本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領域，特別是涉及一種建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置。

背景技術：

安全輸電、可靠輸電、經(jīng)濟輸電是現(xiàn)在的主流趨勢，并在此主流趨勢的推動下，輸電技術的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大、電力系統(tǒng)的電壓等級不斷升高，尤其是特高壓交直流混合輸電領域技術的成型與革新。

目前，我國已經(jīng)成功研發(fā)出了1000kv交流和±800kv直流混合輸電系統(tǒng)，促使我國進入了特高壓輸電的新階段。但是，在進入特高壓輸電的新階段的同時，也給實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和電力設備的檢修增加了難度。所以，如何在輸電線路運行時實時地監(jiān)測其狀態(tài)就顯得尤為重要。其中在越來越高的電壓等級中能夠準確地提取輸電線路的狀態(tài)信息更是重中之重。

現(xiàn)有技術中，往往通過電壓互感器監(jiān)測高壓輸電線路的電壓，以實時檢測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。然而，以變壓器為實質(zhì)的電壓互感器在監(jiān)測高壓輸電線路的電壓，存在很多問題，例如傳統(tǒng)的電磁式和電容式電壓互感器由于內(nèi)插鐵芯的緣故，在使用中二次側(cè)不能短路、鐵芯中會出現(xiàn)磁滯和磁飽和，進而導致了測量線性度低、靜態(tài)和動態(tài)準確范圍小、瞬態(tài)誤差特性不理想等問題；在變電站隔離開關操作過程中，電磁式和電容式互感器容易引發(fā)故障。電子式互感器存在晶體半波電壓的限制、光源穩(wěn)定性問題、光學器件連接的穩(wěn)定性、光傳輸損耗及分壓比的偏移等問題，在一次傳感結構和電磁屏蔽等方面存在重大缺陷，容易導致嚴重的測量誤差。另外電壓互感器具有變壓器體型大、造價昂貴、維護與檢修費用高、測量不靈活、損耗大、絕緣要求高等通病。因此，急需一種全新的裝置，在擯棄電壓互感器的基礎上，能夠獲取高壓輸電線路運行時的電壓值，進而實時監(jiān)測高壓輸電線路的運行狀態(tài)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置，是在擯棄傳統(tǒng)電壓互感器的基礎上，通過簡單的電壓測量裝置，測量出氣體絕緣組合電器內(nèi)的高壓導體對外罐體的電壓值，進而獲取高壓輸電線路運行時的電壓值，實現(xiàn)實時監(jiān)測高壓輸電線路的運行狀態(tài)的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置，所述gis母線電壓測量裝置包括：金屬傳感方片、氣體絕緣組合電器、電阻、電纜、測壓器以及電壓顯示器；所述氣體絕緣組合電器包括具有圓柱結構的高壓導體和外罐體；所述外罐體為所述氣體絕緣組合電器的金屬外殼；所述高壓導體位于所述氣體絕緣組合電器的內(nèi)部；所述外罐體包括側(cè)表面和封閉端；

其中，所述金屬傳感方片是從所述外罐體的側(cè)表面切割下來的一部分，并且在測量電壓之前，將所述金屬傳感方片黏貼在所述側(cè)表面的切口處；

所述電阻的一端連接所述金屬傳感方片，所述電阻的另一端連接所述外罐體，且所述電纜一端與所述電阻相連；

所述測壓器連接所述電纜的另一端，用于獲取電阻電壓值；

所述電壓顯示器連接所述測壓器，用于顯示高壓導體對外罐體的電壓值。

可選的，所述金屬傳感方片通過絕緣薄膜與所述側(cè)表面隔開，用于絕緣所述金屬傳感方片與所述外罐體。

可選的，所述絕緣薄膜為聚酰亞胺薄膜或者其他絕緣材料。

可選的，所述氣體絕緣組合電器為圓柱體，并水平放置于距離地面h米高度的架臺上。

可選的，所述電阻的阻值范圍為0.1mω～200mω。

可選的，所述電纜為同軸電纜。

可選的，所述裝置還包括金屬屏蔽盒；所述金屬屏蔽盒，安裝在所述側(cè)表面上，使所述電阻和所述金屬傳感方片安裝在所述金屬屏蔽盒與所述側(cè)表面之間，與外界隔絕；所述金屬屏蔽盒，用于屏蔽外界電磁干擾。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術效果：

