本发明专利技术涉及一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，它包括一隔离电极单元，一信号处理单元和一系统供电单元，所述隔离电极单元由一绝缘隔离套筒、一空心管状长臂低压电极和一空心管状短臂高压电极，其中绝缘隔离套筒两端分别与高、低压电极以特殊的方式进行安全隔离连接；所述信号处理单元由一取样电阻模块、一信号采集模块、一信号转换模块和一信号发送模块；所述系统供电单元由一蓄电池组和一充电模块；所述信号处理单元、系统供电单元设置在所述隔离电极单元内，组成高精度一体化测量传感器。本发明专利技术解决了信号取样与采集通道间的强电场干扰和周围杂散电容的屏蔽，实现了直流特高压电晕电流的宽频域在线测量及多点网络化在线测量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，特别涉及ー种直流特高压电カ设备试验和直流特高压电晕电流的宽频域在线测量及多点网络化在线测量领域。
技术介绍
随着我国能源结构的不断调整和清洁能源的广泛利用，作为清洁能源之一的电カ行业将是国家发展的战略重点。我国《十二五》规划期间，国家电网将快速发展直流特高压输送工程的建设，预计2015年将投产16条直流特高压输送电路。近几年，国内外电カ科研机构对直流特高压电晕电流的宽频研究領域日趋深入，建设一条可以实现远距离输送、大容量存储、低能耗损失的直流特高压优质电网，已是全球发达国家研究和关注的重要课题。目前，我国直流特高压研究領域已达到了 ±1200KV国际最高电压等级，所以，加快研究直流特高压电晕电流的高频特性是十分必要的。要想全面的分析直流特高压电晕电流的高频特性，则必须具备以下两个条件ー是取样电阻高频特性要非常好；ニ是测量系统抗干扰性要优异。据了解，2012年4月4日授予中国电カ科学研究院的国家专利CN 102401852A涉及ー种特高压电晕电流取样电阻传感器宽频域达到30MHz范围。2010年10月6日授予南方电网技术研究中心的国家专利CN 101852825A涉及ー种高压输电线路电晕电流的宽频在线測量系统，其测量频率高达50MHz范围。但是，随着直流特高压等级的不断提高，其电晕电流的频率也将随之增大；在恶劣的自然环境和强电磁环境下，电路电晕电流的频率可高达百兆赫兹，就现有的高频取样电阻传感器和高频测量系统，均很难实现百兆赫兹级的电晕电流的測量，这也正是本专利技术需要解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供ー种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，利用一体化结构设计理念实现对高频信号高精度采集和低干扰的传输。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案ー种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于它包括ー隔离电极单元，一信号处理单元和一系统供电单元；所述隔离电极单元由ー绝缘隔离套筒、一空心管状长臂低压电极和一空心管状短臂高压电极，其中绝缘隔离套筒两端分别与高、低压电极以特殊的方式进行安全隔离连接，两电极板分别与均压环相连，并通过绝缘拉杆对两电极板进行加固连接；所述信号处理单元由一取样电阻模块、一信号采集模块、一信号转换模块和一信号发送模块；所述系统供电单元由ー蓄电池组和一充电模块；所述信号处理单元、系统供电单元设置在所述隔离电极单元内，形成高精度一体化测量传感器。所述隔离电极单元中的绝缘隔离套筒采用绝缘性优异、耐阻燃、抗紫外线辐射的PP或PVDF树脂材料制成，用于高、低压电极板有效隔离。所述隔离电极单元中的空心管状长臂低压电极和空心管状短臂高压电极采用铜合金、铝合金或不锈钢材料制成，以便使空心管状的高、低压电极板具有优异的耐腐蚀性、导电性和抗干扰性。所述绝缘隔离套筒外壁与空心管状长臂低压电极板管侧的内壁以倒锯齿结构进行机械方式连接，所述缘隔离套筒内壁与空心管状短臂高压电极板管侧的外壁以机械承插方式连接，用于增加隔离电极单元结构的整体稳定性和管状轴向抗拉强度。所述隔离电极单元中的两侧高、低压电极板与安全隔离绝缘环氧树脂垫环采用两个以上绝缘拉杆进行结构加固连接，用于增加高、低压电极板间的抗力強度。所述隔离电极单元两侧高、低压电极板与均压环以法兰方式连接，以防止隔离电极单元置于直流特高压及恶劣环境下产生电晕现象。 所述隔离电极单元内部设置信号处理单元和系统供电単元，以组成高精度、低干扰的一体化在线测量传感器。所述信号处理单元中的取样电阻模块采用高纯度氧化锌陶瓷管式无感电阻作为取样电阻，所述取样电阻模块采用不同直径的取样电阻逐级套接组合成多级分压电阻，所述取样电阻模块采用等径的多个取样电阻组成圆周并联分列式单级分压电阻，更有效的降低取样电阻的电感和分布电容參数，以便大大提高频响參数。所述分压电阻每级低压侧共点与多层同轴射频电缆最外屏蔽层相连，并与信号处理单元采集模块低压端相连，所述分压电阻每级高压侧分别与多层同轴射频电缆内层依次逐级相连，并与信号处理单元采集模块高压端逐级相连，采用的多层同轴射频电缆用于取样信号与采集通道无干扰的传输与接收。所述多层同轴射频电缆从多级分压器内层陶瓷管电阻中心孔穿过，其射频电缆最外层分别与所述隔离电极单元低压电极板、信号处理单元低压端和系统供电単元负极共点相连，所述多层同轴射频电缆最内层与所述隔离电极单元高压电极相连，共点接地用于解决多点接地形成环流干扰问题。