[发明专利]一种电力用VFTO在线测量及报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种GIS类电气设备快速暂态过电压在线测量技术领域。 

背景技术

气体绝缘组合电器（GIS，Gas Insulated Switchgear）由于其安全，可靠的运行封闭结构的特点使运行人员免于和带电元件接触；在母线上和出线侧的集成式隔离开关和接地开关保证了设备隔离和接地单元的安全性，系统操作都远程控制，出线侧也可以是快速接地开关来替代移动接地棒来实现接地；带有定向压力释放装置的防爆膜能够防止壳体内超过规定的压力升高；所有的模块单元在一个水平面上，使得整个布置方案结构简洁、清晰，因此广泛应用于电力系统。 

影响该组合电器设备的高幅值电压波主要是雷电波、操作波以及VFTO波（Very Fast Transient Overvoltage，快速暂态过电压）。长期一来，雷电波作为GIS类电器设备绝缘选择参数已经沿用很久，然而由于GIS内部充有高气压的SF₆气体，有别于其它绝缘体，SF₆气体内部产生的过电压幅值相对较高，且上升沿很快，常常达到数十ns，甚至达到几个ns。这种快速的暂态过电压，频率相应很快，高频响应直接导致低电容电气设备直接可以无障碍通过，同时GIS内电气设备每米50pF左右，其电容量相对较少，因而，VFTO波使得电气设备绝缘强度降低。同时SF₆气体电气强度高，VFTO波导致支撑绝缘子沿面闪络问题较为严重。因而，迫切需要提供一种能够及时测量这种快速暂态过电压（VFTO波）的装置。 

本发明设计一种能够安装于GIS，与GIS融为一体，测量并显示报警的在线测量VFTO波的装置。 

发明内容

本发明的目的在于解决目前没有一种能够及时测量并报警电力生产实际中产生VFTO波的问题，提出一种利用电容分压器及阻抗转换器在内的VFTO波报警系统。 

本发明是通过下列技术方案来实现的。      一种电力用VFTO在线测量及报警系统，本发明特征是：VFTO测量系统由电容分压器与VFTO波形采集系统连接构成；其中: 

电容分压器包括高压臂和低压臂，高压臂由上极板和高压导体组合而成，低压臂由上极板的下表面，陶瓷电容和下极板的上表面组成，上极板的外边缘延伸至GIS半径水平高度，高压引线直接与上极板连接，该引线被环氧树脂固封于外壳屏蔽内；

VFTO波形采集系统由阻抗变换器、衰减器，前置测量电阻，前置测量电容，后置测量电容，后置测量电阻通过电缆连接组成，显示终端接到电缆传输信号进行报警，报警同时通过无线信号发射装置发射电磁信号，无线接收装置接收该报警信号并启动电磁铁磁环，用于抑制VFTO波对于变压器绕组的影响。

下面结合附图及实例进一步说明本发明内容。 

附图说明

图1 为VFTO在线测量系统示意图； 

图2为本发明A处的放大图。

具体实施方式

一种电力用VFTO在线测量及报警系统，本发明特征是：VFTO测量系统由电容分压器1与VFTO波形采集系统2连接构成；其中: 

电容分压器1包括高压臂和低压臂，高压臂由上极板8和高压导体6组合而成，低压臂由上极板的下表面，陶瓷电容9和下极板的上表面组成，上极板的外边缘延伸至GIS半径水平高度23，高压引线直接与上极板8连接，该引线被环氧树脂11固封于外壳屏蔽10内；

VFTO波形采集系统2由阻抗变换器13、衰减器14，前置测量电阻15，前置测量电容16，后置测量电容17，后置测量电阻18通过电缆20连接组成，显示终端21接到电缆传输信号进行报警，报警同时通过无线信号发射装置26发射电磁信号，无线接收装置25接收该报警信号并启动电磁铁磁环24，用于抑制VFTO波对于变压器3绕组的影响。

如图1所示，该图给出了VFTO在线测量系统示意图。图中显示了VFTO波经过电容分压器1的一系列测量装置。由于VFTO波主要影响绕组类电器设备等，当隔离开关7动作时，回路中将很有可能产生VFTO波，此时采用电容分压器1的高压臂将该VFTO进行耦合测量，高压臂电容量一般为0.5-1pF。由于其幅值相对较高，因而采用两级分压，进一步通过低压臂将高压臂测量电压降低，上极板8和下极板22之间填充有大电容的陶瓷介质膜，用来增加电容量一般为2-10nF，产生较高的分压比，因为上极板8与高压导体6组成电容量一般为20PF，倘若低压臂测量的幅值仍然很高，则需要我们通过衰减器14将该信号进行进一步衰减，进而通过后续前置测量电阻15，前置测量电容16，后置测量电容17以及后置测量电阻18进行信号捕捉，进而推送至信号显示终端21；前置测量电阻15一般为2Ω-50Ω；前置测量电容16一般为1nF-10nF；后置测量电阻17一般为1Ω-50Ω；后置测量电容18一般为1nF-10nF；测量系统获取高幅值VFTO波后，信号显示终端21通过无线信号发射装置26发出报警信号，该信号通过无线接收装置25获取，同时启动电磁铁磁环24，用于抑制VFTO波的危害。