本發(fā)明提供的本發(fā)明公開了一種建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置，該gis母線電壓測量裝置包括金屬傳感方片、氣體絕緣組合電器、電阻、電纜、測壓器以及電壓顯示器；其中，氣體絕緣組合電器包括高壓導體和外罐體；金屬傳感方片是從外罐體的側(cè)表面切割下來的一部分，并且在測量電壓之前，將金屬傳感方片黏貼在側(cè)表面的切口處；電阻的一端連接金屬傳感方片，另一端連接外罐體；電纜一端接電阻，另一端與測壓器相連；測壓器另一端連接電壓顯示器，用于計算并顯示高壓導體對外罐體的電壓值。因此，采用本發(fā)明提供的gis母線電壓測量裝置，能夠通過測量電阻的電壓值，獲取氣體絕緣組合電器內(nèi)高壓導體對外罐體的電壓值，進而獲取高壓輸電線路運行時的電壓值，實現(xiàn)實時監(jiān)測高壓輸電線路的運行狀態(tài)的目的。

另外，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，擯棄了電壓互感器，解決了在實時監(jiān)測高壓輸電線路的運行狀態(tài)時，采用電壓互感器，而存在具有變壓器體型大、造價昂貴、維護與檢修費用高、測量不靈活、損耗大、絕緣要求高等問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置連接關系示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置縱向剖面圖；

圖4為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置橫向剖面圖；

圖5為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置部分縱向剖面圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供了一種建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置，能夠?qū)崟r監(jiān)測氣體絕緣變電站高壓母線的運行狀態(tài)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置結構示意圖，圖2為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置連接關系示意圖；圖3為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置縱向剖面圖；圖4為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置橫向剖面圖；圖5為本發(fā)明實施例建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置部分縱向剖面圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種建立在低壓罐體側(cè)表面的gis母線電壓測量裝置，包括：金屬傳感方片101、氣體絕緣組合電器102、電阻103、電纜104、測壓器105以及電壓顯示器106；圖2為本發(fā)明實施例具體電壓測量裝置連接關系示意圖，如圖2所示，包括金屬傳感方片101、氣體絕緣組合電器102、電阻103、電纜104、測壓器105、絕緣層203；其中，氣體絕緣組合電器102包括高壓導體201和外罐體202；如圖3所示，包括高壓導體201、外罐體202、金屬傳感方片101；如圖4所示，包括高壓導體201、外罐體202、金屬傳感方片101以及金屬屏蔽盒401；如圖5所示，包括電阻103、金屬屏蔽盒401、電纜104。

所述氣體絕緣組合電器102包括具有圓柱結構的高壓導體201和外罐體202；所述外罐體202為所述氣體絕緣組合電器102的金屬外殼；所述高壓導體201位于所述氣體絕緣組合電器102的內(nèi)部；所述外罐體202包括側(cè)表面和封閉端；所述金屬傳感方片101是從所述外罐體202側(cè)表面切割下來的一部分，并且在測量電壓之前，將所述金屬傳感方片101黏貼在所述外罐體202側(cè)表面的切口處；所述電阻103的一端連接所述金屬傳感方片101，所述電阻103的另一端連接所述外罐體202，且所述電纜104一端連接所述電阻103；所述測壓器105連接所述電纜104的另一端，用于獲取電阻電壓值；所述電壓顯示器106連接所述測壓器105，用于根據(jù)所述電阻電壓值，計算并顯示高壓導體對外罐體的電壓值。

