電氣接觸式過電壓傳感器和非電氣接觸式過電壓傳感器。電氣接觸式傳感器通常由高壓分壓器及與高壓設(shè)備直接接觸的傳感器組成。雖然在測量上可以達(dá)到較高的精度和較好的暫態(tài)響應(yīng)特性。但在電壓等級較高的電力系統(tǒng)中，不僅裝卸時需要停電，而且將分壓器長期與高壓設(shè)備接觸將會對系統(tǒng)帶來潛在的危險?，F(xiàn)有非電氣接觸式過電壓傳感器，如專利號ZL200910104161. 4的“架空輸電線路過電壓傳感器”專利，公開的過電壓傳感器由電壓監(jiān)測單元和數(shù)據(jù)采集單元組成，電壓監(jiān)測單元主要包括感應(yīng)金屬板、屏蔽外殼、不銹鋼屏蔽盒、分壓電容器、前端保護(hù)電路、匹配電阻、同軸電纜等構(gòu)成。該傳感器主要缺點(diǎn)是①由于該傳感器裝設(shè)在架空輸電線路的下方，通過螺栓和螺帽固定在桿塔上，距架空輸電線路f30m。當(dāng)傳感器與架空輸電線距離超過15m時，由于感應(yīng)極板離架空輸電線距離遠(yuǎn)，其間的耦合電容值小，導(dǎo)致分壓比過大，造成獲取的過電壓信號小，使采集的數(shù)據(jù)信噪比低。②該傳感器的感應(yīng)金屬板為方形或圓形平板，極易積污、積水、甚至表面覆冰，導(dǎo)致傳感器分壓比改變，引起測量的過電壓波形畸變，降低傳感器測量性能，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地還原過電壓波形，使測量過電壓的準(zhǔn)確度降低。③感應(yīng)極板上的積水或者其表面覆冰融化后的冰水極易通過感應(yīng)極板中部的螺紋通孔和與絕緣支架的縫隙滲入不銹鋼屏蔽盒內(nèi)部，降低分壓電容器和匹配電阻的電氣性能，甚至破壞分壓電容器和匹配電阻。導(dǎo)致傳感器失效，不能監(jiān)測架空輸電線路過電壓。④當(dāng)傳感器覆冰以后，隨著覆冰量的增加，傳感器重量加大，易使得傳感器從桿塔上脫落，不僅傳感器不能工作，甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)運(yùn)行事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有非電氣接觸式過電壓傳感器的不足，提供一種基于耦合電場的架空輸電線路過電壓測量傳感器，安裝在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)上測量架空線路的過電壓，具有線性度好、準(zhǔn)確精度高、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、成本低、能實(shí)時在線監(jiān)測等特點(diǎn)，能確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本發(fā)明的工作原理當(dāng)架空輸電線路遭受雷害時，輸電線路上會產(chǎn)生雷電過電壓。輸電線路和半球形傳感器外殼之間通過電場耦合和傳感器的分壓電容組分壓，將線路上的過電壓波形信號轉(zhuǎn)化為可測量的過電壓信號。并且，跳線與半球形傳感器外殼之間的耦合電容值只根據(jù)半球形傳感器外殼的尺寸和傳感器安裝位置確定。所以，一旦傳感器的外形確定、安裝完畢后，傳感器的分壓比則一定，傳感器輸出的電壓和跳線上的電壓成線性關(guān)系。由此可知，本發(fā)明的傳感器能實(shí)時在線獲取輸電線路的電壓信號。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種基于電場耦合的架空輸電線路過電壓測量傳感器，主要包括傳感器外殼、絕緣墊、固定板、分壓電容組、匹配電阻、同軸電纜、內(nèi)屏蔽殼、數(shù)據(jù)采集單元等。其特點(diǎn)是
