一种过电压在线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种过电压在线监测装置，利用基于电光效应的电场传感器测量氧化锌分压器低压臂测量阀片与接地端之间的电场强度，或电压传感器获取测量阀片高压端电压，并以光信号的形式输入解调仪，经解调后将光信号转换成电压信号，然后通过光纤传输到远端的电压采集装置，经电场与电压换算或分压计算后，最终得到待测线路的电压信号，实现过电压的在线监测

【技术实现步骤摘要】
一种过电压在线监测装置


[0001]本专利技术属于避雷器及电压信号采集
，具体涉及一种过电压在线监测装置
。

技术介绍

[0002]过电压是影响电力系统可靠性和稳定性的主要因素，过电压的监测对研究过电压的诱因和绝缘配合设计有重大价值
。
如何获取过电压信号是过电压监测技术的关键，目前已有的电压测量装置由于自身局限性均难以满足过电压在线监测的实际需求
。
[0003]氧化锌避雷器作为保护电气设备的主要装置，与电力系统一次侧直接连接；氧化锌避雷器监测过电压的原理为选用与氧化锌避雷器非线性特性相同的氧化锌阀片串接在避雷器下方，以串联分压的方式将过电压信号从分压阀片上采出
。
[0004]根据测量要求，输入阻抗需要远大于测量阀片的阻抗值才能保证测量精度，否则就会带来比差
、
角差以及波形畸变；然而在低压低频状态下，氧化锌阀片呈现高阻态，现有的电压采集装置输入阻抗均小于该阻值，测得的信号必然失真
。
[0005]随着光纤的出现，以及半导体集成电路技术
、
激光技术
、
光纤传输和传感技术的产生，光纤电压传感器进入了实用化研究阶段
。
自
80
年代中后期以来，光纤传感技术在电力系统中的应用研究发展迅猛，逐渐在高压测量领域中得到了广泛关注
。
[0006]基于电光效应的传感器在外加电场作用下，晶体由各向同性变成各向异性的双折射晶体
。
当线偏振光投身到双折射晶体的端面，入射光束就会变成与初相角相同
、
而电位移矢量相互垂直的两束光，由于它在所在晶体中的传播速度不同，出射时有一定的相位差，采用检偏器将相互垂直的两出射光束变成偏振相同的相干光，产生相干涉，从而将相位调制光变成振幅调制光，将相位差的侧量转化为光强的测量，最后获得被测电压值
V。
晶体的电光系数只要测出两束偏振光的相位差，就可以得出被测电压的大小，这就是光纤电压传感器测量的基本原理
。
[0007]光纤电压传感器是一种非接触式的电压传感器，具有体积小
、
绝缘性能良好
、
抗电磁干扰
、
易于形成分布式传感网络等优点，由于不存在电阻
、
只要控制好测量电极间的电容值，就能拥有极高的输入阻抗，实现高精度
、
宽频带的电压测量
。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种过电压在线监测装置，用于解决由输入阻抗导致的电压测量精度低的技术问题
。
[0009]本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种过电压在线监测装置，包括传感器，传感器的输入端经准直器连接解调仪的光源模块，传感器的输出端经准直器连接解调仪的光电转换模块；解调仪的输出端连接电压采集装置，传感器上设置有电极，电极分两路，一路经避雷器连接待测线路，另一路经测量阀片接地
。
[0011]具体的，传感器为基于电光效应的电场传感器或基于电光效应的电压传感器
。
[0012]进一步的，电场传感器的上方平行设置有第一金属电极，电场传感器的下方平行设置有第二金属电极
。
[0013]更进一步的，第一金属电极和第二金属电极设置于测量阀片的高压端与接地端
。
[0014]更进一步的，第一金属电极和第二金属电极之间的电容量小于等于
50pF。
[0015]进一步的，电压传感器的输入端设置有起偏器，电压传感器的输出端设置有检偏器
。
[0016]进一步的，电压传感器的上方和下方分别设置有镀膜电极
。
[0017]更进一步的，镀膜电极镀膜在电光晶体上
。
[0018]更进一步的，两个镀膜电极之间的电容量小于等于
50pF。
[0019]具体的，测量阀片与避雷器的非线性特性一致
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0021]一种过电压在线监测装置，利用基于电光效应的电场传感器测量氧化锌分压器低压臂测量阀片与接地端之间的电场强度，或电压传感器获取测量阀片高压端电压，并以光信号的形式输入解调仪，经解调后将光信号转换成电压信号，然后通过光纤传输到远端的电压采集装置，经电场与电压换算或分压计算后，最终得到待测线路的电压信号，实现过电压的在线监测；做到一二次有效隔离，提高安全性
。
[0022]进一步的，基于电光效应的电场传感器体积小
、
重量轻
、
便于运输和安装
、
适合远距离测量
。
[0023]进一步的，能有效控制极间电容量，做到百兆欧及以上的输入阻抗，测量频带宽
、
响应快，动态范围大，测量精度高
。
[0024]进一步的，非线性一致是氧化锌避雷器成为线性分压器的充要条件，其能够长期工作在一次侧，有效客服现有过电压在线监测设备安装难度高
、
测量精度低
、
经济性差等客观问题
。
[0025]综上所述，本专利技术传感器是绝缘介质，一二次有效隔离，安全性高；体积小，重量轻，便于运输和安装，适合远距离测量；测量频带宽，响应快，动态范围大，测量精度高；无铁芯，不存在铁磁饱和
、
铁磁谐振等问题，可靠性高
。
[0026]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述
。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的系统结构图；
[0028]图2为本专利技术电场传感器的工作原理图；
[0029]图3为本专利技术在工频过电压下采集到的电压信号；
[0030]图4为本专利技术在操作过电压下采集到的电压信号；
[0031]图5为本专利技术在雷电过电压下采集到的电压信号；
[0032]图6为本专利技术传感器对不同幅值电场下工频信号的标定曲线；
[0033]图7为本专利技术传感器对不同幅值电场下脉冲信号的标定曲线
。
[0034]其中：
1.
第一金属电极；
2.
第二金属电极；
3.
传感器；
4.
解调仪；
5.
测量阀片；
6.
避雷器；
7.
镀膜电极；
8.
检偏器；
9.
准直器；
10.
起偏器；
11.
电压采集装置；
12.
电光介质材料；
13.
硅凝胶
。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种过电压在线监测装置，其特征在于，包括传感器
(3)
，传感器
(3)
的输入端经准直器
(9)
连接解调仪
(4)
的光源模块，传感器
(3)
的输出端经准直器
(9)
连接解调仪
(4)
的光电转换模块；解调仪
(4)
的输出端连接电压采集装置
(11)
，传感器
(3)
上设置有电极，电极分两路，一路经避雷器
(6)
连接待测线路，另一路经测量阀片
(5)
接地
。2.
根据权利要求1所述的过电压在线监测装置，其特征在于，传感器
(3)
为基于电光效应的电场传感器或基于电光效应的电压传感器
。3.
根据权利要求2所述的过电压在线监测装置，其特征在于，电场传感器的上方平行设置有第一金属电极
(1)
，电场传感器的下方平行设置有第二金属电极
(2)。4.
根据权利要求3所述的过电压在线监测装置，其特征在于，第一金属电极
(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖昕岩，杨兰均，刘成英，史宇昊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：