所述系统供电单元中的充电模块采用直插式220V交流电源充电模式给蓄电池组充电，所述系统供电单元中的充电模块采用光纤信号充电模式给蓄电池组充电，用于传感器在非工作状态下，对蓄电池组进行补偿电量充电。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术由于采用空心管状长臂低压电极板和空心管状短臂高压电极板分别与绝缘隔离套筒以特殊的机械方式连接，便组成ー个电晕现象极少、干扰影响极小的隔离电极单元装置；其管状的高、低压电极板具有高效的屏蔽周围杂散电容作用，大大提高了周围杂散电容对内置取样电阻的高频特性影响；高、低压电极板的短臂、长臂管状体具有较强的屏蔽强电磁干扰作用，大大提高了隔离电极单元内部信号处理单元的高频测量性能；低压电极采用长臂铝合金筒状体，其目的是确保内置信号处理单元接地点电位、系统供电单元负极与铝合金空心管状长臂低压电极板共点接地电位相对稳定，避免因产生电晕而导致共地点电位不稳定，影响供电系统供电电压不稳定或击穿内置信号处理单元和系统供电単元。2、本专利技术由于取样电阻模块采用高纯度氧化锌陶瓷管式无感电阻作为取样电阻，并采用不同直径的取样电阻逐级套接组合成多级分压电阻，便组成多量程范围取样电阻模块，可以根据电晕电流的不同频率宽度范围进行适合的量程选择，确保电晕电流宽频域的測量精度；采用的各分压电阻低压端共点接地及套接的方法，彻底解决了采用串接分压器的办法因各级分压电阻的频响參数差异大而造成高频特性曲线的复杂化问题，本方法真正解决了各量程分压电阻的高频特性独立性而不受其他分压电阻的频响參数影响，大大提高了分压电阻的高频特性；采用套接共点接地的另ー个特点就是非工作状态的分压电阻处于接地具有屏蔽效能，可以屏蔽内部滋生的周围寄生的杂散电容，确保分压电阻自身的高频特性；取样电阻模块采用等径的多个取样电阻组成圆周并联分列式单级分压电阻方法，可以更有效的降低取样电阻的电感參数，以便大大提高分压电阻的高频特性。3、本专利技术由于采用多层同轴射频电缆，使分压电阻每级低压侧共点与多层同轴射频电缆最外屏蔽层相连，其目的是确保低电位的统ー性和低电位高效屏蔽性，使低电位信号采集点与采集模块低压端之间的传输通道无干扰的状态下输送；采用分压电阻每级高压侧分别与多层同轴射频电缆内层依次逐级相连方式，其目的是使取样信号与采集通道无干扰的状态下传输与接收；采用多层同轴射频电缆从多级分压器内层陶瓷管电阻中心孔穿过，并采用共点接地方式，其目的是解决多点接地形成的环流干扰和恶劣环境下强环境电磁干扰问题。4、本专利技术系统供电单元采用直插式220V交流电源充电模式，在非工作情况下给蓄电池组充电，解决了因充电系统线路串入的干扰信号；采用光纤信 号充电模式给蓄电池组充电模式，彻底解决了充电状本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于它包括一隔离电极单元，一信号处理单元和一系统供电单元；所述隔离电极单元由一绝缘隔离套筒、一空心管状长臂低压电极和一空心管状短臂高压电极，其中绝缘隔离套筒两端分别与高、低压电极以特殊的方式进行安全隔离连接，两电极板分别与均压环相连，并通过绝缘拉杆对两电极板进行加固连接；所述信号处理单元由一取样电阻模块、一信号采集模块、一信号转换模块和一信号发送模块；所述系统供电单元由一蓄电池组和一充电模块；所述信号处理单元、系统供电单元设置在所述隔离电极单元内，形成高精度一体化测量传感器。2.如权利要求I所述的一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于所述隔离电极单元中的绝缘隔离套筒采用绝缘性优异、耐阻燃、抗紫外线辐射的PP或PVDF树脂材料制成，用于高、低压电极板有效隔离。3.如权利要求I所述的一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于所述隔离电极单元中的空心管状长臂低压电极和空心管状短臂高压电极采用铜合金、铝合金或不锈钢材料制成，以便使空心管状的高、低压电极板具有优异的耐腐蚀性、导电性和抗干扰性。4.如权利要求2、3所述的一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于所述绝缘隔离套筒外壁与空心管状长臂低压电极板管侧的内壁以倒锯齿结构进行机械方式连接，所述缘隔离套筒内壁与空心管状短臂高压电极板管侧的外壁以机械承插方式连接，用于增加隔离电极单元结构的整体稳定性和管状轴向抗拉强度。5.如权利要求4所述的一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于所述隔离电极单元中的两侧高、低压电极板与安全隔离绝缘环氧树脂垫环采用两个以上绝缘拉杆进行结构加固连接，用于增加高、低压电极板间的抗力强度。6.如权利要求5所述的一种直流特高压电晕电流的宽频在线测量传感器，其特征在于所述隔离电极单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建刚，李建荣，刘静敏，常娜，赵印，
申请(专利权)人：北京威尔创业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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