所述的傳感器外殼的材料為銅或不銹鋼或者鋁合金，所述傳感器外殼的形狀為底端帶外翻邊的半球形。所述半球形的傳感器外殼的內(nèi)徑為18(Tl000mm、厚度為5 10mm、外翻邊的寬度為2(T40mm、厚度為5 20mm,并在殼內(nèi)頂端加厚處的軸心處設(shè)置一孔深為5"!Omm的螺桿盲孔。在所述的傳感器外殼內(nèi)裝設(shè)有所述的內(nèi)屏蔽殼。在所述的內(nèi)屏蔽殼內(nèi)裝設(shè)有所述的分壓電容組和所述的匹配電阻，所述的分壓電容組和所述的匹配電阻均通過螺桿固接在所述傳感器外殼內(nèi)的頂端加厚處的螺桿盲孔中。在所述傳感器外殼的外翻邊上均勻 設(shè)置4 24個帶圓槽的螺栓通孔，所述的傳感器外殼通過4 24個帶絕緣套的螺栓分別穿過所述的絕緣墊，分別通過4 24個螺栓通孔、絕緣套和螺帽固接在所述的固定板上，固接后再分別用防水膠填4 24個螺栓通孔的縫隙，用以防止空氣中的水滲入本發(fā)明傳感器內(nèi)，保證傳感器安全可靠工作。所述的固定板通過螺栓、墊圈和螺帽固接在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)上，并且所述傳感器外殼的半球形面正對所述跳線的弧垂的底端且兩者的最短間距為I. 5^10m以保證本發(fā)明傳感器能安全準(zhǔn)確測量架空輸電線路上的過電壓信號，并具有良好的線性度，從而確保測量的精確度。所述的分壓電容組為2 8個市售無感電容并聯(lián)而成(電容值為0. 02、. 08uF的電容器組)。所述匹配電阻阻值為50Q或75 Q (具體阻值根據(jù)同軸電纜的具體參數(shù)而定)。所述分壓電容組的上引線與所述匹配電阻的上引線并聯(lián)后，再通過螺桿固接在所述傳感器外殼內(nèi)頂端加厚處的盲孔中；所述分壓電容組的下引線與同軸電纜接口的地端連接，所述匹配電阻的下引線與同軸電纜接口的芯線連接。所述的內(nèi)屏蔽殼為內(nèi)有鋁片、外有尼龍的空心圓柱體。所述空心圓柱體的高度為50 100mm、內(nèi)徑為50 110mm、厚度為6 12mm,其中所述的招片的厚度為2 4mm。在所述內(nèi)屏蔽殼的上端面的軸心處設(shè)置一螺桿通孔，所述的內(nèi)屏蔽殼通過該螺桿通孔和螺桿固接在所述傳感器外殼內(nèi)頂端加厚處的盲孔中；在所述內(nèi)屏蔽殼的下端面的軸心處設(shè)置一與所述同軸電纜的外徑相匹配的的通孔，所述的同軸電纜接口裝設(shè)在該通孔中。所述的分壓電容組和所述的匹配電阻裝設(shè)在所述的內(nèi)屏蔽殼內(nèi)，能有效屏蔽架空輸電線路的外界信號對所述分壓電容組和所述匹配電阻的干擾，確保其測量的精確性。所述的絕緣墊材料為電木或尼龍或環(huán)氧玻璃布層壓板等絕緣的圓環(huán)形板。所述絕緣墊厚度為5 10mm、內(nèi)徑為17(T950mm、外徑為22(Tl050mm。在所述絕緣墊上，且對應(yīng)所述傳感器外殼的外翻邊的螺栓通孔處，亦均勻設(shè)置4 24個螺栓通孔，以便用作所述傳感器外殼與所述固定板之間的電氣絕緣。所述的固定板的材料為不銹鋼。所述的固定支架為2塊厚度為5 20mm、長度為15(T400mm、寬度為4(Tl00mm的長方形的板，2塊所述的長方形的固定支架分別且對稱地焊接在所述固定板的圓板的兩側(cè)。在所述固定板的圓盤圓周邊且對應(yīng)于所述傳感器外殼的外翻邊上螺栓通孔和所述絕緣墊上的螺栓通孔，均勻地設(shè)置4 24個螺栓通孔，以便將所述的傳感器外殼和所述的絕緣墊及所述的固定板三者固接在一起；在2塊所述的固定支架上，分別均勻設(shè)置廣3個螺栓通孔，所述的固定板通過2飛個螺栓、墊圈和螺帽及2塊所述固定支架的螺桿通孔固接在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)上。所述數(shù)據(jù)采集單元為市購的常規(guī)的數(shù)據(jù)采集元件，所述的數(shù)據(jù)采集單元裝設(shè)在桿塔塔身處。所述的帶同軸電纜接口的同軸電纜的另一端與所述數(shù)據(jù)采集單元的輸入端連接，用以實(shí)時測量、存儲和顯示架空輸電線路上的過電壓信號。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下效果
