一种无源无线过电压在线监测装置的制作方法

本实用新型属于电力系统在线监测技术领域，尤其涉及一种无源无线过电压在线监测装置。

背景技术：

在电力系统运行状态发生变化的过程中，如断路器或隔离刀闸操作、雷击、谐振等，容易发生电压波动形成过电压。过电压虽然持续时间短暂，发生概率也不高，但是一旦造成绝缘击穿就可能造成设备损坏，导致供电中断。因此，对电力系统过电压进行监测，对过电压发生的工况、波形数据、分布情况进行量化研究，对于电力系统过电压治理、故障分析、机理研究、仿真验证具有重要意义。

过电压监测一直是电力系统在线监测的难题，主要表现在：过电压无法直接测量，过电压持续时间短采样装置频率要求高，过电压情况下带电体表明电气量容易发生畸变，测量装置分布电容对陡波头过电压高频信号的过滤等。因此，需要一种新的过电压测量装置，以解决现有过电压测量装置的不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种无源无线过电压在线监测装置，对电力系统过电压进行在线监测，实现前端在线测量与信号发送模块，能量提供与信号接收发送模块，基座与防电晕模块的分开设计，在线测量与能量发送模块无源无线，过电压条件下基座与防电晕模块能够确保测量与能量发送模块所在位置电场强度不发生畸变，实现对导电体过电压的准确测量。

本实用新型提供了一种无源无线过电压在线监测装置，包括测量与信号接收发送模块、基座与防电晕模块、导体、能量提供与信号接收模块、电源线、信号传输线及显示模块；

所述基座与防电晕模块固定在所述导体上；所述测量与信号接收发送模块固定在所述基座与防电晕模块上，用于测量基座与防电晕模块表面的电场强度；

所述能量提供与信号接收模块与所述测量与信号接收发送模块通过高频电磁波无线连接，用于为所述测量与信号接收发送模块提供能量，并接收所述测量与信号接收发送模块传输的数据；

所述电源线与所述能量提供与信号接收模块及显示模块连接，用于为所述能量提供与信号接收模块及显示模块供电；所述信号传输线与所述显示模块连接，用于将所述能量提供与信号接收模块中的数据传输至所述显示模块存储和展示。

进一步地，所述测量与信号接收发送模块包括：

能量接收单元，用于接收能量提供与信号接收模块发射的固定频率无线电波，并将无线电波转换为电能；

信号测量与计算单元，用于采集电场强度，并将电场强度转换为导体表面电位；

信号发送单元，用于将导体表面电位信号以无线电波形式发送至能量提供与信号接收模块。

进一步地，所述信号测量与计算单元的采样频率不低于100ms/s。

进一步地，所述基座与防电晕模块的外径根据所监测系统的电压等级最大过电压确定，以保证在最大过电压情况下所述基座与防电晕模块的外表面不发生电晕。

进一步地，所述基座与防电晕模块采用软质导电材料，所述导体采用导线或硬管母线类型导体。

进一步地，所述能量提供与信号接收模块和测量与信号接收发送模块的无线传输距离不小于10m。

借由上述方案，通过无源无线过电压在线监测装置，采用无线功能和信号传输，实现了对过电压波形的高频采集，对过电压情况下导体表面电场强度畸变的有效抑制，可对500kv及以下电压等级的电力系统过电压进行精确测量。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型无源无线过电压在线监测装置中测量与信号接收发送模块、基座与防电晕模块、导体的连接图；其中，左侧为垂直于导体方向，右侧为沿导体方向；819

图2是本实用新型无源无线过电压在线监测装置中电源线、信号传输线、显示模块的连接图；

图3是本实用新型无源无线过电压在线监测装置采集到的过电压波形图。

图中标号：

1-测量与信号接收发送模块；2-基座与防电晕模块；3-导体；4-能量提供与信号接收模块；5-电源线；6-信号传输线；7-显示模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参图1、图2所示，本实施例提供了一种无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，包括测量与信号接收发送模块1、基座与防电晕模块2、导体3、能量提供与信号接收模块4、电源线5、信号传输线6及显示模块7；

基座与防电晕模块2固定在所述导体3上；测量与信号接收发送模块1固定在基座与防电晕模块2上，用于测量基座与防电晕模块2表面的电场强度；

能量提供与信号接收模块4与测量与信号接收发送模块1通过高频电磁波无线连接，用于为测量与信号接收发送模块1提供能量，并接收测量与信号接收发送模块1传输的数据；

电源线5与能量提供与信号接收模块4及显示模块7连接，用于为能量提供与信号接收模块4及显示模块7供电；信号传输线6与显示模块7连接，用于将能量提供与信号接收模块4中的数据传输至显示模块7存储和展示。参图3所示的过电压波形，(a)为典型的雷电过电压测量波形，(b)为典型的合闸过电压测量波形。

