高压套管传感器及其试验方法与流程

本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种高压套管传感器及其试验方法。

背景技术：

套管在线监测高频传感器在停电检查或试验过程中拆卸螺栓时容易造成引线柱(螺杆)转动，内部末屏接地引出线受力易脱落，造成末屏不能可靠接地；由于经常拆卸容易引起金属连片受力开裂折断；大修中对变压器及套管进行防腐喷漆处理时，造成接地金属连片或接地金属软线不能有效可靠接地；绝缘小瓷套上附着有防锈漆颗粒后对套管试验结果有很大影响，因此会对试验结果造成不准确，抗干扰能力差，降低了使用寿命，从而会增加成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压套管传感器及其试验方法，采用全闭合接地回路保证了套管末屏可靠接地，设置的接地连接座可以保证监测设备安全及人身安全，同时增加了抗干扰能力，增长了使用寿命，节省了成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种高压套管传感器，包括壳体和设置在所述壳体内部的滑块，还包括设置在所述壳体内部的接地连接座，所述接地连接座与所述壳体围成闭合接地回路，所述接地连接座外侧设置有采集信号装置，所述接地连接座的下部设置有连接器；

所述滑块与所述接地连接座之间设置有弹簧，所述弹簧外侧设置有绝缘筒。

优选地，所述采集信号装置为高频互感线圈。

优选地，所述壳体设置为T字型结构。

优选地，所述滑块的顶端设置有防水塞，所述防水塞与所述壳体内壁贴合。

一种如权利要求1-4所述的高压套管传感器的试验方法，包括以下步骤：

步骤一、传感器传输阻抗试验：利用正弦信号发生器、无感电阻和示波器组成试验回路，将传感器连接在所述示波器上，所述试验回路中产生正弦波电流，在3兆赫兹至30兆赫兹范围内调整频率，用示波器同时测量不同频率下传感器的输出电压及电阻两端的电压，根据所述输出电压、电阻和所述电阻两端的电压得到传输阻抗值；

步骤二、传感器检测频率试验：将传感器连接在所述试验回路上，所述正弦信号发生器输出电压，通过所述无感电阻在所述试验回路中产生与所述电压相适应的频率和峰值为5毫安至10毫安的正弦电流，传感器显示读数，与所述读数对应的频率为3兆赫兹至30兆赫兹，且6分贝带宽的频率不小于2兆赫兹；

步骤三、传感器灵敏度试验：利用陡脉冲发生器和注入电容组成试验回路，将传感器连接在所述试验回路中，陡脉冲发生器输出脉冲电压，通过所述注入电容在所述试验回路中产生脉冲电流，脉冲电压与脉冲电流相乘构成视在电荷量，由传感器检测试验回路中的脉冲电流；

步骤四、传感器线性度试验：通过调节所述陡脉冲发生器输出的电压，产生50pC和5000pC的视在电荷量，对两组视在荷电量分别进行试验，记录传感器显示的测量信号幅值；

步骤五、传感器抗干扰性能试验：通过所述陡脉冲发生器和所述注入电容，在试验回路中产生视在电荷量的高频脉冲电流，同时用正弦信号发生器经无感电组产生不同频率的干扰电流，同时施加到传感器的输入端，调整传感器的滤波功能键去除干扰。

优选地，步骤A中所述正弦波电流为10毫安至30毫安，所述示波器的模拟信号测量带宽不低于100MHz。

优选地，步骤B中所述正弦电流是通过示波器测量电阻两端的电压监视的，在调整频率时保持电流不变。

优选地，步骤C中所述视在电荷量为50pC时，传感器的信噪比不低于2：1。

优选地，步骤E中当所述视在荷电量为50pC，所述干扰电流的峰值为25mA时，传感器的信噪比不低于2：1。

因此，本发明采用上述结构的高压套管传感器及其试验方法，在传感器壳体内设有接地连接座，使得传感器的信号提取部分采用全闭合接地回路，保证了套管末凭可靠地接地，解决了传统方法改变套管末屏接地而引起故障的问题，接地连接座外设有高频线圈，使得信号提取与末屏引线完全隔离，无电气连接，保证了监测设备安全和人身安全，并且传感器采用全封闭金属屏蔽结构，保证了传感器内部感应电路不受外部电磁场影响，传感器的材料均为耐腐蚀、耐高温等高稳定性的金属材料组成，可达到与变压器同等使用寿命。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种高压套管传感器实施例的结构示意图；