I、本發(fā)明利用基于電場耦合原理的電壓傳感器，不與被測導(dǎo)線直接接觸，能夠準(zhǔn)確的監(jiān)測輸電線路中的過電壓，能對過電壓的各種參數(shù)進(jìn)行測量，線性度好，測量精度高，成本 低。且本發(fā)明傳感器與高壓架空輸電線路完全隔離，杜絕了對電網(wǎng)運(yùn)行的安全隱患，安全可靠2、本發(fā)明傳感器安裝在架空線路的跳線橫擔(dān)上，其感應(yīng)外殼離架空輸電線路距離近，耦合電容值大，分壓比大，所測得的信號信噪比高，準(zhǔn)確性高。3、本發(fā)明傳感器外殼為帶外翻邊的半球形，其空氣動力性好，不易積污、積水和覆冰。能保證傳感器分壓比恒定，測量精度穩(wěn)定性高。還避免了積水和融冰水滲入傳感器內(nèi)部對傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，使用的可靠性高。并且避免了傳感器覆冰使傳感器從桿塔上脫落，保證了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。4、本發(fā)明傳感器結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，裝卸方便，可以靈活調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。5、本發(fā)明傳感器具有良好的通用性。本發(fā)明傳感器可裝設(shè)在不同尺寸、不同電壓等級的具有跳線的桿塔上，方便地對輸電線路中的過電壓在線監(jiān)測，應(yīng)用范圍廣，通用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明的過電壓傳感器可廣泛應(yīng)用于架空輸電線路的過電壓在線監(jiān)測，特別適用于IlOkV IOOOkV高壓架空輸電線路中過電壓的在線監(jiān)測。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I的俯視不意 圖3為本發(fā)明的安裝示意 圖4為實(shí)施例I實(shí)測I. 2/50 u s的標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形；
圖5為型號為TektronixP6015探頭實(shí)測的I. 2/50 u s的標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形；
圖6為實(shí)施例I實(shí)測100/1200 u s操作電過電壓波形；
圖7為型號為TektronixP6015探頭實(shí)測100/1200 u s操作過電壓波形；
圖8為實(shí)施例I的實(shí)測I. 2/50 u s的雷電過電壓波形的線性度曲線。圖中1架空輸電導(dǎo)線，1-1架空輸電導(dǎo)線的跳線，2傳感器外殼，3絕緣墊，4固定板，5分壓電容組，6匹配電阻，7同軸電纜，8內(nèi)屏蔽殼，9跳線橫擔(dān)，10過電壓傳感器，
為本發(fā)明的過電壓傳感器測量I. 2/50 u s標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形，U2{t)為TektroniXP6015的探頭測量I. 2/50 us標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形。U3(t)為本發(fā)明的過電壓傳感器測量100/1200 u s操作過電壓波形，U4(t)為TektronixP6015的探頭測量100/1200 y s操作過電壓波形。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例I