该无源无线过电压在线监测装置，采用无线功能和信号传输，实现了对过电压波形的高频采集，对过电压情况下导体表面电场强度畸变的有效抑制，可对500kv及以下电压等级的电力系统过电压进行精确测量。

在本实施例中，测量与信号接收发送模块1包括：

能量接收单元，用于接收能量提供与信号接收模块4发射的固定频率无线电波，并将无线电波转换为电能；

信号测量与计算单元，用于采集电场强度，并将电场强度转换为导体3表面电位；

信号发送单元，用于将导体3表面电位信号以无线电波形式发送至能量提供与信号接收模块4。

在本实施例中，信号测量与计算单元的采样频率不低于100ms/s，以满足快速暂态过电压陡波头部分的采样要求。

在本实施例中，基座与防电晕模块2的外径根据所监测系统的电压等级最大过电压确定，以保证在最大过电压情况下基座与防电晕模块2的外表面不发生电晕。

在本实施例中，基座与防电晕模块2采用软质导电材料，导体3采用导线或硬管母线类型导体。

在本实施例中，能量提供与信号接收模块4和测量与信号接收发送模块1的无线传输距离不小于10m，以满足500kv及以下电压等级绝缘带电体与低电位体之间的绝缘距离要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，包括测量与信号接收发送模块(1)、基座与防电晕模块(2)、导体(3)、能量提供与信号接收模块(4)、电源线(5)、信号传输线(6)及显示模块(7)；

所述基座与防电晕模块(2)固定在所述导体(3)上；所述测量与信号接收发送模块(1)固定在所述基座与防电晕模块(2)上，用于测量基座与防电晕模块(2)表面的电场强度；

所述能量提供与信号接收模块(4)与所述测量与信号接收发送模块(1)通过高频电磁波无线连接，用于为所述测量与信号接收发送模块(1)提供能量，并接收所述测量与信号接收发送模块(1)传输的数据；

所述电源线(5)与所述能量提供与信号接收模块(4)及显示模块(7)连接，用于为所述能量提供与信号接收模块(4)及显示模块(7)供电；所述信号传输线(6)与所述显示模块(7)连接，用于将所述能量提供与信号接收模块(4)中的数据传输至所述显示模块(7)存储和展示。

2.根据权利要求1所述的无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，所述测量与信号接收发送模块(1)包括：

能量接收单元，用于接收能量提供与信号接收模块(4)发射的固定频率无线电波，并将无线电波转换为电能；

信号测量与计算单元，用于采集电场强度，并将电场强度转换为导体(3)表面电位；

信号发送单元，用于将导体(3)表面电位信号以无线电波形式发送至能量提供与信号接收模块(4)。

3.根据权利要求2所述的无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，所述信号测量与计算单元的采样频率不低于100ms/s。

4.根据权利要求1所述的无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，所述基座与防电晕模块(2)的外径根据所监测系统的电压等级最大过电压确定。

5.根据权利要求1所述的无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，所述基座与防电晕模块(2)采用软质导电材料，所述导体(3)采用导线或硬管母线类型导体。

6.根据权利要求1所述的无源无线过电压在线监测装置，其特征在于，所述能量提供与信号接收模块(4)和测量与信号接收发送模块(1)的无线传输距离不小于10m。

技术总结
本实用新型涉及一种无源无线过电压在线监测装置，包括测量与信号接收发送模块、基座与防电晕模块、导体、能量提供与信号接收模块、电源线、信号传输线及显示模块；基座与防电晕模块固定在所述导体上；测量与信号接收发送模块固定在基座与防电晕模块上；能量提供与信号接收模块与测量与信号接收发送模块通过高频电磁波无线连接；电源线与能量提供与信号接收模块及显示模块连接；信号传输线与显示模块连接。本实用新型采用无线功能和信号传输，实现了对过电压波形的高频采集，对过电压情况下导体表面电场强度畸变的有效抑制，可对500kV及以下电压等级的电力系统过电压进行精确测量。

技术研发人员：刘守豹;杨剑;熊中浩;方圆;李欣
受保护的技术使用者：大唐水电科学技术研究院有限公司
技术研发日：2020.02.28
技术公布日：2020.11.24