[实用新型]一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备状态检测领域，具体涉及一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置。

背景技术

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear，GIS)在隔离开关操作时，由于隔离开关灭弧能力弱，动、静触头之间发生多次电弧重燃过程，产生陡波前的瞬态电磁波，其在GIS内部传播过程中遇到GIS外壳不连续处如连接法兰、套管等处发生电磁泄漏，泄漏的电磁波沿外壳与大地之间继续传播，而GIS设备一般通过金属支架立于大地之上，致使GIS外壳对地出现瞬态外壳电压(transient enclosure voltage，TEV)。在特高压(ultra high voltage，UHV) GIS设备中，TEV具有陡波前(上升时间低至几纳秒)、高幅值(高达二十多千伏)、宽频率(宽至几十兆赫兹)等特点，危及接触GIS设备的运行人员安全及GIS设备监控系统的正常运行。例如在荆门变电站现场调试过程中曾出现TEV导致六氟化硫气体密度在线监测系统出现两次误报警现象。为了直接掌握TEV波形特性，同时为了仿真计算提供试验依据，准确测量TEV是十分必要的。

国内外学者仅在GIS设备上开展了少量的TEV测量研究工作。有学者在362kV GIS设备上采用电阻性阻抗分压法，测量绝缘法兰处的 TEV，未给出TEV测量装置的性能指标，未考虑测量引线对测量装置的影响，未采取电磁屏蔽措施，测量装置无法用于强电磁干扰环境下的特高压GIS设备TEV测量。目前，尚未见到特高压GIS设备的TEV 测量装置的报道。

为了更好的揭示TEV波形特性，需要进行全过程测量，准确记录 TEV全过程波形。瞬态电磁波在GIS外壳与大地之间传播时，由于折反射及衰减，空间不同位置的TEV具有较大差异，为了揭示GIS设备 TEV的分布规律，还需要实现多点同步测量。特高压GIS设备结构复杂，其周围的强电磁干扰对未考虑电磁屏蔽措施的TEV测量装置带来很大的干扰，因此要求TEV测量装置具备很强的抗电磁干扰能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，基于电阻性阻抗分压测量方法，并结合TEV典型波形，提出一种特高压气体绝缘开关设备中瞬态外壳电压测量装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

特高压GIS试验回路上实测的TEV典型波形是由多个单脉冲构成的，合闸时，随着隔离开关触头间隙距离减小，间隙击穿放电的时间间隔缩短，TEV波形体现为前疏后密，幅值则为前大后小。分闸过程则相反，TEV波形体现为前密后疏，幅值为前小后大；而TEV幅值一般为几百伏至几十千伏，如此高的电压很难直接测量，因此本实用新型装置需要采用电压分压器进行分压测量。

本测量装置包括电压分压器模块、数据处理控制模块、在线显示与控制端模块、多通道同步触发模块和蓄电池供电系统，

电压分压器模块包括分压器屏蔽盒11和安装在分压器屏蔽盒11 内的电压分压器1，电压分压器1用于将输入的高幅值电压信号进行分压，输出可供处理的低幅值电压信号，

数据处理控制模块包括测量设备屏蔽箱10和安装在数据处理控制模块内的数据处理控制系统2、光-电触发器7、蓄电池供电系统6 和光-电转换器8，数据处理控制系统2分别连接电压分压器1、光- 电触发器7、蓄电池供电系统6和光-电转换器8，蓄电池供电系统6 用于为本装置提供电源，

在线显示与控制端模块包括保护屏蔽小室12和安装在保护屏蔽小室12内的光-电转换器9和在线显示与控制端4，光-电转换器9 通过光纤3与光-电触发器7和光-电转换器8连接，在线显示与控制端4连接光-电转换器9，在线显示与控制端4用于实时显示被测信号的波形及测量装置的运行状态，

多通道同步触发模块包括多通道同步触发系统5，多通道同步触发系统5输入端与开关连接，用于接收开关操作产生的瞬态电磁波，多通道同步触发系统5输出端通过光纤分别与光-电触发器7和光- 电转换器8连接。

进一步，分压器屏蔽盒11与测量设备屏蔽箱10之间采用金属连接器无缝对接。

进一步，分压器屏蔽盒11和测量设备屏蔽箱10内表面粘附有绝缘材料。

进一步，测量设备屏蔽箱10底部安装有绝缘支撑柱14与地面接触。

进一步，电压分压器1通过接地排13接地。

另外，电压分压器分压测量的方法采用国标GB/T18134.1-2000 中推荐的电阻性阻抗分压法。