[發明專利]一種非侵入式暫態過電壓檢測傳感器和檢測方法

在審

• 申請號: 202011304165.X
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112505480A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 黃博;李衛;徐學帥;蘇煜;胡勇;李文亮;聶瑛;王宏鋒;李學妨;尹丕祥;耿維;嚴孔浩
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司普洱供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;亢能

本發明涉及一種非侵入式暫態過電壓檢測傳感器和檢測方法，該傳感器包括隧道磁電阻傳感器和故障過電壓采集裝置，隧道磁電阻傳感器包括磁敏元件，至少一個前級放大電路與磁敏元件連接，前級放大電路與帶通濾波電路連接，帶通濾波電路與故障過電壓采集裝置的輸入端連接，故障過電壓采集裝置與隧道磁電阻傳感器連接，給磁敏元件提供電源。本發明可解決鐵磁型暫態過電壓傳感器存在磁飽和，導致波形失真的問題，及絕緣要求高、電磁環境復雜、裝置取電困難的問題。可實現35kV電力線路暫態過電壓波形無損檢測；可實現35kV電力線路暫態過電壓非侵入式感知，易于推廣應用。

技術領域

本發明屬于電力線路故障測距領域，尤其涉及一種非侵入式暫態過電壓檢測傳感器和檢測方法。

背景技術

目前，電力線路故障檢測包括如下兩種電壓傳感器：

1)鐵磁式暫態過電壓傳感器：采用高頻鐵芯作為導磁材料，利用電磁感應原理制作暫態過電壓傳感器。

2)羅氏線圈暫態過電壓傳感器：采用羅氏線圈采集暫態過電壓信號，配以相應的積分單元解析出高頻暫態過電壓。

然而，上述電壓傳感器存在以下缺陷：

(1)鐵磁式暫態過電壓傳感器：存在磁飽和，導致波形失真；

(2)羅氏線圈暫態過電壓傳感器：必須從一次設備上提取暫態過電壓信號，絕緣要求高、電磁環境復雜、裝置取電困難。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種非侵入式暫態過電壓檢測傳感器和檢測方法。

通過電磁分析易知，當暫態過電壓產生的過電流流經導線時，導線周圍產生以導線為中心的納秒級暫態旋轉磁場，如圖1所示。導線附近某一點磁場強度大小與導線上暫態過電壓電流大小成正比，與該點到母線的垂直距離成反比，即B＝K₁·i/d。

其中，B為磁場強度，i為導線上暫態過電壓電流，d為所述某一點點到母線的垂直距離，K₁為比例系數，為常數。

據此，可利用磁敏元件，在導線附近檢測暫態過電壓電流產生的磁場，從而實現暫態過電壓的非侵入式檢測與采集。

本發明的技術方案具體如下：

一種非侵入式暫態過電壓檢測傳感器，包括隧道磁電阻傳感器和故障過電壓采集裝置，隧道磁電阻傳感器包括磁敏元件，三個前級放大電路與磁敏元件連接，前級放大電路與帶通濾波電路連接，帶通濾波電路與故障過電壓采集裝置的輸入端連接，故障過電壓采集裝置與隧道磁電阻傳感器連接，為磁敏元件提供電源。

進一步地，該傳感器包括三個前級放大電路，三個前級放大電路與磁敏元件的三個輸出端連接。

進一步地，前級放大電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，其中，R1＝1kΩ，R2＝50kΩ，

進一步地，帶通濾波電路包括第一電阻R1和第一電容C1組成的低通濾波電路，以及第二電阻R2和第二電容C2組成的高通濾波電路，低通濾波電路側為輸入端，高通濾波電路側為輸出端。

進一步地，高通濾波電路的上截止頻率小于低通濾波電路的下截止頻率，帶通濾波器的頻率范圍為低通濾波器的下截止頻率和高通濾波器的上截止頻率；其中：

低通濾波截止頻率：

高通濾波截止頻率：

進一步地，所述傳感器用于35kV電力線路暫態過電壓波形無損檢測。

本發明還涉及的一種電力線路故障暫態過電壓檢測方法，按以下進行：