一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台的制作方法

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台。

背景技术：

sf6气体绝缘输电设备具有传输容量大、损耗小、占地少、可靠性高、适用于恶劣环境的特点，在我国超、特高压建设得到了广泛应用。sf6气体绝缘输电设备由于生产、包装、运输、储存和安装调试中的损坏、存在异物等，会使得内部发生放电故障，发生放电故障时将出现快速暂态过程，由于电压快速跌落产生的电压行波在输电设备内传播，形成陡前沿行波，最终传输至套管处并传至架空线路上。这种快速暂态过程形成的电压行波具有幅值高、波前时间短，引发绝缘放电，对电力系统控制和监测等系统产生干扰，因此对快速暂态过程产生的电压行波进行监测，将对保护电网安全、保证设备运行安全以及未来电力设备绝缘设计具有重要意义。

目前，关于快速暂态过程的电压行波检测主要用暂态过电压传感器进行监测。这种传感器一般需要安装在sf6气体绝缘输电设备内部，安装内部暂态过电压传感器时，往往需要对sf6气体绝缘输电设备进行断电和改造，断电操作影响电网经济运行并对政府、学校、工厂及居民正常生活造成严重影响，设备改造威胁电网安全，造成设备绝缘损坏，仪器仪表不能正常运行。使用电容分压式外置式暂态过电压传感器对架空线路上的电压行波进行监测，不需要进行电力设备停电以及改造工作。因此，变电站内现场实际应用时，暂态电压行波可通过sf6气体绝缘输电设备传输至套管出线处的架空输电线路，从而利用套管出线处架空输电线路上的电压行波信号，来获取暂态电压波形。

为保证现场进行暂态过电压测量结果的准确性，需提前对电容分压式外置式暂态过电压传感器进行频率响应特性标定，确定其频率响应特性能够满足暂态过电压的测量要求。但是目前缺乏有效的电容分压式外置式暂态过电压传感器的标定平台，因此亟需开发一种用于电容分压式外置式暂态过电压传感器频率响应特性的标定平台。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台，用于对外置式暂态过电压传感器进行标定，保证了所标定的外置式暂态过电压传感器频率响应的可靠性，使得现场测量数据可靠。

有鉴于此，本申请提供了一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台，包括：加压装置、连接装置、模拟架空输电线路、第一绝缘支架装置、第二绝缘支架装置、外置式暂态电压传感器、波形显示装置；

所述加压装置的第一端接地，第二端通过导线与所述连接装置相连；所述连接装置设置于所述模拟架空输电线路的一端，所述模拟架空输电线路的另一端悬空；所述模拟架空输电线路分别通过所述第一绝缘支架装置和所述第二绝缘支架装置架设于空中；

所述外置式暂态电压传感器设置于所述模拟架空输电线路的正下方，用于采集所述模拟架空输电线路产生的电压波形；

所述外置式暂态电压传感器与所述波形显示装置通信连接。

可选地，所述加压装置，具体包括：工频试验变压器、工频试验变压器控制器；

所述工频试验变压器的第一端接地，第二端通过导线与所述连接装置相连，第三端通过射频传输线与所述工频试验变压器控制器相连；

所述工频试验变压器控制器用于：控制所述工频试验变压器向所述模拟架空输电线路施加工频电压。

可选地，所述加压装置，具体包括：高压纳秒脉冲开关、shv-bnc接头、高压纳秒脉冲发生器底板；

所述高压纳秒脉冲开关和所述shv-bnc接头均安装在所述纳秒脉冲发生器底板的一面；

所述纳秒脉冲发生器底板的一端接地，所述shv-bnc接头与所述连接装置相连；

所述高压纳秒脉冲开关用于：控制所述高压纳秒脉冲发生器底板发出脉冲信号，并通过所述shv-bnc接头向所述模拟架空输电线路输出脉冲信号。

可选地，所述第一绝缘支架装置和所述第二绝缘支架装置均包括：绝缘支架、绝缘支架架杆、绝缘支架支撑和升降装置；

所述绝缘支架架杆设置于所述绝缘支架的上端、所述绝缘支架支撑设置于所述绝缘支架的下端；所述升降装置设置于所述绝缘支架的上端和下端之间，用于控制所述绝缘支架进行伸缩；

