本实用新型专利技术公开了一种配电网过电压监测传感器装置，其特点是以柔性高分子材料作为电容介质，并将电极制成金属薄膜的形式，相比于传统的刚性材料制成的传感器，其柔软可弯折，安装后能与电缆终端表面良好贴合，增大了传感器的有效耦合面积，提高检测的灵敏性。贴片式电容传感器利用配电网电力电缆线芯和外半导电层之间的电容C1及电缆外半导电层和大地之间的电容C2构成分压，实现对配电网过电压波形的采集，从而对配电网在过电压运行环境下的安全性进行评估，确保配电网的安全可靠运行。贴片式容性传感器具有安全可靠、灵敏度高、成本低、体积小和容易安装的优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种配电网过电压监测传感器装置，用于配电网中过电压的实时监测，属于过电压监测
技术介绍
社会经济的发展使得电能成为日益重要的能源，各行业对电能的需求越来越多，且对电能质量的要求也越来越高。因此配电网的建设迅速发展起来，过电压对配电网安全的影响越来越受到重视。过电压包括外部过电压和内部过电压，外部过电压主要指雷电过电压和大气过电压，而内部过电压指的是操作过电压和谐振过电压。随着各供电公司配网自动化系统陆续地投入使用，开关操作次数和没有使用该系统前相比多了数倍，而一些电缆接头或电缆本体因老化等原因可能本身就存在缺陷，在如此频繁的操作过电压冲击下，这很容易导致击穿故障和停电事故的增加。这给配电网的安全运行及管理带来了新的挑战。操作过电压是指由线路故障、空载线路投切、操作空载变压器投切或其它原因在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压。目前，国内对电缆及其附件在操作过电压下的影响研究甚少，在操作过电压对电缆及其附件的危害方面认识不够，而国外研究了操作过电压对电缆的老化、击穿，也研究了工频与操作过电压联合作用对电缆的老化、击穿，这些研究加深了操作过电压对电缆的影响的认识。美国、加拿大和欧洲国家相继出台了一些限制措施和操作标准，并在10多年前就开始了相关的研究，对操作过电压的影响进行评估和预防。目前，我国一些大城市供电局在投入配网自动化系统后，开关操作迅速增加许多倍，很容易引起操作过电压或者谐振过电压，从而导致电缆故障大量的增加，因此目前大家开始对过电压的影响进行关注。目前配电网过电压的录波装置主要采用电压互感器(PT)、电容分压器或者阻容分压器采集过电压的信号。然而电压互感器受限于频率响应，对很多快速变化的过电压不能采集。而电容分压器或者阻容分压器长时间并联在电缆上，会产生大量的热量，对分压器本省造成影响，也会给整套检测设备带来安全隐患。因此有必要专利技术一种新的配电网过电压监测传感器。目前配电网过电压的测量方法主要是通过电压互感器(PT)采集过电压信号，然后将低压信号输出并进行分析。中国专利201320564945.7 “配电网内部过电压预警系统”针对配电网存在的内部过电压问题，专利技术了一套配电网内部过电压预警系统，可以对配电网内部过电压对配电网的影响进行评估，从而保证配电网的安全运行。中国专利201320839498.1 “套管过电压检测传感器”基于套管末端的电容传感器，实现对过电压的采集。配电网过电压幅值大，波头陡，一般的传感器很难采集到过电压的完整波形。因此也很难对过电压进行评估。
技术实现思路
本技术的目的是针对目前配电网过电压监测过程中存在的不足提供一种配电网过电压监测传感器装置，其特点是传感器贴片以柔性高分子材料作为电容介质，并将传感器外壳制成金属薄膜的形式，不仅去除了传感器中的串联电阻，也使表面电阻大大减小，相比于传统的刚性材料制成的传感器，其柔软可弯折，安装后能与电缆终端表面良好贴合，增大了传感器的有效耦合面积，提高检测的灵敏性。贴片式电容传感器利用配电网电力电缆线芯和外半导电层之间的电容(^及电缆外半导电层和大地之间的电容C2构成分压，实现对配电网过电压波形的采集，从而对配电网在过电压运行环境下的安全性进行评估，确保配电网的安全可靠运行。