如圖f 3所示，一種用于IlOkV的基于 耦合電場的架空輸電線路過電壓測量的傳感器，主要包括傳感器外殼2、絕緣墊3、固定板4、分壓電容組5、匹配電阻6、同軸電纜7、內(nèi)屏蔽殼8、數(shù)據(jù)采集單元10等。所述的傳感器外殼2的材料為銅，所述傳感器外殼2的形狀為底端帶外翻邊的半球形。所述半球形的傳感器外殼2的內(nèi)徑為180_、厚度為5_、外翻邊的寬度為20_、厚度為5mm,并在殼內(nèi)頂端加厚處的軸心處設(shè)置一孔深為5_的螺桿盲孔。在所述的傳感器外殼2內(nèi)裝設(shè)有所述的內(nèi)屏蔽殼8。在所述的內(nèi)屏蔽殼8內(nèi)裝設(shè)有所述的分壓電容組5和所述的匹配電阻6 ;所述的分壓電容組5和所述的匹配電阻6均通過螺桿固接在所述傳感器外殼內(nèi)2的頂端加厚處的螺桿盲孔中。在所述傳感器外殼2的外翻邊上均勻設(shè)置4個帶圓槽的螺栓通孔，所述的傳感器外殼2通過4個帶絕緣套的螺栓分別穿過所述的絕緣墊，分別通過4個螺栓通孔、絕緣套和螺帽固接在所述的固定板4上，固接后再分別用防水膠填4個螺栓通孔的縫隙，用以防止空氣中的水滲入本發(fā)明傳感器內(nèi)，保證傳感器安全可靠工作。所述的固定板4通過螺栓、墊圈和螺帽固接在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)9上，并且所述傳感器外殼2的半球形面正對所述架空輸電導(dǎo)線I的跳線的弧垂的底端且兩者的最短間距為I. 5m以保證本發(fā)明傳感器能準(zhǔn)確測量架空輸電線路上的過電壓信號，并具有良好的線性度，從而確保測量的精確度。所述的分壓電容組5為2個市售無感電容并聯(lián)而成(電容值為0. 02uF的電容器組)。所述匹配電阻6阻值為50Q (和同軸電纜相匹配)。所述分壓電容組5的上引線與所述匹配電阻6的上引線并聯(lián)后，再通過螺桿固接在所述傳感器外殼2內(nèi)頂端加厚處的盲孔中；所述分壓電容組5的下引線與同軸電纜接口的地端連接，所述匹配電阻6的下引線與同軸電纜接口的芯線連接。所述的內(nèi)屏蔽殼8為內(nèi)有鋁片、外有尼龍的空心圓柱體。所述空心圓柱體的高度為50mm、內(nèi)徑為50mm、厚度為6mm,其中所述的招片的厚度為2mm。在所述內(nèi)屏蔽殼8的上端面的軸心處設(shè)置一螺桿通孔，所述的內(nèi)屏蔽殼通過該螺桿通孔和螺桿固接在所述傳感器外殼2內(nèi)頂端加厚處的盲孔中；在所述內(nèi)屏蔽殼8的下端面的軸心處設(shè)施一與所述同軸電纜7的外徑相匹配的的通孔，所述的同軸電纜接口裝設(shè)在該通孔中。所述的分壓電容組5和所述的匹配電阻6裝設(shè)在所述的內(nèi)屏蔽殼8內(nèi)，能有效屏蔽架空輸電線路的外界信號對所述分壓電容組和所述匹配電阻的干擾，確保其測量的精確性。所述的絕緣墊3材料為電木的圓環(huán)形板。所述絕緣墊3厚度為5mm、內(nèi)徑為170mm、外徑為220mm。在所述絕緣墊3上，且對應(yīng)對所述傳感器外殼2的外翻邊的螺栓通孔，亦均勻設(shè)置4個螺栓通孔，以便用作所述傳感器外殼2與所述固定板4之間的電氣絕緣。所述的固定板4的材料為不銹鋼。所述的固定支架為2塊厚度為5mm、長度為150mm、寬度為40mm的長方形的板,2塊所述的長方形的固定支架分別且對稱地焊接在所述固定板4的圓板的兩側(cè)。在所述固定板4的圓盤圓周邊且對應(yīng)于所述傳感器外殼2的外翻邊上螺孔和所述絕緣墊3上的螺栓通孔，均勻地設(shè)置4個螺栓通孔，以便將所述的傳感器外殼2和所述的絕緣墊3及所述的固定板4三者固接在一起；在2塊所述的固定支架上，分別均勻設(shè)置I個螺栓通孔，所述的固定板4通過2個螺栓、墊圈和螺帽及2塊所述固定支架的螺孔固接在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)9上。