一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统中变压器套管在线监测领域，涉及一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器。
【背景技术】
[0002]变压器套管故障率偏高，因此变压器套管在线监测非常重要。通常，变压器套管监测量包括介质损耗角正切值tgS、套管局部放电量。监测上述参数时，均需从变压器套管末屏引出线上获取电流信号。
[0003]I)变压器套管介质损耗角正切值tgS的监测
套管的介质损耗角正切值tgS值反映套管绝缘受潮状况，δ角为套管末屏引出线上的工频泄露电流和套管高压导杆上的工频电压信号之间的夹角，非常微小。变压器套管工频泄露电流的在线监测属于高电压、微电流、小角度的精密测量范畴，所用的电流传感器的相角差是影响tg δ测量精度和稳定性的一个主要影响因素。
[0004]2)变压器套管的局部放电监测
I1kV电压等级以上的变压器套管以油纸电容式套管为主，在制造和长期运行过程中，套管会因为绝缘结构的缺陷发生局部放电现象，由此逐渐破坏套管的绝缘。为掌握变压器套管绝缘性能及绝缘内部放电严重程度，通过变压器套管末屏接地线进行局部放电监测是必不可少的手段之一。变压器套管局部放电信号频率主要集中在20ΚΗζ-40ΜΗζ，为掌握套管局部放电信息，需要电流传感器具有宽频带监测范围，以提取丰富的局部放电信号特征。同样，电流传感器需套在与套管末屏引出线相连的接地线上。
[0005]3 )变压器过电压入侵波监测
当变压器遭受雷电波或者操作过电压袭击时，变压器内部绝缘薄弱环节可能会被破坏，变压器绕组可能发生变形。因此，掌握变压器遭受的过电压冲击的情况，是变压器状态诊断中必不可少的部分。当过电压入侵变压器时，套管末屏引出线会流过因过电压产生的容性电流。根据套管的容性效应可知，此电流信号为过电压信号的微分。准确测量、积分此电流信号，即可获得过电压信号。其中，雷电过电压信号频率范围主要集中在ΙΚ-ΙΜΗζ，流过变压器套管末屏接地线的电流最大幅值可达1000A，监测雷电过电压信号的电流传感器需要能监测低频信号和承受大电流冲击。目前，由于缺乏实测技术，电网过电压的波形必须依靠仿真计算来获取，误差很大，不利于诊断变压器的状态。
[0006]4)现有变压器套管末屏引出线电流监测存在的问题
变压器正常运行中，套管末屏引出线必须可靠接地，因此套管末屏引出线往往由防雨帽保护并接地。在进行套管绝缘状态监测时，现场人员通常首先停运变压器，将套管末屏引出线的防雨帽打开，在末屏引出线上连接一条比较长的接地线，并且将接地线的另一端接在变压器外壳上，则末屏引出线经过这条接地线可靠接地；电流传感器则套在这条接地线上。当监测完毕后，再拆除传感器，复原防雨帽；或者采用复杂的外加密封装置确保接地线接头不锈蚀，结构复杂。
[0007]由于这条外加的接地线随意摆放，长短不一，因而接地线本身的电感随之变化，进而造成电流传感器对末屏引出线上的电流信号的测量误差。对于工频泄露电流信号，由于接地线不能总是处于电流传感器的正中心，并且随意弯曲，所造成的相位误差不能满足tg5测量的精确度要求。对于局部放电脉冲电流信号，由于接地线与变压器外壳之间为非同轴圆柱结构，导致接地线的频带不够宽，对高频(IMHz以上)信号有畸变。
[0008]同时，现有的电流传感器体积大，增加了电流监测装置的整体体积。对IlOkV及其以上电压等级的变压器，考虑到对变压器套管的沿面闪络电压的影响，大尺寸电流传感器需要远离套管安装监测，甚至不能被现场人员所接受，进而无法实用。此外，在末屏引出线加装接地线的方式存在两个需要密封的部位，即，接地线的两头，因而对密封结构的要求较尚O
【发明内容】
[0009]本发明的内容是提出了一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，其特征是:该传感器由导电杆1、底座2、底部防水密封圈3、线圈4、线圈5、线圈6、外壳7、防水帽8、导电圆盘9、顶部防水密封圈10、BNC接头IUBNC接头12、BNC接头13组成；导电杆I为圆柱形，外壳7为圆筒形，两者构成同轴圆柱结构；底座2为圆柱体，与导电杆形成同轴圆柱结构；外壳7底部和顶部分别有防水密封圈3、10，防水帽8安装在外壳7顶部，电流传感器内部通过环氧树脂浇注灌封；导电杆I和底座2可拆卸更换。
[0010]本发明的目的在于提供一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，外壳7、底座2及导电杆I构成同轴圆柱结构，能无畸变传输45Hz-55Hz的工频泄露电流信号、20KHz-40MHz的局部放电信号、1Κ_2ΜΗζ的过电压信号，频带范围45Hz-40MHz。套管末屏引出线两端进行了密封处理，能防止套管末屏接口处进水。传感器与末屏接口连接部分以及末屏圆柱同轴引出线可以拆卸更换，能够适应不同尺寸的末屏。
[0011]本发明的优点在于:
(I)导电杆I为圆柱形，外壳7为圆筒形，两者构成同轴圆柱结构；底座2为圆柱体，也与导电杆I构成同轴圆柱结构。则传感器能无畸变传输45Hz-55Hz的工频泄露电流信号、20KHz-40MHz的局部放电信号、1Κ_2ΜΗζ的过电压信号。