所述模拟架空输电线路通过所述绝缘支架架设于空中。

可选地，所述外置式暂态电压传感器，具体包括：感应电极、传感器二次分压装置；

所述感应电极为球形，所述感应电极内部封装有低压电容；

所述感应电极通过同轴电缆与所述传感器二次分压装置的一端相连；所述传感器二次分压装置的另一端与所述波形显示装置相连。

可选地，所述感应电极的背面设置有螺纹通孔，用于安装bnc连接器；

所述bnc连接器通过同轴电缆与所述传感器二次分压装置的一端相连。

可选地，还包括：传感器支撑架；所述传感器支撑架为绝缘材质，所述感应电极设置于所述传感器支撑架上。

可选地，所述感应电极的材质为铝合金。

可选地，所述模拟架空输电线路为裸露的钢芯铝绞线。

可选地，所述模拟架空输电线路的半径为3.5mm。

与现有技术相比，本申请实施例的优点在于：

本申请实施例中，提供了一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台，包括：加压装置、连接装置、模拟架空输电线路、第一绝缘支架装置、第二绝缘支架装置、外置式暂态电压传感器、波形显示装置；加压装置的第一端接地，第二端通过导线与连接装置相连；连接装置设置于模拟架空输电线路的一端，模拟架空输电线路的另一端悬空；模拟架空输电线路分别通过第一绝缘支架装置和第二绝缘支架装置架设于空中；外置式暂态电压传感器设置于模拟架空输电线路的正下方，用于采集模拟架空输电线路产生的电压波形；外置式暂态电压传感器与波形显示装置通信连接。

本申请的外置式暂态过电压传感器频响标定平台，通过加压装置对模拟模拟架空输电线路进行加压，并将外置式暂态电压传感器设置于模拟模拟架空输电线路正下方，由于外置式暂态电压传感器与模拟模拟架空输电线路之间构成一个空间杂散电容，而且为高压臂电容，因此通过外置式暂态电压传感器采集模拟模拟架空输电线路的电压信号，并利用波形显示装置显示模拟架空输电线路的电压波形。从而根据电压波形对外置式暂态过电压传感器进行了频率响应，保证了所标定的外置式暂态过电压传感器频率响应的可靠性、以及标定过程的安全，使得现场测量数据可靠，而且标定平台结构简单。解决目前缺乏有效的外部过电压模拟平台，电压波形测量不准确的问题，为现场实际运行情况下监测暂态过电压信号提供基础。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台的第一结构图；

图2为本申请实施例提供的一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台的第二结构图；

图3为本申请实施例提供的一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台的第三结构图；

图4为本申请实施例提供的外置式暂态电压传感器与波形显示装置相连的结构图；

图5为本申请实施例提供的第一绝缘支架装置和第二绝缘支架装置的结构图。

标号：1、加压装置；2、连接装置；3、模拟架空输电线路；4、第一绝缘支架装置；5、第二绝缘支架装置；7、绝缘支架架杆；8、绝缘支架；9、绝缘支架支撑；10、感应电极；11、传感器支撑架；12、传感器二次分压装置；13、波形显示装置；14、工频试验变压器；15、工频试验变压器控制器；16、高压纳秒脉冲开关；17、shv-bnc接头；18、高压纳秒脉冲发生器底板；19、bnc连接器；20、同轴电缆；21、升降装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1和图4，本申请实施例提供的一种外置式暂态过电压传感器频响标定平台，包括：加压装置1、连接装置2、模拟架空输电线路3、第一绝缘支架装置4、第二绝缘支架装置5、外置式暂态电压传感器、波形显示装置13。

需要说明的是，外置式暂态电压传感器由感应电极10通过同轴电缆20和传感器二次分压装置12相连构成。

加压装置1的第一端接地，第二端通过导线与连接装置2相连；连接装置2设置于模拟架空输电线路3的一端，模拟架空输电线路3的另一端悬空；模拟架空输电线路3分别通过第一绝缘支架装置4和第二绝缘支架装置5架设于空中；外置式暂态电压传感器设置于模拟架空输电线路3的正下方，用于采集模拟架空输电线路3产生的电压波形；外置式暂态电压传感器与波形显示装置13通信连接。

本申请的外置式暂态过电压传感器频响标定平台，通过加压装置对模拟模拟架空输电线路进行加压，并将外置式暂态电压传感器设置于模拟模拟架空输电线路正下方，由于外置式暂态电压传感器与模拟模拟架空输电线路之间构成一个空间杂散电容，而且为高压臂电容，因此通过外置式暂态电压传感器采集模拟模拟架空输电线路的电压信号，并利用波形显示装置显示模拟架空输电线路的电压波形。从而根据电压波形对外置式暂态过电压传感器进行了频率响应，保证了所标定的外置式暂态过电压传感器频率响应的可靠性、以及标定过程的安全，使得现场测量数据可靠，而且标定平台结构简单。解决目前缺乏有效的外部过电压模拟平台，电压波形测量不准确的问题，为现场实际运行情况下监测暂态过电压信号提供基础。