所述數(shù)據(jù)采集單元10為市購的常規(guī)的數(shù)據(jù)采集元件，所述的數(shù)據(jù)采集單元10裝設(shè)在桿塔塔身處。所述的帶同軸電纜接口的同軸電纜7的另一端與所述數(shù)據(jù)采集單元10的輸入端連接，用以實(shí)時測量、存儲和顯示架空輸電線路上的過電壓信號。實(shí)施例2
一種用于500kV的基于稱合電場的架空輸電線路過電壓測量的傳感器，同實(shí)施例1，其中所述的傳感器外殼2的材料為不銹鋼，所述半球形的傳感器外殼2的內(nèi)徑為400mm、厚度為7mm、外翻邊的寬度為30mm、厚度為15mm,并在殼內(nèi)頂端設(shè)置一孔深為8mm的螺桿盲孔； 在所述傳感器外殼2的外翻邊上均勻設(shè)置12個帶圓槽的螺栓通孔；所述傳感器外殼2與所述架空輸電線路I的跳線的弧垂的底端最短間距為5m ;所述的分壓電容組5為4個市售無感電容并聯(lián)而成(電容值為0. 04uF的電容器組)；所述匹配電阻6阻值為50 Q (和同軸電纜相匹配)；所述的內(nèi)屏蔽殼8空心圓柱體的高度為80mm、內(nèi)徑為85mm、厚度為IOmm,其中所述的鋁片的厚度為3mm ;所述的絕緣墊3材料為尼龍，所述絕緣墊3厚度為15mm、內(nèi)徑為350mm、外徑為460mm。在所述絕緣墊3上均勻設(shè)置12個螺栓通孔；所述的固定板4的固定支架厚度為10mm、長度為300mm、寬度為80mm，在所述固定板4上設(shè)置12個螺栓通孔，在所述的固定支架上，分別均勻設(shè)置2個螺栓通孔。實(shí)施例3
一種用于IOOOkV的基于稱合電場的架空輸電線路過電壓測量的傳感器，同實(shí)施例1，其中所述的傳感器外殼2的材料為招合金,所述半球形的傳感器外殼2的內(nèi)徑為1000mm、厚度為10mm、外翻邊的寬度為40mm、厚度為20mm,并在殼內(nèi)頂端設(shè)置一孔深為IOmm的螺桿盲孔；在所述傳感器外殼2的外翻邊上均勻設(shè)置24個帶圓槽的螺栓通孔；所述傳感器外殼2與所述架空輸電線路I的跳線的弧垂的底端最短間距為IOm ;所述的分壓電容組5為8個市售無感電容并聯(lián)而成(電容值為0. OSuF的電容器組);所述匹配電阻6阻值為75 Q (和同軸電纜相匹配);所述的內(nèi)屏蔽殼8空心圓柱體的高度為100mm、內(nèi)徑為110mm、厚度為12mm,其中所述的鋁片的厚度為4mm ;所述的絕緣墊3材料為環(huán)氧玻璃布層壓板，所述絕緣墊3厚度為10mm、內(nèi)徑為950mm、外徑為1050mm。在所述絕緣墊3上均勻設(shè)置24個螺栓通孔；所述的固定板4的固定支架厚度為20mm、長度為400mm、寬度為100mm,在所述固定板4上設(shè)置24個螺栓通孔，在所述的固定支架上，分別均勻設(shè)置3個螺栓通孔。實(shí)驗結(jié)果
對本實(shí)施例I的基于耦合電場的過電壓測量傳感器進(jìn)行以下測試
I、標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓試驗。試驗方法采用沖擊電壓發(fā)生裝置模擬雷電過電壓波形，將該沖擊電壓發(fā)生裝置測試的過電壓通過一段長0. 5m的導(dǎo)線連接到跳線上。基于電場耦合的過電壓傳感器放置于離跳線弧垂I. 5m處，其半球殼感應(yīng)外殼正對跳線。試驗中采用Tektronix P6015高壓探頭作為標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)，其測量最高電壓40kV(IOOms)，額定分壓比1000:1，測試結(jié)果如圖4 5所示。