图2为本发明一种高压套管传感器实施例的传感器传输阻抗试验回路图；

图3为本发明一种高压套管传感器实施例的传感器检测频率试验回路图；

图4为本发明一种高压套管传感器实施例的传感器灵敏度试验回路图；

图5为本发明一种高压套管传感器实施例的传感器抗干扰性能试验回路图。

注：Us-正弦信号发生器；R₀-无感电阻；M1-示波器；M0-传感器；Up-陡脉冲发生器；C0-注入电容；M0-传感器；Up-陡脉冲发生器；Rs-电阻。

具体实施方式

实施例

本发明提供了一种高压套管传感器，包括壳体1和设置在壳体1内部的滑块2，还包括设置在壳体1内部的接地连接座3，接地连接座3与壳体1围成闭合接地回路，且接地连接座采用黄铜制作，表面镀镍，保证了套管末凭可靠地接地，解决了传统方法改变套管末屏接地而引起故障的问题，而壳体为全封闭金属屏蔽结构，保证了传感器内部感应电路不受外部电磁场影响，接地连接座3外侧设置有采集信号装置4，采集信号装置4为高频互感线圈，使得信号提取与末屏引线完全隔离，无电气连接，保证了监测设备安全和人身安全，接地连接座3的下部设置有连接器5，与高压套管连接；滑块2与接地连接座3之间设置有弹簧6，弹簧6外侧设置有绝缘筒7，弹簧的作用是顶起套管回路连接杆，让套管回路连接杆能够上下移动，同时电流通过弹簧传输，使高频互感线圈能够很顺利的提取信号。

壳体1设置为T字型结构，方便与套管连接。

滑块2的顶端设置有防水塞8，防水塞8与壳体1内壁贴合，增加了密封性。

一种如权利要求1-4所述的高压套管传感器的试验方法，包括以下步骤：

步骤一、传感器传输阻抗试验：如图2所示，利用正弦信号发生器、无感电阻和示波器组成试验回路，将传感器连接在所述示波器上，所述试验回路中产生正弦波电流，在3兆赫兹至30兆赫兹范围内调整频率，用示波器同时测量不同频率下传感器的输出电压及电阻两端的电压，根据所述输出电压、电阻和所述电阻两端的电压得到传输阻抗值，所述正弦波电流为10毫安至30毫安，所述示波器的模拟信号测量带宽不低于100MHz；试验回路如下图：

传输阻抗值的计算公式为：

Z(f)＝R₀(V₂(f)/V₁(f))

式中：Z(f)—输入正弦信号频率f下的传输阻抗值；

R₀—电阻；

V2(f)—输入正弦信号频率f下被检传感器的输出电压；

V1(f)—输入正弦信号频率f下电阻R0两端的输出电压。

所述试验回路应满足如下要求：

(1)示波器的模拟信号测量带宽不应低于100MHz；

(2)R₀宜为50Ω±0.2％的无感电阻，其两端电压V1(f)的测量应采用示波器高阻电压探头(测量带宽不应低于100MHz)；

(3)被检传感器的输出端应设置50Ω负载，并通过1米长度的50Ω同轴电缆接示波器。

步骤二、传感器检测频率试验：如图3所示，将传感器连接在所述试验回路上，所述正弦信号发生器输出电压，通过所述无感电阻在所述试验回路中产生与所述电压相适应的频率和峰值为5毫安至10毫安的正弦电流，传感器显示读数，与所述读数对应的频率为3兆赫兹至30兆赫兹，且6分贝带宽的频率不小于2兆赫兹，所述正弦电流是通过示波器测量电阻两端的电压监视的，在调整频率时保持电流不变；

步骤三、传感器灵敏度试验：如图4所示，利用陡脉冲发生器和注入电容组成试验回路，将传感器连接在所述试验回路中，陡脉冲发生器输出脉冲电压，通过所述注入电容在所述试验回路中产生脉冲电流，脉冲电压与脉冲电流相乘构成视在电荷量，由传感器检测试验回路中的脉冲电流，所述视在电荷量为50pC时，传感器的信噪比不低于2：1；

步骤四、传感器线性度试验：通过调节所述陡脉冲发生器输出的电压，产生50pC和5000pC的视在电荷量，对两组视在荷电量分别进行试验，记录传感器显示的测量信号幅值；

步骤五、传感器抗干扰性能试验：如图5所示，通过所述陡脉冲发生器和所述注入电容，在试验回路中产生视在电荷量的高频脉冲电流，同时用正弦信号发生器经无感电组产生不同频率的干扰电流，同时施加到传感器的输入端，调整传感器的滤波功能键去除干扰，所述视在荷电量为50pC，所述干扰电流的峰值为25mA时，传感器的信噪比不低于2：1，干扰电流的频率宜选择50kHz、500kHz、1MHz、2MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz、25MHz、30MHz、35MHz、40MHz。

上述五项指标都达到预定值后才能保证这种高压套管传感器是满足要求的。

因此，本发明采用上述结构的高压套管传感器及其试验方法，在传感器壳体内设有接地连接座，使得传感器的信号提取部分采用全闭合接地回路，保证了套管末凭可靠地接地，解决了传统方法改变套管末屏接地而引起故障的问题，接地连接座外设有高频线圈，使得信号提取与末屏引线完全隔离，无电气连接，保证了监测设备安全和人身安全，并且传感器采用全封闭金属屏蔽结构，保证了传感器内部感应电路不受外部电磁场影响，传感器的材料均为耐腐蚀、耐高温等高稳定性的金属材料组成，可达到与变压器同等使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。