[实用新型]基于电场反演的变电站暂态电压地电位式测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压测量领域，具体是基于电场反演的变电站暂态电压地电位式测量装置。

背景技术

电力系统中的变电站导线实时电压状态反映了整条线路、变电站设备、负载等的运行状态，特别是当线路遭遇雷击、出现谐振、发生线路接地或设备故障等事故时，导线电压幅值与波形会出现波动。通过对变电站导线电压，包括工频稳态电压与雷击、系统短路或故障产生的高频过电压信号进行实时监测，有助于准确判断故障，查找问题。

为了监测变电站导线电压，现今具有以下公开文献：

中国专利公开号CN 101382568A于2009年3月11日公开了一种光纤式电压测量方法及其测量装置，其通过在被测高压导线表面放置金属感应极板，并由光纤传递感应极板电容分压数值，进而对导线暂态电压进行测量。该装置应用时需在高电位处布置感应极板，必须停电作业，会给供电公司和用户带来不便。

中国专利公开号CN 104950189A于2015年9月30日公开了一种光纤工频高压电场测量探头，其通过电荷感应电场测量法来测量工频电场。该装置成本低，但是应用时响应速度较慢，无法准确测量高幅值，快变化的瞬态电场。

中国专利公开号CN 105021901A于2015年11月4日公开了一种高压电场测量系统及其测量方法，其采用激光光源输出激光光束，通过电场传感器后经过电场调制，随后传输至光电探测器，处理后得到电场强度。该装置应用时易受外界环境干扰，无法直接用于线路电压的实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有变电站电压监测装置安装时需停电作业和应用时易受外界环境干扰的技术问题，提供了基于电场反演的变电站暂态电压地电位式测量装置，其在安装与检修时不用对线路停电，且采用电场反演的方式进行测量，在应用时具有良好的抗外界环境干扰能力，能提升测量准确度。

本实用新型解决上述问题主要通过以下技术方案实现：基于电场反演的变电站暂态电压地电位式测量装置，包括电场传感器、传感器定位机构、定位管及信号收发器，所述传感器定位机构包括屏蔽箱和绝缘盖，所述屏蔽箱上端开口，绝缘盖与屏蔽箱连接且封闭屏蔽箱的上端开口，所述定位管竖直设置且其上端与屏蔽箱底部固定连接；所述电场传感器设于屏蔽箱内，电场传感器连接有两根通讯线，两根所述的通讯线依次穿过屏蔽箱和定位管后与信号收发器连接。本实用新型为地电位式测量，电场传感器采用电学电场传感器或光学电场传感器，对于电学电场传感器，原理为将电场传感器表面产生的感应电荷转换为电压信号；对于光学电场传感器，原理为基于Pockels效应，采用了共路干涉结构，分析TE、TM模式下的偏振光经过传感器后产生的相位差，反推传感器表面电场强度。本实用新型应用时，定位管下端固定在水泥基座上。

进一步的，所述传感器定位机构还包括设于屏蔽箱内的传感器支座、绝缘支柱及底座，所述底座与屏蔽箱内底部固定连接，传感器支座通过绝缘支柱支承固定于底座上方，所述电场传感器固定于传感器支座上。本实用新型通过绝缘支柱将电场传感器支撑在屏蔽箱内最高点处，使得本实用新型应用时被测相具有足够大的场强。

进一步的，所述传感器支座上端面内凹构成有卡槽，所述卡槽为两端开口分别位于传感器支座相对两侧的矩形通槽，所述电场传感器嵌入卡槽内。本实用新型通过在传感器支座上设置卡槽，使得本实用新型应用时便于固定电场传感器和通讯线布线，而将卡槽设置为矩形通槽，能保证电场线的穿透，可以降低传感器支座对被侧点电场强度的影响。

进一步的，所述传感器支座上端面位于卡槽两侧的区域均为斜面，且该斜面靠近卡槽一侧的水平高度高于其远离卡槽一侧的水平高度。

进一步的，所述屏蔽箱的侧壁设置有百叶窗。本实用新型通过设置百叶窗，使得本实用新型应用时便于屏蔽箱通风散热。

进一步的，所述定位管包括上管、下管及管连接件，所述上管和下管均竖直设置，所述上管下端通过管连接件与下管上端固定连接。如此，本实用新型应用时可对定位管进行拆装，使得本实用新型应用时便于转移。

进一步的，所述管连接件为具有内螺纹的螺纹管，所述上管下端和下管上端均设有与管连接件内螺纹匹配的外螺纹，所述上管和下管均通过螺纹匹配的方式与管连接件连接。本实用新型的上管和下管均通过螺纹匹配的方式与管连接件连接，能保证定位管的机械强度，使得本实用新型应用时安全可靠。

基于上述测量装置测量导线电压的方法，包括以下步骤：将测量装置分别立于三相导线正下方，用于测量导线电压产生的空间电场在电场传感器上表面处的法向分量，利用反演计算得到各相导线电压。