[0012](2)导电杆I两端及传感器内部进行了防水密封处理，能防止套管末屏接口处及传感器内部进水。
[0013](3)导电杆I及底座2可拆卸更换为不同尺寸，适用于不同尺寸的套管末屏引出线接口，使传感器安装方便，末屏引出线接地可靠。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的传感器剖面示意图。
【具体实施方式】
[0015]结合图1对本发明做进一步的说明。
[0016]如图1所示，一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，整体上显同轴圆柱结构。电流从套管末屏引出线进入导电杆1，通过导电圆盘9流入外壳7以及传感器固定底座2，最后沿底座2流入变压器套管末屏引出线接口的接地部分，使得导电杆与导电圆盘9、外壳7和底座2形成的回路具有高达10MHz的频带，便于在20KHz-40MHz的宽频带范围内测量局部放电信号。线圈4、线圈5和线圈6均为圆环状，并排套在导电杆I上，并且处于外壳7内部，则导电杆I处于传感器正中心轴线上，保障了工频泄露电流测量的相位角的准确度；线圈4、线圈5和线圈6共用一个外壳7，共用一个导电杆1，使得传感器整体尺寸小，而且能够同时监测入侵波冲击电流信号、局部放电信号和工频泄露电流信号，具有多功能。
[0017]导电杆I与底座2的直径视变压器套管末屏引出线接口的直径而定，可拆卸更换，进而便于与不同直径的套管末屏引出线接口配合，而传感器的其他部分(例如，线圈4、线圈5、线圈6、外壳7、导电圆盘9、防水帽8)可以保持不变。
[0018]底座2通过内螺纹与变压器套管末屏引出线接口配合安装固定；外壳7底部和顶部加入防水密封圈3、10 ;外壳7通过底部螺丝固定底座2上；导电杆I从传感器中心穿入，并与变压器套管末屏抽头连接；再将导电圆盘9从导电杆I顶部旋入，并与传感器外壳接触，通过螺丝将导电圆盘9与外壳7连接固定，完成安装。
[0019]本实施例中:
导电杆I是一个圆柱形杆，高度为97mm，最大直径为12mm ;底座2高度为28mm，最大直径为68_ ;外壳7是一个圆筒，高度为72_，最大直径为72_ ;导电圆盘9是一个圆盘，高度为5mm，直径为36mm。
[0020]线圈4匝数为80匝，积分电阻为0.5Ω，监测频带为1ΚΗζ_2ΜΗζ，用于监测冲击电流信号，信号从BNC接头13输出；线圈5匝数为30匝，积分电阻为50 Ω，监测频带为20ΚΗζ-40ΜΗζ，用于监测局部放电信号，信号从BNC接头12输出；线圈6匝数为150匝，积分电阻为20 Ω，监测频带为45Ηζ-55Ηζ，用于监测工频泄露电流，信号从BNC接头11输出。
[0021]底座2、外壳7、防水帽8、导电圆盘9采用电导率为9.71x10 8 Ω.πι的铁制材料并镀锌处理。导电杆I采用电导率为1.678x10 8Ω.πι的铜制材料。线圈4、线圈5和线圈6的磁芯材料采用相对磁导率大于10000的非晶材料。底部防水密封圈3和顶部防水密封圈10的材料为氟橡胶材料。
【主权项】
1.一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，其特征是:该传感器由导电杆1、底座2、底部防水密封圈3、线圈4、线圈5、线圈6、外壳7、防水帽8、导电圆盘9、顶部防水密封圈10、BNC接头11、BNC接头12、BNC接头13组成(如图1所示)。2.根据权利要求1所述的变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，其特征是:导电杆I为圆柱形，外壳7为圆筒形，两者构成同轴圆柱结构；底座2为圆柱体，与导电杆形成同轴圆柱结构。3.根据权利要求2所述的变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，其特征是:夕卜壳7底部和顶部分别有防水密封圈3、10，防水帽8安装在外壳7顶部，电流传感器内部通过环氧树脂浇注灌封。4.根据权利要求3所述的变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，其特征是:导电杆I和底座2可拆卸更换。
【专利摘要】一种变压器套管末屏接地线电流信号监测传感器，由导电杆1、底座2、底部防水密封圈3、线圈4、线圈5、线圈6、外壳7、防水帽8、导电圆盘9、顶部防水密封圈10、BNC接头11、BNC接头12、BNC接头13组成；线圈4、线圈5和线圈6并排套在导电杆1上，共用外壳7。导电杆1为圆柱形，外壳7为圆筒形，两者构成同轴圆柱结构；底座2为圆柱体，与导电杆形成同轴圆柱结构，能无畸变传输1MHz-40MHz范围的高频信号，体积小、适应性强。
【IPC分类】G01R19/00, G01R31/12, G01R31/02
【公开号】CN105137152
【申请号】CN201510515525
【发明人】程养春, 胡涛
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月21日