本技术由以下技术措施实现:配电网过电压监测传感器装置依次由传感器、电压跟随器、滤波电路、过压保护电路、触发电路、传输电缆和PCI采集卡连接组成，所述配电网过电压监测传感器装置的滤波电路一路信号经触发电路后通过传输电缆和PCI采集卡连接；所述配电网过电压监测传感器装置的滤波电路的另一路信号经过压保护电路后通过传输电缆与PCI采集卡连接。所述配电网过电压监测传感器装置的传感器为贴片式电容分压传感器，其贴片是由柔性高分子材料制成的，并将传感器外壳制成金属薄膜的形式，相比于传统的硬性材料，可以弯折，贴片式电容传感器利用配电网电力电缆线芯和半导电层之间的电容(^及电缆外半导电层和大地之间的电容(:2构成分压，实现对配电网过电压波形的采集，因此该传感器可以用于电缆终端过电压的测量。所述配电网过电压监测传感器装置的传感器是由传感器贴片、信号电缆、刺刀螺母连接器和传感器外壳组成，传感器贴片和传感器外壳通过胶合剂粘连使之紧密贴合，传感器外壳和信号电缆通过引线接头连接。所述配电网过电压监测传感器装置的传感器的贴片为柔性高分子材料为聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯、纤维素纳米纤维中的任一种。所述配电网过电压监测传感器装置的传感器的外壳采用铜压制而成的金属薄片，厚度为l_3mm，内径根据电缆的缆芯确定。所述配电网过电压监测传感器装置的传感器的输出端是通过电阻R2与滤波电路输入端连接，所述配电网过电压监测传感器装置的滤波电路是具有正相增益的二阶有源低通滤波电路，运放A2和其两个连接电阻R 2、R3形成一个电压控制电压源，滤波电容C 3，C4^PR2、R3共同控制低通滤波器的截止频率，运放A2反相输入端通过R4接地，输出端通过反馈电阻&与反相输入端连接；所述配电网过电压监测传感器装置的过压保护电路稳压管为一个TVS高效能保护器件；所述的配电网过电压监测传感器装置的的触发电路是通过双比较器LM324与滤波电路的输出端连接:所述配电网过电压监测传感器装置的信号传输电缆采用50 Ω同轴电缆:所述配电网过电压监测传感器装置的采集卡为数据采集卡。本技术具有如下优点:1、安全可靠。贴片式容性传感器是在电缆的低压侧采集信号，相比于传统的CT，不接触高压，更加安全可靠。2、灵敏度高。贴片式容性传感器的贴片采用柔性材料制成，可以很好地贴紧电缆终端，因此灵敏度较高。3、成本低、体积小、易安装。相对于PT电压互感器，本专利技术的设计仅包括一些电子元件，成本更加低廉，而且体积更小，不需要考虑占地空间，在现场的安装也更加方便。【附图说明】图1为配电网过电压监测传感器装置测量示意图1.传感器2.电压跟随器3.滤波电路4.过压保护电路5.触发电路6.传输电缆7.采集卡。图2为配电网过电压监测传感器装置的传感器当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
配电网过电压监测传感器装置，其特征在于该装置依次由传感器(1)、电压跟随器(2)、滤波电路(3)、过压保护电路(4)、触发电路(5)、传输电缆(6)和PCI采集卡(7)连接组成，所述配电网过电压监测传感器装置的滤波电路(3)一路信号经触发电路(5)后通过传输电缆(6)和PCI采集卡(7)连接；所述配电网过电压监测传感器装置的滤波电路(3)的另一路信号经过压保护电路(4)后通过传输电缆(6)与PCI采集卡(7)连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴隆，毛欣，曾灿，周旋，肖旭，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司永川供电分公司，
类型：新型
国别省市：重庆;85
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