其中圖4、圖5為對I. 2/50 U s標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形測試的結(jié)果。圖4為傳感器輸出結(jié)果，圖5為探頭輸出結(jié)果。從該試驗知本發(fā)明的基于耦合電場的過電壓測量傳感器的輸出波形與Tektronix探頭輸出的波形幾乎一致。其中探頭測量的過電壓波形波前時間為I. 323 ii S，過電壓與傳感器測量的過電壓波形的波前時間為I. 352 u S02、操作過電壓試驗。試驗方法采用沖擊電壓發(fā)生裝置模擬操作過電壓波形，試驗過程如標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓試驗。測試結(jié)果如圖6 7所示。其中圖6、圖7為對100/1200ii s標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形測試的結(jié)果。圖6為傳感器輸出結(jié)果，圖7為探頭輸出結(jié)果。從該試驗知本發(fā)明的基于耦合電場的過電壓測量傳感器的輸出波形與Tektronix探頭輸出的波形幾乎一致。其中探頭測量的過電壓波形波前時間為114. Iu S，過電壓與傳感器測量的過電壓波形的波前時間為118. S。3、線性度的測試。試驗方法采用沖擊電壓發(fā)生裝置模擬I. 2/50 u s的標(biāo)準(zhǔn)雷電過電壓波形，分別產(chǎn)生不同幅值的模擬雷電過電壓波形(由于試驗條件限制，過電壓幅值最高為26kV),過電壓幅值由Tektronix探頭測出，本發(fā)明的基于f禹合電場的過電壓傳感器的輸出幅值由示波器測出。通過計算過電壓傳感器的線性擬合度為0. 9995，測試結(jié)果如圖8所示。由以上的測量結(jié)果可得，本發(fā)明基于耦合電場的過電壓測量傳感器能較好的還原過電壓波形，線性度好，測量準(zhǔn)確；具有體積小，性能穩(wěn)定，裝卸方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)；可廣泛應(yīng)用于IIOkV IOOOkV架空線路的過電壓的監(jiān)測。
權(quán)利要求
1. 一種基于電場稱合的架空輸電線路過電壓測量傳感器，主要包括傳感器外殼(2)、固定板(4)、分壓電容組(5)、匹配電阻(6)、同軸電纜(7)、內(nèi)屏蔽殼(8)，其特征在于所述傳感器還包括絕緣墊(3)和數(shù)據(jù)采集單元(10)； 所述的傳感器外殼(2)的材料為銅或不銹鋼或者鋁合金，所述傳感器外殼(2)的形狀為底端帶外翻邊的半球形，所述半球形的傳感器外殼(2)的內(nèi)徑為18(Tl000mm、厚度為5"!0mm、外翻邊的寬度為2(T40mm、厚度為5 20mm,并在殼內(nèi)頂端加厚處的軸心處設(shè)置一孔深為5 10mm的螺桿盲孔，在所述的傳感器外殼(2)內(nèi)裝設(shè)有所述的內(nèi)屏蔽殼(8)，在所述的內(nèi)屏蔽殼(8)內(nèi)裝設(shè)有所述的分壓電容組(5)和所述的匹配電阻(6)，所述的分壓電容組(5)和所述的匹配電阻(6)均通過螺桿固接在所述傳感器外殼(2)內(nèi)的頂端加厚處的螺桿盲孔中，在所述傳感器外殼(2)的外翻邊上均勻設(shè)置4 24個帶圓槽的螺栓通孔，所述的傳感器外殼(2)通過4 24個帶絕緣套的螺栓分別穿過所述的絕緣墊(3)，分別通過4 24個螺栓通孔、絕緣套和螺帽固接在所述的固定板(4)上，固接后在分別用防水膠填4 24個螺栓通孔的縫隙，所述的固定板(4)通過螺栓、墊圈和螺帽固接在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)(9)上，并且所述傳感器外殼(2)的半球形面正對所述跳線的弧垂的底端且兩者的最短間距為I.5 IOm ； 所述的分壓電容組(5)為2 8個市售無感電容并聯(lián)而成，電容值為0. 