[发明专利]一种用于高压直流输电换流阀的信号采集发送装置

说明书

技术领域

本发明属于测量测试技术领域，尤其涉及一种用于高压直流输电换流阀的信号采集发送装置。

背景技术

HVDC换流阀属吊装结构，在进行过电流、过电压、非周期触发等试验时，阀内测量阀主回路电流、阻尼回路电流、阀组件端电压等电气参量的传感器，需将测得的上述电信号经过发射器传至地面。由于换流阀位于高电位，阀内电磁环境十分恶劣，传统的电缆式信号采集发送方法遇到架设、接地、外层屏蔽等瓶颈问题，不能满足现场测试的需要。

现有的信号采集发射电路首先将传感器采集到的模拟电信号由压控振荡器(或A/D转换器)转换为数字信号，由驱动器驱动发光管发光，完成电光转换后经由电缆传给地面的接收电路，就发射电路而言，这种方式需要比较复杂的控制电路和模数转换电路，特别是当测量频带较高时，模数转换电路异常复杂，若测量频带达到20MHz，则模数转换电路的转换速率需要达到60MSPs才能保证信号的精度，若再附加高测量精度、可变量程等要求，其电路将更加复杂，极难实现。

现有技术中确定上面所述阀层内的主回路电流和阻尼回路电流的方法仅局限于仿真计算，但在试验中，换流阀位于高电位，其所处电磁环境十分恶劣，且易受层层间、层地间的杂散电容、电感的影响，因此仿真计算往往存在较大误差，不能满足工程的实际需要。试验过程中，换流阀主回路中将流过数千安培的过电流，如此大的电流流经晶闸管时，可能会烧毁晶闸管，存在极大的安全隐患。因此，迫切需要能够置入换流阀阀层内的主回路及阻尼回路的电流测量装置。

现有技术中测量上面所述阀组件端电压通常采用阻容并联分压原理测得，其等效电路如图1所示，其特点在于R₁/R₂＝C₂/C₁时，阻容分压器不受频带限制，可以从直流到很高的频率，电容与电阻之间不必配合。由于被测电压达到数万伏，分压器的高压臂电阻和电容不但需要考虑绝缘、散热和防止电晕等一系列问题，而且需要考虑对被测电路产生的影响，因而往往需要采用很大的高压臂电阻(如10MΩ)和极小的高压臂电容(如0.5pF)，以减小对被测电路的影响、减小分压器的功率，但极小的高压臂电容极难获得。国内西安交通大学的赵中原、方志等人研制了一种如图2所示的电压测量装置，该装置的高压臂45置于有机玻璃罩42中，有机玻璃罩42外套有一铝罩46，铝罩的外侧设有低压电极引线端44，高压臂的左端连接高压电极引线端41、右端连接低压臂47，通过连接在低压臂右端的测量引出线48将测量信号输出，其中高压臂45的外部带有伞形屏蔽环43，低压臂47为圆筒状。该装置研究了高压臂屏蔽环43的直径、深度、角度等参数对分压器性能的影响，并做了优化设计。但由于该装置中的高压臂属油浸式结构，会产生易漏油、维护困难、体积大的缺陷，高压臂上的电压分布仍不均匀，高压臂上的电压分布如图3所示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种体积小、测量范围广、误差小、灵敏度高、稳定可靠的用于高压直流输电换流阀的信号采集发送装置。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于高压直流输电换流阀的信号采集发送装置，包括通过发射器探针相连的传感器和发射器，所述传感器采用电流测量装置或电压测量装置，所述发射器包括封装在屏蔽壳IV内的发光管、放大器和供电单元，所述供电单元同时为发光管和放大器供电，所述传感器将其测得的电信号传给发射器中的放大器加以功率放大、并叠加上直流偏置，使发光管发光，所述屏蔽壳IV的盖子上设有一绝缘支柱，所述绝缘支柱的内芯设有一发射器探针。

其中，所述传感器采用电流测量装置，该电流测量装置包括由屏蔽壳I和屏蔽壳II对接而成的屏蔽壳，所述屏蔽壳I内设有缠绕着线圈I的磁芯I，所述屏蔽壳II内设有缠绕着线圈II的磁芯II、积分电路、分压器和弹片结构，所述积分电路输入端和屏蔽壳II均与线圈II相连接，所述积分电路输出端连接分压器，所述分压器输出端连接一弹片结构，所述弹片结构由弹簧和铜片组成，所述屏蔽壳II的端盖上设有一供绝缘支柱穿过的通孔。

其中，所述磁芯I和磁芯II均采用U形或C形铁氧体磁芯，所述屏蔽壳I内设有对磁芯I进行固定的磁芯固定件I，屏蔽壳II内设有对磁芯II进行固定的磁芯固定件II。

其中，所述屏蔽壳内设有紧固插件，所述线圈I和线圈II分别与紧固插件相连接。

其中，所述磁芯I和磁芯II上分别套设有绝缘支撑。