所述金屬傳感方片101通過絕緣層203與所述外罐體202側(cè)表面隔開，用于防止所述金屬傳感方片101與所述外罐體202通電。

所述絕緣層203為聚酰亞胺薄膜或者其他絕緣材料。

所述氣體絕緣組合電器102為圓柱體，并水平放置于距離地面h米高度的架臺上，并接地。

所述電阻103的阻值范圍為0.1mω～200mω。

所述電纜104為同軸電纜。

該裝置還包括金屬屏蔽盒401；所述金屬屏蔽盒401，安裝在所述外罐體202側(cè)表面，使所述電阻103和所述金屬傳感方片101安裝在所述金屬屏蔽盒與所述外罐體202側(cè)表面之間，與外界隔絕；所述金屬屏蔽盒401，用于屏蔽外界電磁干擾。

為了更好的使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過分步驟來公開電壓測量裝置的制作過程，具體為

第一步：測量電壓之前，首先在外罐體202的側(cè)表面切割下來一個金屬傳感方片101，在側(cè)表面切口處涂上聚酰亞胺薄膜，將金屬傳感方片101黏貼在外罐體202的側(cè)表面切口處；在側(cè)表面切口處涂上聚酰亞胺薄膜，用于防止金屬傳感方片與外罐體通電。

第二步：將電阻103的一端連接金屬傳感方片101，另一端連接外罐體202，并用電纜104并聯(lián)所述電阻103。

第三步：將測壓器105連接電纜104，電壓顯示器106連接測壓器105。

當氣體絕緣組合電器102通電后，測壓器105會獲取電阻103的電壓值并將其電壓值發(fā)送至電壓顯示器106；然后電壓顯示器106，根據(jù)此電壓值，計算并顯示高壓導體對外罐體的電壓值。

其中，電壓顯示器106是根據(jù)公式(1)來確定高壓導體對外罐體的電壓值，公式(1)為：

其中，u2表示高壓導體的電壓值，u1電阻電壓值，r表示電阻值，f表示頻率，ε0表示氣體絕緣組合電器的氣體介電常數(shù)，r1表示高壓導體半徑，r2表示外罐體半徑，p表示金屬傳感方片的周向長度，l表示金屬傳感方片的軸向長度。

本發(fā)明通過簡單的測量電壓裝置，得到電阻電壓值，根據(jù)此電壓值，測量出高壓導體對外罐體的電壓值，進而獲取高壓輸電線路運行時的電壓值，達到實時監(jiān)測高壓輸電線路的運行狀態(tài)的目的。且本實施例提供的測量裝置，安裝在外罐體的外側(cè)面，測壓時，無需其他操作，直接就可以測壓；體積小，成本低，不會因隔離開關操作發(fā)生故障等。另外，將測壓裝置安裝在外罐體的外側(cè)面，不影響氣體絕緣組合電器的檢查與維修，簡化了氣體絕緣組合電器的主體設計。

為了驗證本發(fā)明的提供的電壓測量裝置能夠精確的獲取高壓輸電線上的電壓值，現(xiàn)用以下實施例來證明。

實施例一

在高壓導體201施加峰值電壓為50kv(即高壓輸電線上的電壓值為50kv)，高壓導體201的直徑為110mm，外直徑為130mm，長度為800mm；外罐體202的直徑為317mm，外直徑為325mm，長度為500mm；電阻103的選取與金屬傳感方片的面積、實際情況有關；為了方便測量，根據(jù)高壓母線電壓可設定測量電阻值。若電阻103的電壓為1v最優(yōu)，則不同電阻值對應的金屬傳感方片的面積，如表1所示；不同金屬傳感方片的面積對應的電阻值，如表2所示。

表1電阻電壓為1v條件下不同電阻值對應的金屬傳感方片的面積

表2電阻電壓為1v條件下不同金屬傳感方片的面積對應的電阻值

選取表1中第一組數(shù)據(jù)，即電阻103的阻值為0.1mω，金屬傳感方片的周向p為101.68mm，軸向l為100mm，金屬傳感方片的測量電壓值u1為1v經(jīng)過公式(1)計算可得出，高壓導體的電壓值u2為49.89kv，測量精度可達99.78％，相位角誤差為0.155度。因此，通過本實施例可以驗證本發(fā)明提供一種基于gis低壓罐體側(cè)表面的電壓測量裝置，能夠精確的獲取高壓輸電線路運行時的電壓值，且能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測高壓輸電線路的運行狀態(tài)的目的。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。