02、. 08uF的電容器組，所述匹配電阻(6)阻值為50Q或75Q，具體阻值根據(jù)同軸電纜的具體參數(shù)而定，所述分壓電容組(5)的上引線與所述匹配電阻(6)的上引線并聯(lián)后，再通過螺桿固接在所述傳感器外殼(2)內(nèi)頂端加厚處的盲孔中；所述分壓電容組(5)的下引線與同軸電纜接口的地端連接，所述匹配電阻(6)的下引線與同軸電纜接口的芯線連接； 所述的內(nèi)屏蔽殼(8)為內(nèi)有鋁片、外有尼龍的空心圓柱體，所述空心圓柱體的高度為50 100mm、內(nèi)徑為50 110mm、厚度為6 12mm,其中所述的招片的厚度為2 4mm,在所述內(nèi)屏蔽殼(8)的上端面的軸心處設(shè)置一螺桿通孔，所述的內(nèi)屏蔽殼(8)通過該螺桿通孔和螺桿固接在所述傳感器外殼(2)內(nèi)頂端加厚處的盲孔中；在所述內(nèi)屏蔽殼(8)的下端面的軸心處設(shè)置一與所述同軸電纜(7)的外徑相匹配的的通孔，所述的同軸電纜接口裝設(shè)在該通孔中，所述的分壓電容組(5)和所述的匹配電阻(6)裝設(shè)在所述的內(nèi)屏蔽殼(8)內(nèi)； 所述的絕緣墊(3)材料為電木或尼龍或環(huán)氧玻璃布層壓板絕緣的圓環(huán)形板，所述絕緣墊(3)厚度為5 10mm、內(nèi)徑為170 950臟、外徑為22(Tl050mm，在所述絕緣墊(3)上，且對應(yīng)所述傳感器外殼(2)的外翻邊的螺栓通孔處，亦均勻設(shè)置4 24個螺栓通孔； 所述的固定板(4)的材料為不銹鋼，所述的固定支架為2塊厚度為5 20mm、長度為15(T400mm、寬度為4(Tl00mm的長方形的板，2塊所述的長方形的固定支架分別且對稱地焊接在所述固定板(4)的圓板的兩側(cè)，在所述固定板(4)的圓盤圓周邊且對應(yīng)于所述傳感器外殼(2)的外翻邊上螺栓通孔和所述絕緣墊(3)上的螺栓通孔，均勻地設(shè)置4 24個螺栓通孔，以便將所述的傳感器外殼和所述的絕緣墊及所述的固定板三者固接在一起；在2塊所述的固定支架上，分別均勻設(shè)置廣3個螺栓通孔，所述的固定板(4)通過2飛個螺栓、墊圈和螺帽及2塊所述固定支架的螺桿通孔固接在架空輸電線路的跳線橫擔(dān)(9)上； 所述的數(shù)據(jù)采集單元(10)裝設(shè)在桿塔塔身處，所述的帶同軸電纜接口的同軸電纜(7)的另一端與所述數(shù)據(jù)采集單元(10)的輸入端連接。
全文摘要
一種基于耦合電場的架空輸電線路過電壓測量傳感器，涉及架空輸電線路的過電壓在線監(jiān)測傳感器的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明主要包括傳感器外殼、絕緣墊、固定板、分壓電容組、匹配電阻、同軸電纜、內(nèi)屏蔽殼、數(shù)據(jù)采集單元等。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、裝卸方便、成本低；測量過電壓的準(zhǔn)確性高、線性度好，精確度高；通用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、使用安全可靠等特點(diǎn)；能方便地對架空輸電線路進(jìn)行過電壓在線監(jiān)測。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于架空輸電線路的過電壓在線監(jiān)測，特別適用于110kV～1000kV高壓架空輸電線路過電壓的在線監(jiān)測。
文檔編號G01R1/04GK102721856SQ201210238858
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者吳昊, 姚陳果, 李成祥, 王琪, 米彥, 陳銳, 龍羿 申請人:重慶大學(xué)