[发明专利]快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统

说明书

技术领域

本发明涉及电容传感器技术领域，特别涉及一种快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统。

背景技术

快速暂态过电压(VFTO，Very Fast Transient Over-voltage)测量用电容传感器标定系统是为了检测电容传感器的性能是否满足要求和确定电容传感器的分压比。

现有常用的VFTO测量用电容传感器的标定系统如图1所示，包括陡脉冲发生器101、同轴电缆102、衰减器103、电容传感器104、第一示波器105和第二示波器106。其工作原理是，陡脉冲发生器101是作为信号源，用于产生电压脉冲，电压脉冲通过同轴电缆102传送给衰减器103和电容传感器104，电压脉冲在衰减器103和电容传感器104上产生电压，衰减器103是为了作为比较的基准。衰减器103上的电压可以通过与衰减器103连接的第一示波器105观察到；电容传感器104上的电压可以通过与电容传感器104连接的第二示波器106观察到。通过比较第一示波器105和第二示波器106上的电压波形和电压幅值，便可以验证电容传感器104的性能和分压比。

但是，目前这种VFTO测量用电容传感器标定系统中的陡脉冲发生器产生的电压不够高，陡度不够，无法模拟VFTO发生的环境。而且，现有的标定系统没有使用气体绝缘金属封闭开关设备(GIS，Gas Insulated Switchgear)，而实际系统中必然会有GIS刀闸操作，现有技术只是使用了一个陡脉冲发生器来模拟GIS刀闸操作所产生的脉冲波形，幅值和陡度都和实际系统相差甚远。因此，现有技术中的在低压环境下标定出来的电容传感器无法应用到实际的高压系统中，这样标定出来的电容传感器也无法满足VFTO响应时间的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统，能够准确标定VFTO测量用的电容传感器。

本发明实施例提供一种快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统，包括：高压陡脉冲发生器、锥形传输筒、电容传感器、电阻分压器、同轴电缆、第一示波器和第二示波器；

所述高压陡脉冲发生器，用于产生高压陡脉冲；所述高压陡脉冲通过所述锥形传输筒传输至设置于气体绝缘金属封闭开关设备GIS上的所述电容传感器和电阻分压器；所述锥形传输筒和GIS同轴连接在一起；

所述电阻分压器通过同轴电缆将电阻分压信号传送至第一示波器；

所述电容传感器通过同轴电缆将电容分压信号传送至第二示波器。

优选地，所述锥形传输筒包括锥形传输内筒和锥形传输外筒；

所述锥形传输内筒与所述GIS的内导体同轴设置，锥形传输内筒的底面半径与内导体的半径相同；

所述锥形传输外筒与所述GIS的外壳同轴设置，锥形传输外筒的底面半径与所述外壳的半径相同。

优选地，所述电容传感器设置于所述GIS的外壳法兰上。

优选地，所述电阻分压器穿过所述GIS的外壳设置于所述GIS的内导体上，与所述电容传感器沿所述GIS的中心轴对称分布。

优选地，还包括设置于所述GIS末端的匹配电阻。

优选地，还包括设置于GIS顶面，所述内导体和外壳之间的支柱绝缘子。

优选地，所述第一匹配电阻和第二匹配电阻为辐射状水电阻。

优选地，所述高压陡脉冲发生器包括可调高压直流电源、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一开关；

所述可调高压直流电源的负极和正极之间依次包括串联的第一电阻、第一电容和第二电阻；

所述可调高压直流电源的正极接地；

所述第一开关并联在地所述第一电阻和第一电容的公共端与之间；

所述第一电容和第二电阻的公共端作为所述高压陡脉冲发生器的高压陡脉冲输出端。

优选地，所述高压陡脉冲发生器产生的高压陡脉冲的电压的幅值在5kV-100kV可调，高压陡脉冲的上升时间小于或等于3ns。

优选地，所述高压陡脉冲发生器产生的高压陡脉冲的脉宽为100ns。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

该VFTO测量用电容传感器标定系统，通过锥形传输筒将陡脉冲产生器产生的高压陡脉冲传输至设置于GIS筒上的电容传感器和电阻分压器；由于锥形传输筒可以使高压陡脉冲波形产生的畸变变小，从而减轻高压陡脉冲由于传输过程受到的影响，并且锥形传输筒的试验重复性好。该标定系统使用高压陡脉冲产生器作为信号源，这样更符合VFTO的实际波形，另外将电容传感器和电阻分压器设置于GIS筒上，这样可在接近实际安装条件的情况下，对电容传感器进行标定。

附图说明