一種配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置，用于配電網(wǎng)中過電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測，屬于過電壓監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得電能成為日益重要的能源，各行業(yè)對電能的需求越來越多，且對電能質(zhì)量的要求也越來越高。因此配電網(wǎng)的建設(shè)迅速發(fā)展起來，過電壓對配電網(wǎng)安全的影響越來越受到重視。過電壓包括外部過電壓和內(nèi)部過電壓，外部過電壓主要指雷電過電壓和大氣過電壓，而內(nèi)部過電壓指的是操作過電壓和諧振過電壓。隨著各供電公司配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)陸續(xù)地投入使用，開關(guān)操作次數(shù)和沒有使用該系統(tǒng)前相比多了數(shù)倍，而一些電纜接頭或電纜本體因老化等原因可能本身就存在缺陷，在如此頻繁的操作過電壓沖擊下，這很容易導(dǎo)致?lián)舸┕收虾屯ｋ娛鹿实脑黾?。這給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行及管理帶來了新的挑戰(zhàn)。操作過電壓是指由線路故障、空載線路投切、操作空載變壓器投切或其它原因在系統(tǒng)中引起的相對地或相間瞬態(tài)過電壓。目前，國內(nèi)對電纜及其附件在操作過電壓下的影響研究甚少，在操作過電壓對電纜及其附件的危害方面認(rèn)識不夠，而國外研究了操作過電壓對電纜的老化、擊穿，也研究了工頻與操作過電壓聯(lián)合作用對電纜的老化、擊穿，這些研究加深了操作過電壓對電纜的影響的認(rèn)識。美國、加拿大和歐洲國家相繼出臺了一些限制措施和操作標(biāo)準(zhǔn)，并在10多年前就開始了相關(guān)的研究，對操作過電壓的影響進(jìn)行評估和預(yù)防。目前，我國一些大城市供電局在投入配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)后，開關(guān)操作迅速增加許多倍，很容易引起操作過電壓或者諧振過電壓，從而導(dǎo)致電纜故障大量的增加，因此目前大家開始對過電壓的影響進(jìn)行關(guān)注。目前配電網(wǎng)過電壓的錄波裝置主要采用電壓互感器(PT)、電容分壓器或者阻容分壓器采集過電壓的信號。然而電壓互感器受限于頻率響應(yīng)，對很多快速變化的過電壓不能采集。而電容分壓器或者阻容分壓器長時(shí)間并聯(lián)在電纜上，會產(chǎn)生大量的熱量，對分壓器本省造成影響，也會給整套檢測設(shè)備帶來安全隱患。因此有必要發(fā)明一種新的配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器。
[0003]目前配電網(wǎng)過電壓的測量方法主要是通過電壓互感器(PT)采集過電壓信號，然后將低壓信號輸出并進(jìn)行分析。中國專利201320564945.7 “配電網(wǎng)內(nèi)部過電壓預(yù)警系統(tǒng)”針對配電網(wǎng)存在的內(nèi)部過電壓問題，發(fā)明了一套配電網(wǎng)內(nèi)部過電壓預(yù)警系統(tǒng)，可以對配電網(wǎng)內(nèi)部過電壓對配電網(wǎng)的影響進(jìn)行評估，從而保證配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。中國專利201320839498.1 “套管過電壓檢測傳感器”基于套管末端的電容傳感器，實(shí)現(xiàn)對過電壓的采集。配電網(wǎng)過電壓幅值大，波頭陡，一般的傳感器很難采集到過電壓的完整波形。因此也很難對過電壓進(jìn)行評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對目前配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測過程中存在的不足提供一種配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置，其特點(diǎn)是傳感器貼片以柔性高分子材料作為電容介質(zhì)，并將傳感器外殼制成金屬薄膜的形式，不僅去除了傳感器中的串聯(lián)電阻，也使表面電阻大大減小，相比于傳統(tǒng)的剛性材料制成的傳感器，其柔軟可彎折，安裝后能與電纜終端表面良好貼合，增大了傳感器的有效耦合面積，提高檢測的靈敏性。貼片式電容傳感器利用配電網(wǎng)電力電纜線芯和外半導(dǎo)電層之間的電容(^及電纜外半導(dǎo)電層和大地之間的電容C2構(gòu)成分壓，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)過電壓波形的采集，從而對配電網(wǎng)在過電壓運(yùn)行環(huán)境下的安全性進(jìn)行評估，確保配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
