[發明專利]一種測量氣體絕緣輸電管道感應電荷分布的方法

在審

• 申請號: 202010117231.6
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111381113A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 李進;梁虎成;杜伯學;王澤華;張程;冉昭玉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14;G01R29/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

本發明公開一種測量氣體絕緣輸電管道感應電荷分布的方法，作為重構管道內部電場分布和缺陷檢測定位的基礎，包括如下步驟：測量管道內壁和導桿外表面上的感應電荷分布，設計傳感器和測量電路；測量與發射模塊；接收與處理模塊；最后，對所有測量電極上的電荷密度值進行擬合，得到氣體絕緣輸電管道內壁和導桿表面的感應電荷密度分布。

技術領域

本發明屬于氣體絕緣輸電管道檢測技術領域，涉及一種測量氣體絕緣輸電管道感應電荷分布的方法。

背景技術

氣體絕緣輸電管道憑借其占地面積小、可靠性高和環境友好等特點，在電力系統中得到了廣泛的應用。氣體絕緣輸電管道在運行過程中會由于機械損傷和雜質粘附等因素，形成缺陷，畸變電場分布，誘發絕緣故障，嚴重威脅電力系統的安全穩定運行。本發明提出一種測量氣體絕緣輸電管道感應電荷分布的方法，利用管道內壁和導桿外表面的感應電荷分布，可以實現管道內部電場的重構以及缺陷的檢測和定位。

發明內容

本發明旨在提出一種測量氣體絕緣輸電管道感應電荷分布的方法，作為重構管道內部電場分布和缺陷檢測定位的基礎。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

1)傳感器模塊

為了測量管道內壁和導桿外表面上的感應電荷分布，設計了圖1所示的傳感器和測量電路。首先，以陣列的形式在管道壁上切割出若干方形的通孔，用于安裝測量電極；切割后的方形殘料用于加工測量電極。然后，將方形測量電極在絕緣漆中浸漬，晾干后裝回通孔，使嚴絲合縫。浸漬絕緣漆可以實現測量電極與管道壁的電氣隔離，方便測量電極上的充放電電流。最后，在測量電極上開非貫穿的螺孔，并擰上螺絲用于連接信號線。氣體絕緣管道導桿上的傳感器設計與制作流程與管道壁相同。

2)測量與發射模塊

測量與發射模塊主要由信號線、多路復用器、串聯電阻、信號放大器和發生模塊組成。多路復用器用于從多路信號中每次選擇一路進行測量；充放電電流流經串聯電阻將模擬電流信號轉化為模擬電壓信號，經放大器放大后進行無線發射。需要注意的是，由于導桿上的電位是高電位，需要將所有的電子元器件放置在高壓屏蔽籠內，所有元器件的地電位端口接高壓屏蔽籠。

3)接收與處理模塊

接收與處理模塊在接收到模擬電壓信號后，通過A/D轉換模塊將模擬信號轉為數字信號，經采集卡錄入計算機。計算機利用如下公式將充放電電流信號轉化為測量電極上的感應電荷密度。最后，對所有測量電極上的電荷密度值進行擬合，得到氣體絕緣輸電管道內壁和導桿表面的感應電荷密度分布。

有益效果

圖1所示為仿真和試驗用的氣體絕緣管道模型，由于該管道模型為旋轉對稱結果，在圓周方向上電荷密度相同，因此只展示高度方向上的感應電荷密度分布。

圖2所示為依據該模型，仿真和測量得到的感應電荷密度分布對比。測量得到的感應電荷密度分布與理論計算高度一致，證明了該測量方法的有效性。

附圖說明

圖1所示為氣體絕緣輸電管道模型。

圖2所示為仿真和測量得到的感應電荷密度分布對比。

具體實施方式

以下結合附圖來對本發明作進一步的說明。

本發明一種測量氣體絕緣輸電管道感應電荷分布的方法，作為重構管道內部電場分布和缺陷檢測定位的基礎，具體如下：

1)傳感器模塊