专利名称：基于cvt回路的瞬态过电压取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电压取样装置，特别是一种基于CVT回路的瞬态过电压取样装直。
背景技术：
500kV电压等级的电力系统中，当输电线路进行开关操作时，线路上将出现瞬态过电压，严重时将威胁到与之相连的变电设备的绝缘，因此，新线路启动投运时需进行瞬态过 电压测试。为了获取线路上的过电压波形以及幅值大小，一般需要在高压输电线路上安装过电压取样装置，传统手段是在线路末端安装特制的一体化阻容分压器来获取线路上的暂态过电压信号。由于特制的一体化分压器是直接连接在高压输电线路上的，瞬态电压可达几十万伏，因此需要采用多级的高压阻容臂进行分压，然后在安全可靠的电压节点上进行有效取样。然而多级的高压阻容分压器结构存在以下不足由于直接连接到高压线路上，绝缘问题较为突出，需要较大的结构尺寸并填充较多的绝缘介质，因此设备极为笨重，占地面积大，安装和拆卸都很不方便；设备为临时接入，导致其安全性不高，需要有多级防护措施。因此在实际应用中限制很多。
实用新型内容本实用新型的目的在于根据现有一体化分压器应用上存在的不足而提供一种结构简单、携带运输方便、拆装快捷、安全可靠、采样准确的CVT瞬态过电压取样装置。本实用新型的目的是通过以下途径来实现的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其结构要点在于，包括有封闭的金属容器、分压电容Cs、两个阻抗匹配电阻Rl和R2、以及信号输出线路，分压电容Cs由复数个单体电容元件并联组成，该复数个单体电容元件以阵列分布结构安装在该金属容器内腔中，两个阻抗匹配电阻安装在金属容器内腔的中心位置，分压电容Cs的输入端连接到CVT设备接地回路，分压电容Cs的输出端连接CVT设备的接地极中，阻抗匹配电阻Rl —端连接分压电容Cs的输入端，另一端连接到信号输出线路的一芯线上，阻抗匹配电阻R2 —端连接分压电容Cs的输出端，另一端连接到信号输出线路的另一芯线上。上述的结构体现了瞬态过电压取样装置的如下电路原理结构分压电容Cs插接在CVT设备接地回路和接地极之间，且在Cs两端分别引出取样端子，每个取样端子分别通过一阻抗匹配电阻连接到信号输出线路，再连接到测试回路中。CVT即电容式电压互感器，其结构主要由高压电容Cl(500kV电压等级一般由两节构成)、中间电容C2、中间变压器、限流电抗器等组成。由于高压电容Cl的电容量较小，在中间电容C2末端串接入合适的分压电容CS后，可以得到较理想的分压比，同时可保证电压波形具有较好的瞬态特性，因此取样数据准确性高。由于瞬态过电压取样装置的工作环境处于高压线路运行场所，考虑各种电磁干扰，因此封闭的金属容器能够提供一个将外部的电磁干扰屏蔽的空间。而封装在其中的阵列分布结构的分布电容能够使得整个取样装置结构紧凑，尽可能的减小体积，减少占地面积。由于CVT所在输电线路的点为较低电压节点，也就使得其接地回路为低压回路，此时只需要接入低压的分压电容即可实现对瞬态过电压的有效分压，再由阻抗匹配电阻以及取样输出电路完成对瞬态过电压信号的取样，消除了因绝缘问题带来的设备笨重、占地面积大的因素，使得本实用新型所述装置能够结构简单，体积小巧，携带运输方便，拆装快捷，且低压侧安装，安全可靠。本实用新型可以进一步具体为在金属容器的外表面上连接有永磁连接构件。永磁连接构件采用高强永磁体，这样，可以通过该永磁连接构件将整个取样装置吸附在现场设备上，如CVT设备等二次低压设备上，既可以不占用地面面积，且具有很好的·收纳效果，使用方便，简单。所述单体电容元件为一种金属箔式聚丙烯电容器。该金属箔式聚丙烯电容器能够有效提高取样装置的抗冲击性能。所并联的单体电容元件为10-20个，每个电容元件的电容量为20-50 μ F。由于，分压电容参数的选择要考虑到信号幅值、传输距离、采集装置的灵敏度，以及对电容式电压互感器变比值的影响等，一般其值可取为耦合电容器的3000 10000倍左右。这样，需要分压电容采集到的电压值(有效)约为20 40V左右。阻抗匹配电阻R1=R2。信号输出线路包括有芯线输出线缆和地线输出线缆，其中地线输出线缆连接到接地极中。进一步的，还可以是芯线输出线缆和地线输出线缆为差分同轴双电缆。该差分同轴双电缆能够将取样的过电压信号传输至远方信号接收器完成对瞬态过电压信号的取样。综上所述，本实用新型提供了一种基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，利用变电站现有的CVT设备，采用特制结构的低压分压电容实现对瞬态过电压信号的取样，并将分压电容和阻抗匹配电阻封装在封闭的金属容器中。经实验室工频及雷电冲击电压波形比对，取样数据准确性高、频率响应特性较好，可以满足50kV输电线路启动系统调试时瞬态过电压测试的需求。该取样装置结构简单，体积小巧，运输携带方便，安全可靠。
