[发明专利]高压馈电电缆方波过电压在线监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及安全监测技术领域，特别涉及一种高压馈电电缆方波过电压在线监测装置。

背景技术

变频调速技术由于其卓越的调速性能、高安全可靠性、高设备利用率以及良好的节电效果，被广泛应用于轨道交通等领域的电力传动。电力传动应用到轨道交通的一个显著特点是容量大(大于10MW)，电压高(高于20kV)，通常需要采用大容量高压馈电电缆实现电力传输。但由于变频器电力电子元器件输出的脉冲电压会产生重复脉冲过电压问题，且由变频器输出的脉冲电压上升沿极短(0.1～10μs)，脉冲频率较高(0.5～20kHz)，脉冲电压在馈电电缆以及电机绕组内传播时会发生波的反射和叠加作用，使得在馈电电缆中产生的过电压可以达到正常工作电压的2～3倍。为防止脉冲过电压对轨道交通的电力输电系统产生破坏，需要对其电压波形进行实时监测，一方面利用监测结果分析产生的过电压频谱分量和原因，另一方面，根据监测结果，对产生的过电压进行有效抑制。

由于变频器输出的高压为方波电压，且其过电压脉冲上升沿极短，普通的高压在线监测方法不能准确捕捉到完整的过电压脉冲，为此带来测量上的误差，进一步影响后续过电压脉冲频谱分量和原因的分析，并影响后续的防止过电压脉冲措施。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种高压馈电电缆方波过电压在线监测装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种高压馈电电缆方波过电压在线监测装置，所述装置包括：高压臂阻尼电阻R₁、高压臂电容C₁、首端匹配电阻R₂、首端匹配电容C₂和测量仪器；

所述高压臂阻尼电阻R₁的第一端作为高压输入端，所述高压臂阻尼电阻R₁的第二端与所述高压臂电容C₁的第一端连接，所述高压臂电容C₁的第二端与所述首端匹配电阻R₂的第一端及首端匹配电容C₂的第一端分别连接，所述首端匹配电阻R₂的第二端与所述测量仪器的第一输入端连接，所述首端匹配电容C₂的第二端与所述测量仪器的第二输入端及地连接。

可选地，所述装置的工作方式为首端匹配，且满足下式：

R₂＝Z

其中，Z为所述高压馈电电缆的特征阻抗。

可选地，所述装置还包括：末端匹配电阻R₃和末端匹配电容C₃，所述末端匹配电阻R₃和末端匹配电容C₃串联连接，且并联于所述测量仪器的两个输入端之间。

可选地，所述装置的工作方式为两端匹配，且满足下式：

其中，Z为所述高压馈电电缆的特征阻抗，C_c为所述高压馈电电缆的电容。

可选地，所述测量仪器为示波器。

可选地，所述示波器的采样频率为被测方波最高频率的预设倍数，其采样存储点数为预设大小。

可选地，所述高压臂电容C₁的电容值根据高压臂与周围物体之间存在的杂散电容确定，所述高压臂由高压臂阻尼电阻R₁和高压臂电容C₁组成。

可选地，所述杂散电容包括：高压臂对地电容C_H，高压臂与高压馈电电缆之间的杂散电容C_L，以及高压臂与高压输入端的杂散电容C_G。

本发明通过电路设计，使得该在线监测装置采用弱阻尼工作方式，从而能准确捕捉到完整的过电压脉冲，防止影响后续过电压脉冲频谱分量和原因的分析，避免影响后续的防止过电压脉冲措施。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的高压馈电电缆方波过电压在线监测装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式的高压馈电电缆方波过电压在线监测装置的结构示意图；

图3是高压臂与周围物体间的杂散电容示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。