[实用新型]一种高压电容型设备泄漏电流电阻取样传感器

说明书

一、技术领域：本实用新型涉及高压电气设备绝缘监测领域，尤指一种对泄漏电流进行取样的传感器。

二、背景技术：高压电气设备绝缘状况直接影响电网安全可靠运行。按照绝缘结构分类，高压电气设备中的电容型设备占多数。对于高压电容型设备，通过对其介质损耗特性的监测，可以发现尚处于早期发展阶段的缺陷。

为监测高压电容型设备绝缘参数的介质损耗角正切和电容量，一般需要提取设备的电压信号和泄漏电流信号。通常电压信号可由电压互感器二次侧得到，而泄漏电流较小，通常为毫安级，所以如何有效的提取电流信号是高压电容型设备绝缘监测的一个难点。

当前国内主要采用穿心式电流传感器来测量泄漏电流，即在传感器中串联CT，现场安装时将传感器套装在被测设备的末屏回路中。这类传感器的设计原理与变压器相似，一次绕组和二次绕组中电流之比近似地与其匝数成反比。这种穿心式电流传感器的优点是所采用的信号提取方式将测量电路与主电路隔开，没有电的直接连接，因而可使二次测量设备及计算机免受主电路中过电压的直接冲击。不足之处在于传感器存在铁芯磁阻，在传变电流的过程中必须消耗一小部分电流用于激磁使铁芯磁化，从而在二次线圈产生感应电势和二次电流。由于激磁电流和铁损的存在，电流传感器一次电流和二次电流之间存在比值差和相角差。这种误差是不可避免的，但却会对高压电容型设备绝缘参数的监测产生很大的影响，因为高压电容型设备绝缘参数的介质损耗角小于1°，其正切值通常介于0.2％～0.3％之间。

为了使泄漏电流输出和输入信号间的误差尽量缩小，研究人员采用了多种误差补偿方式，希望能使穿心式电流互感器的磁通接近零磁通。但是，实践证明：由于穿心式电流传感器长期工作在强电磁场环境中，且多应用在户外环境，受到被采信号小，极易受电磁场、温度、湿度等干扰因素的影响，所以很难达到高精度、良好的抗电磁干扰能力和长时间的稳定性。

目前，泄漏电流取样传感器的性能已经成为影响高压电容型设备绝缘参数测量精度和绝缘状态分析诊断可靠性的主要瓶颈。鉴于目前的穿心式电流传感器存在着局限性，有必要设计一种高性能的泄漏电流取样传感器。

三、发明内容：

1、发明目的：本实用新型提供了一种高压电容型设备泄漏电流取样传感器，其目的是通过所设计的传感器可以准确稳定的提取高压电容型设备泄漏的电流信号，从而有效监测高压电容型设备介质损耗角正切及电容量等绝缘参数，保证设备安全稳定运行。

2、技术方案：本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种高压电容型设备泄漏电流电阻取样传感器，主要包括：一个铸铝盒外壳和一块取样电路板，取样电路板固定在铸铝盒外壳内部，其特征在于取样电路板由线绕式大功率取样电阻和保护电路并联构成。

上述一种高压电容型设备泄漏电流电阻取样传感器，其特征在于：所述铸铝盒外壳底部有三个穿孔，其中两个穿孔通过电缆，串联取样电路板到高压电容型设备末屏回路中；另一根电缆穿过铸铝盒底部的第三个穿孔，连接取样电路板与在线监测或带电测量等系统的检测单元；铸铝盒外壳背部有两个耳状凸起，用于将外壳固定到需检测的容型设备的杆塔上。

上述一种高压电容型设备泄漏电流电阻取样传感器，其特征在于：所述保护电路由气体放电管与大功率线绕电阻串联组成。

上述一种高压电容型设备泄漏电流电阻取样传感器，其特征在于：所述线绕式大功率取样电阻采用轴向引线，其选择的电阻：根据被测容型设备出厂电容量和系统相电压计算得到的泄漏电流来选择电阻的阻值和额定功率，I_L＝2πfUC、其中：I_L＝2πfUC、其中：I_L为泄漏电流，f为系统频率，U为系统相电压，C为电容，R为阻值相同的2～3个绕线式大功率电阻并联，电阻额定功率比电阻实际运行功率高2～5倍，如果传感器应用于在线监测或带电监测系统，则取样电阻值比信号调理部分的调理电阻高1～2个数量级。

上述一种高压电容型设备泄漏电流电阻取样传感器，其特征在于：气体放电管的选择条件要满足：直流击穿电压大于线绕式大功率取样电阻两端电压：最大冲击电流能够承受流过电容型设备的冲击电流。

3、优点及效果：经检索证明，目前未见直接串入高压电容型设备末屏的泄漏电流电阻取样传感器的现场应用报道。新取样方法的使用可彻底解决泄漏电流模拟信号在取样过程中的失真问题，为高压电容型设备绝缘参数监测研究开拓一条新路，有利于变电设备的在线监测和带电测量的推广应用。