图I所示为本实用新型所述基于CVT回路的瞬态过电压取样装置的结构示意图。图2所示为本实用新型所述基于CVT回路的瞬态过电压取样装置的侧方截面示意图。图3所示为本实用新型所述瞬态过电压取样装置的工作电路原理图。下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。具体实施例最佳实施例参照附图I和附图2，基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，包括有圆柱形封闭的金属容器I、分压电容Cs、两个阻抗匹配电阻Rl和R2、以及信号输出线路，分压电容Cs由多个单体电容元件2并联组成，该多个单体电容元件以环形阵列分布结构(也可以是矩形阵列分布结构)安装在该金属容器内腔中 ，位于容器内腔靠近内周面侧。两个阻抗匹配电阻3安装在金属容器内腔的中心位置，分压电容Cs的输入端连接到CVT设备接地回路，分压电容Cs的输出端连接CVT设备的接地极中，该多个单体电容元件2的高压端子连接后，连接到CVT回路上，用铜板等电位覆盖。阻抗匹配电阻Rl —端连接分压电容Cs的输入端，另一端连接到信号输出线路的一芯线上，阻抗匹配电阻R2—端连接分压电容Cs的输出端，另一端连接到信号输出线路的另一芯线上。在金属容器I的外表面上连接有永磁连接构件4，以通过该永磁连接构件4将整个取样装置吸附在现场设备上。参照附图3，图中，Cl为高压一次设备的等效电容，C2及二次输出T为CVT的等效接地回路。其中阻抗匹配电阻R1=R2，分压电容Cs插接在CVT设备接地回路和接地极之间，且在Cs两端分别引出取样端子，每个取样端子分别通过一阻抗匹配电阻连接到信号输出线缆。分压电容Cs由10-20个单体电容元件并联组成，每个电容元件的电容量为20-50 μ F。所米用的单体电容兀件为一种金属箔式聚丙烯电容器。信号输出线路包括有芯线输出线缆LI和地线输出线缆L2，其中地线输出线缆L2连接到接地极中。而芯线输出线缆LI和地线输出线缆L2为差分同轴双电缆，该差分同轴双电缆能够将取样的过电压信号传输至远方电压米样装置完成对瞬态过电压信号的取样。本领域技术人员利用现场固有配置的电容式电压互感器(CVT)的高压电容作为分压臂，研制了特殊结构的瞬态过电压取样装置，并验证了取样装置的技术有效性。本实用新型未述部分与现有技术相同。
权利要求1.基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，包括有封闭的金属容器、分压电容Cs、两个阻抗匹配电阻Rl和R2、以及信号输出线路，分压电容Cs由复数个单体电容元件并联组成，该复数个单体电容元件以阵列分布结构安装在该金属容器内腔中，两个阻抗匹配电阻安装在金属容器内腔的中心位置，分压电容Cs的输入端连接到CVT设备接地回路，分压电容Cs的输出端连接CVT设备的接地极中，阻抗匹配电阻Rl —端连接分压电容Cs的输入端，另一端连接到信号输出线路的一芯线上，阻抗匹配电阻R2 —端连接分压电容Cs的输出端，另一端连接到信号输出线路的另一芯线上。
2.根据权利要求I所述的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，在金属容器的外表面上连接有永磁连接构件。
3.根据权利要求I所述的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，该单体电容元件为一种金属箔式聚丙烯电容器。
4.根据权利要求I所述的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，所并联的单体电容元件为10-20个，每个电容元件的电容量为20-50 μ F。
5.根据权利要求I所述的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，阻抗匹配电阻R1=R2。
6.根据权利要求I所述的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，信号输出线路包括有芯线输出线缆和地线输出线缆，其中地线输出线缆连接到接地极中。
7.根据权利要求6所述的基于CVT回路的瞬态过电压取样装置，其特征在于，芯线输出线缆和地线输出线缆为差分同轴双电缆。
专利摘要本实用新型涉及一种电压取样装置，特别是一种CVT瞬态过电压取样装置，其结构要点在于，包括有封闭的金属容器、分压电容Cs、两个阻抗匹配电阻R1和R2、以及信号输出线路，分压电容Cs以阵列分布结构安装在该金属容器内腔中，两个阻抗匹配电阻安装在金属容器内腔的中心位置，分压电容Cs的输入端连接到CVT设备接地回路，输出端连接CVT设备的接地极中。优点在于，无需体积庞大且笨重的高压阻容分压器进行分压采样，只需要应用现有CVT设备，采用低压分压电容即可实现输电线路瞬态过电压信号的取样。取样数据准确性高，装置结构简单，体积小巧，运输携带方便，拆装快捷，安全可靠性高。
文档编号G01R19/00GK202676787SQ20122034439
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者廖福旺, 黄海鲲, 郭清滔, 王宁燕, 游浩 申请人:福建省电力有限公司电力科学研究院