请参阅图2，进一步地，加压装置1，具体包括：工频试验变压器14、工频试验变压器控制器15。工频试验变压器14的第一端接地，第二端通过导线与连接装置2相连，第三端通过射频传输线与工频试验变压器控制器15相连；工频试验变压器控制器15用于：控制工频试验变压器14向模拟架空输电线路3施加工频电压。

需要说明的是，本申请实施例将加压装置设置为用于产生工频电压的工频试验变压器，通过工频试验变压器向模拟架空输电线路施加工频电压，模拟外置式暂态电压传感器在超/特高压系统环境中进行采集工作，从而为外置式暂态电压传感器提供标定平台。

请参阅图3，进一步地，加压装置1，具体包括：高压纳秒脉冲开关16、shv-bnc接头17、高压纳秒脉冲发生器底板18。高压纳秒脉冲开关16和shv-bnc接头16均安装在纳秒脉冲发生器底板18的一面；纳秒脉冲发生器底板18的一端接地，shv-bnc接头17与连接装置2相连；高压纳秒脉冲开关16用于：控制高压纳秒脉冲发生器底板18发出脉冲信号，并通过shv-bnc17接头向模拟架空输电线路3输出脉冲信号。

需要说明的是，本申请实施例将加压装置设置为用于产生脉冲信号的高压纳秒脉冲发生器，通过高压纳秒脉冲发生器向模拟架空输电线路输出脉冲信号，使得在模拟架空输电线路正下方的外置式暂态电压传感器能够采集脉冲信号，从而模拟外置式暂态电压传感器采集脉冲信号，为外置式暂态电压传感器提供标定平台。

加压装置1可以进行工频试验变压器与高压纳秒脉冲发生器的更换，具体使用时，可以根据测量的需求，选择不同形式的测量电压接入，通过改变加压方式，测量不同形式的电压信号。

请参阅图5，进一步地，第一绝缘支架装置4和第二绝缘支架装置5均包括：绝缘支架7、绝缘支架架杆8、绝缘支架支撑和9升降装置21。绝缘支架架杆8设置于绝缘支架7的上端、绝缘支架支撑设置于绝缘支架7的下端；升降装置21设置于绝缘支架7的上端和下端之间，用于控制绝缘支架7进行伸缩；模拟架空输电线路3通过绝缘支架架8设于空中。

需要说明的是，由于外置式暂态电压传感器与模拟模拟架空输电线路之间构成一个空间杂散电容，而且为高压臂电容，外置式暂态电压传感器与模拟模拟架空输电线路的距离不同，分压比也不同。因此本申请在绝缘支架设置升降装置，通过升降装置控制绝缘支架进行伸缩，从而改变分压比，使得电压波形显示最为清晰合理，从而用以模拟不同分压比情况。

外置式暂态电压传感器与模拟模拟架空输电线路的距离可以为0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m、4.5m、5.0m，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，在此不再赘述。

请参阅图4，进一步地，外置式暂态电压传感器，具体包括：感应电极10、传感器二次分压装置12。感应电极10为球形，感应电极内部封装有低压电容；感应电极通过同轴电缆20与传感器二次分压装置12的一端相连；传感器二次分压装置12的另一端与波形显示装置13相连。

需要说明的是，本实施例将球形感应电极的半径设置为40mm，厚度为8mm，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，在此不再赘述。

可以理解的是，由于当外置式暂态电压传感器在测量工频电压时，相当于应用在超/特高压系统，需承受正常运行时的工频电压，以及故障放电时的高幅值暂态过电压，因此设置传感器二次分压装置，能够把暂态电压信号转换低电压，以便进行采集和记录。

进一步地，感应电极10的背面设置有螺纹通孔，用于安装bnc连接器19；bnc连接器19通过同轴电缆20与传感器二次分压装置12的一端相连。

进一步地，还包括：传感器支撑架11；传感器支撑架为绝缘材质，感应电极10设置于传感器支撑架11上。

需要说明的是，本实施例将传感器支撑架设置为塑料，其具有良好的绝缘性能，且高度可调，调节距离为0.5m～5m。

进一步地，感应电极10的材质为铝合金。

进一步地，模拟架空输电线路3为裸露的钢芯铝绞线。

进一步地，模拟架空输电线路3的半径为3.5mm。

需要说明的是，本实施例将架空输电线路设置为与实际现场运行使用的架空导线，且半径为3.5mm。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。