[發明專利]感應取能式高壓驗電顯示器

在審

• 申請號: 201410593087.8
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104267247A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 趙睿;張平;陳曉峰;呂利軍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司大同供電公司
• 主分類號: G01R19/145
• 分類號: G01R19/145
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及變電站巡檢設備，具體為一種感應取能式高壓驗電顯示器。

背景技術

在當前的電力場站中，高壓驗電顯示器越來越普及，其中應用比較多的高壓驗電顯示器一般分為接觸式、感應式和等電位式三類，其中，接觸式高壓驗電顯示裝置主體是由一個以陶瓷電容為芯棒，外殼體用環氧樹脂澆注或電瓷組成的；其基于電容分壓原理，提供安裝處電氣設備的帶電狀態信息；多用于10～35kV的高壓開關柜中。該裝置由支柱瓷絕緣子式傳感器、顯示器和整流元件組成，核心部分是瓷傳感器，它由用電瓷制造的絕緣體和其他元件通過各種粘接材料組合而成。瓷傳感器除了具有支柱瓷絕緣子的特性外，還具有通過電容分壓取得顯示器所需能量的作用，達到無源顯示的目的。顯示器中的顯示元件采用多個氖燈串接，增大了發光面積，并采用閃光的發光形式，達到更佳的顯示效果。接觸式帶電顯示裝置雖然無需外供電源，但存在兩方面問題：一是由于傳感器的特殊結構，決定了當芯棒擊穿或外殼體絕緣閃絡時，造成安裝處的單相接地故障；二是芯棒與外殼體膠粘組合時，可能出現局部放電，整體絕緣高度尺寸限制了它無法組成超過35kV級以上的驗電顯示器，不適應戶外環境運行。

感應式高壓驗電顯示裝置是一個靠近高壓帶電體的對地絕緣的感應電極，通過感應電極和高壓帶電之間的雜散電容，藕合高壓帶電體上的交變電壓信號。通過電纜把這一信號傳送到顯示控制器進行放大和處理，最終實現高壓驗電顯示和閉鎖控制。感應式高壓驗電顯示裝置抗干擾性能差，不能覆蓋全電壓范圍；需要提供外加的工作電源，無法應用于附近沒有220V交流電源的高壓線路上。

等電位型高壓驗電顯示裝置依靠電場自取能的高壓放電管實現驗電顯示。充有特定氣體的放電管，根據湯遜或流柱理論，在高壓電場作用下能激起氣體的游離現象；當達到自持放電條件，必然伴有光游離及其復合過程，在放電通道中會顯出一定的光輝。其工作原理是顯示器與高壓電位連接在一起，依靠空間電場的位移電流獲取能量來維持輝光放電；作為驗電顯示的放電管，由于100?μA顯示器主體受到安裝處的電氣設備的相間距離及本身尺寸的限制，要求其長度限制在100?mm以內，因而，它對放電管的尺寸及結構設計提出了某些約束。

與此同時，大量在線監測的傳感裝置被分散應用，其供電技術存在很大的局限性，若采用電池供電，則電池本身在高電壓和強電磁環境中存在安全隱患；在有限的電池電量供應前提下，數據實時性較差；定期更換的維護成本巨大；若采用CT感應取電，則感應取電裝置體積較大，在狹小的空間內安裝困難；安裝過程繁瑣，時間周期長；母線電流的實時變化造成供電系統出現沖擊而損壞，同時變電站復雜的電磁干擾也會直接導致電路工作異常，測溫裝置易損耗，安全性、可靠性較低。

發明內容

本發明為了解決現有高壓驗電顯示裝置不完善的問題，提供了一種感應取能式高壓驗電顯示器。

本發明是采用如下技術方案實現的：感應取能式高壓驗電顯示器，包括無源感應取能部件，無源感應取能部件連接到接收控制模塊，接收控制模塊連接到觸發顯示器，無源感應取能部件、接收控制模塊、觸發顯示器均連接到感應取能裝置，感應取能裝置連接有蓄電池整流電路，蓄電池整流電路連接有蓄電池；無源感應取能部件安裝在高壓電氣設備上，感應取能裝置具體為置于交變電場中平板電容器。

感應取能式高壓驗電顯示器，利用耦合原理取能，通過比戶內型驗電顯示器放大倍數大30倍的功率放大器，按照定能量控制，觸發由高聚光、高亮度、大功率的LED構成的發光元件，不需要外加電源，與帶電體電位相等，不影響帶電體的正常運行，能夠在夏天戶外強太陽光的背景下，發出明顯、穩定的閃爍亮光。感應取能裝置是用平板電容器置于交變電場中，其兩端感應出電流電壓，將電場能轉換為電能，向負載進行供電，能量采集設計是通過集成一個低損耗、整流器和一個高效率降壓型轉換器，以通過收集環境中產生的高壓線路耦合能量，然后將這種能量轉換成良好調節的輸出，為發光元件組件提供能量。功率放大器前端是電壓放大器，OTL電路由前端輸入信號，后端為輸出信號；蓄電池整流電路采用由IGBT組成的電路來產生大功率正弦信號，該信號經升壓變壓器升壓及高壓串聯諧振電路放大后，電壓等級可達高壓、超高壓、特高壓級別；無源感應取能部件和接收控制模塊構成高壓帶電傳感器，通過耦合取能、功率放大的方式將高壓電場轉換為射頻信號發送，接收控制模塊對信號進行接收、轉換、計算、判定，根據設備帶電情況自動控制驗電的顯示輸出。