[0005]本實(shí)用新型由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn):
[0006]配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置依次由傳感器、電壓跟隨器、濾波電路、過壓保護(hù)電路、觸發(fā)電路、傳輸電纜和PCI采集卡連接組成，所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的濾波電路一路信號經(jīng)觸發(fā)電路后通過傳輸電纜和PCI采集卡連接；所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的濾波電路的另一路信號經(jīng)過壓保護(hù)電路后通過傳輸電纜與PCI采集卡連接。
[0007]所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的傳感器為貼片式電容分壓傳感器，其貼片是由柔性高分子材料制成的，并將傳感器外殼制成金屬薄膜的形式，相比于傳統(tǒng)的硬性材料，可以彎折，貼片式電容傳感器利用配電網(wǎng)電力電纜線芯和半導(dǎo)電層之間的電容(^及電纜外半導(dǎo)電層和大地之間的電容(:2構(gòu)成分壓，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)過電壓波形的采集，因此該傳感器可以用于電纜終端過電壓的測量。
[0008]所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的傳感器是由傳感器貼片、信號電纜、刺刀螺母連接器和傳感器外殼組成，傳感器貼片和傳感器外殼通過膠合劑粘連使之緊密貼合，傳感器外殼和信號電纜通過引線接頭連接。
[0009]所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的傳感器的貼片為柔性高分子材料為聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯、纖維素納米纖維中的任一種。
[0010]所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的傳感器的外殼采用銅壓制而成的金屬薄片，厚度為l_3mm，內(nèi)徑根據(jù)電纜的纜芯確定。
[0011]所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的傳感器的輸出端是通過電阻R2與濾波電路輸入端連接，所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的濾波電路是具有正相增益的二階有源低通濾波電路，運(yùn)放A2和其兩個(gè)連接電阻R 2、R3形成一個(gè)電壓控制電壓源，濾波電容C 3，C4^PR2、R3共同控制低通濾波器的截止頻率，運(yùn)放A2反相輸入端通過R4接地，輸出端通過反饋電阻&與反相輸入端連接；所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的過壓保護(hù)電路穩(wěn)壓管為一個(gè)TVS高效能保護(hù)器件；所述的配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的的觸發(fā)電路是通過雙比較器LM324與濾波電路的輸出端連接:所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的信號傳輸電纜采用50 Ω同軸電纜:所述配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的采集卡為數(shù)據(jù)采集卡。
[0012]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、安全可靠。貼片式容性傳感器是在電纜的低壓側(cè)采集信號，相比于傳統(tǒng)的CT，不接觸高壓，更加安全可靠。
[0014]2、靈敏度高。貼片式容性傳感器的貼片采用柔性材料制成，可以很好地貼緊電纜終端，因此靈敏度較高。
[0015]3、成本低、體積小、易安裝。相對于PT電壓互感器，本發(fā)明的設(shè)計(jì)僅包括一些電子元件，成本更加低廉，而且體積更小，不需要考慮占地空間，在現(xiàn)場的安裝也更加方便。
【附圖說明】
[0016]圖1為配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置測量示意圖
[0017]1.傳感器2.電壓跟隨器3.濾波電路4.過壓保護(hù)電路5.觸發(fā)電路6.傳輸電纜7.采集卡。
[0018]圖2為配電網(wǎng)過電壓監(jiān)測傳感器裝置的傳感器