[实用新型]电容型高压器件差分式在线检测仪

说明书

技术领域：本实用新型属于电工学技术领域。

背景技术：在110～550KV电网中使用的电容型高压器件，主要有电容型高压电流互感器、电容型高压套管等设备，其高压端与高压输电线相连，其末电屏通过导线与电网地线相接，在高压端与末电屏之间存在一个等效电容量为Cx的电容参量，在110～550KV电网中使用的电容型高压器件，其Cx值在300～900PF之间，其值因电压等级、设备型号和设备质量情况不同而不同(出场时，产品铭牌上都写有这个电容值)；对此类设备电容值Cx的检测，是判断设备是否正常的重要参数，现在工程上常用的检测方法主要有两种：1)电流测量法：在电容型高压器件的末电屏接地回路中，串接一个交流电流表，根据公式I＝ωCxU来测量Cx，上式中，I是电流表读数，ω＝2πf，f＝50Hz，U是高压输电线的相电压(对于110KV电网U＝63.5KV)，此方法的优点是可以在线测量，但测量精度低，抗干扰能力差；2)高压电桥法：工程上经常使用QS₁型西林电桥进行测量，此方法的优点是测量精度高，但不能在线测量，而且造价高，操作复杂。

发明内容：本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种新型仪表，可以在线监测电容型高压电流互感器或电容型高压套管等电容型高压器件存在于高压端与末电屏之间的电容值Cx的变化量，以判断设备是否正常，要求所提供的仪表造价低，操作方便，精度高，抗干扰能力强。

本实用新型采用如下的技术方案：取两个相同类型的电容型高压器件，其高压端与末电屏之间的电容值分别是Cx1和Cx2，此电容型高压器件可以是电容型高压电流互感器或电容型高压套管，此两器件的高压端接高压输电线，高压线的相电压为U，电容值为Cx1器件的末电屏接P1点，电容值为Cx2器件的末电屏接P2点，取样电阻Ra的两端接P1和P3点，取样电阻Rb的两端接P2和P3点，P3点接电网地线，取Ra＝Rb，交流毫伏表Va跨接在P1和P3点上，交流毫伏表Vb跨接在P2和P3点上；N1～N5是运算放大器，其中N1选用斩波型运算放大器ICL7650，N2～N5为通用的运算放大器；电阻器R1的两端接在P2和P4点上，电阻器R2的两端接在P1和P5点上，二极管V1和V2正负极反向并联，其两端接在P4和P3点上，二极管V3和V4正负极反向并联，其两端接在P5和P3点上，电阻器R3的两端接在P5和P3点上，N1的4脚接P4点，N1的5脚接P5点，N1的10脚接P6点，N1的9脚接P4点，N1的3脚和6脚同时接P3点，N1的11脚接仪器正电源+E,N1的7脚接仪器负电源-E，N1的2脚和8脚跨接电容器C1，N1的1脚和8脚跨接电容器C2，取C1＝C2，用CBB型电容器，电阻器R4和电容器C5并联，其两端接在P6和P4点上，取R1＝R2，R3＝R4，N1及相关元件组成高精度差分放大器；电阻器R5的一端接P3点，另一端接N2的同相输入端，电阻器R6的一端接P6点，另一端接N2的反相输入端，电阻器R7的一端接P6点，另一端接N3的同相输入端，电阻器R8的一端接P7点，另一端接N2的反相输入端，电阻器R9的一端接P7点，另一端接N3的反相输入端，二极管V5的正极接N2的输出端，其负极接P7点，二极管V6的正极接N2的反相输入端，其负极接N2的输出端，二极管V7的正极接N3的输出端，其负极接P7点，二极管V8的正极接N3的反相输入端，其负极接N3的输出端，N2、N3和相关元件组成全波整流电路；电阻器R10的两端接在P7和P8点上，运算放大器N4的同相输入端接P3点，电容器C6的一端接P8点，另一端接N4的反相输入端，电容器C7的一端接P8点，另一端接N4的输出端，电阻器R11的一端接N4的反相输入端，另一端接N4的输出端，电阻器R13的两端分别接在P8和P3点上，运算放大器N4和相关元件组成滤波电路；电阻器R12的一端接P8点，另一端接运算放大器N5的同相输入端，电阻器R14的一端接P3点，另一端接运算放大器N5的反相输入端，电阻器R15的一端接P9点，另一端接运算放大器N5的反相输入端，N5的输出端接P9点，运算放大器N5和相关元件组成同相放大器，P9点输出的直流电压Vo正比于(1+R15/R14)，恰当的选取元件Ra、Rb、R1、R2、R3、R4、R14和R15的值，使Vo＝50(mV)(Cx1-Cx2)(PF)U/63.5，其中U为高压输电线的相电压，单位是KV；由公式可知，只要电容值(Cx1-Cx2)≥1PF，P9点的电压值Vo就有可测量的变化量，当Vo值变化超过某个允许值时，再参考交流毫伏表Va和Vb的读数，就可以判断被测的器件出现故障。