[發明專利]一種特快瞬態過電壓測量系統

在審

• 申請號: 201710963727.3
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107576835A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 譚向宇;王科;馬儀;錢國超;彭晶;劉紅文;何順;丁薇
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R15/16
• 分類號: G01R15/16;G01R19/25
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本申請涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種特快瞬態過電壓測量系統。

背景技術

氣體絕緣開關設備(Gas Insulated Switchgear，簡稱GIS)，由于設備封閉而且充入絕緣氣體，滅弧能力強，占地面積小，被廣泛應用于超高壓和特高壓開關和母線設備上。GIS設備中的隔離開關，接地開關和斷路器在執行操作時，會產生特快速瞬態過電壓(VeryFast Transient Overvoltage，簡稱VFTO)，由于VFTO的幅值很高，頻率很高，陡度很大，會對設備安全運行構成嚴重威脅，因此，實現對VFTO的準確測量，能夠為GIS設備實現安全運行提供參考依據。

但是，VFTO上升時間極短，通常僅有幾納秒，并且，VFTO是疊加于工頻電壓上，并受到等效頻率接近直流電的殘余電荷電壓的影響，此外，GIS設備在產生VFTO時，還會伴隨產生很高的暫態對地電壓(Transient Earth Voltage，簡稱TEV)，并伴有很強的空間電磁干擾，因此，為了實現VFTO測量設備對VFTO進行準確測量，要求VFTO測量設備響應時間很短，頻帶很寬，并且具有抗干擾空間電磁干擾的能力。

現有技術中，測量VFTO主要采用平板電極結構的平板電容傳感器，但是，現有技術的測量VFTO中采用的平板電容傳感器的低壓臂電容小，分壓比較小，無法實現較大寬度的頻帶響應，導致測量回路中RC時間常數變小，低頻響應變差，頻帶變窄；此外，平板電極結構的阻抗很難與測量電纜的阻抗相匹配，會產生折反射電壓，折反射電壓波形疊加到被測電壓波形上，引起波形振蕩和畸變。因此，現有技術中的測量VFTO中采用的平板電容傳感器無法實現對VFTO的準確測量。

發明內容

本申請提供了一種特快瞬態過電壓測量系統，以解決現有技術中存在的問題。

根據本申請的實施例，提供一種特快瞬態過電壓測量系統，包括：錐體電容傳感器、積分器、采集裝置和工控機；其中:

所述錐體電容傳感器設置有第一錐體和第二錐體；所述第一錐體同軸設置在所述第二錐體內部，所述第一錐體與所述第二錐體之間填充有電介質膜；所述第二錐體設置有錐體底面。

所述積分器包括殼體和設置于所述殼體內的阻容積分電路，所述殼體上設置有輸入端和輸出端；所述第二錐體的頂部設置有電纜接頭，所述第二錐體通過所述電纜接頭與所述積分器的所述輸入端同軸連接；所述積分器的所述輸出端與所述采集裝置的一端連接；所述采集裝置的另一端與所述工控機連接。

可選地，所述采集裝置和所述工控機之間還設置有電光轉換裝置和光電轉換裝置，所述采集裝置與所述電光轉換裝置電連接，所述工控機與所述光電轉換裝置電連接，所述電光轉換裝置和光電轉換裝置通過光纖遠距連接。

可選地，所述第一錐體包括錐形角α，所述錐形角α的范圍在15度-45度之間。

可選地，所述積分器的所述殼體為圓柱形空心殼體。

可選地，所述采集裝置為模擬采集卡或示波器。

可選地，所述采集裝置外部設置有屏蔽罩。

可選地，所述電纜接頭為金屬制成的橡膠接頭。

可選地，所述阻容積分電路的電阻阻值范圍為20Ω～80Ω，所述阻容積分電路的電容容值范圍為50pF～2nF。

可選地，所述第一錐體和所述第二錐體使用金屬鋁制成。

可選地，所述積分器的所述殼體使用金屬制成。