專利名稱：電容型高壓器件差分式在線檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電容型高壓器件差分式在線檢測(cè)儀技術(shù)領(lǐng)域:本實(shí)用新型屬于電工學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:在110 550KV電網(wǎng)中使用的電容型高壓器件，主要有電容型高壓電流互感器、電容型高壓套管等設(shè)備，其高壓端與高壓輸電線相連，其末電屏通過導(dǎo)線與電網(wǎng)地線相接，在高壓端與末電屏之間存在一個(gè)等效電容量為Cx的電容參量，在110 550KV電網(wǎng)中使用的電容型高壓器件，其Cx值在300 900PF之間，其值因電壓等級(jí)、設(shè)備型號(hào)和設(shè)備質(zhì)量情況不同而不同(出場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)品銘牌上都寫有這個(gè)電容值)；對(duì)此類設(shè)備電容值Cx的檢測(cè)，是判斷設(shè)備是否正常的重要參數(shù)，現(xiàn)在工程上常用的檢測(cè)方法主要有兩種:1)電流測(cè)量法:在電容型高壓器件的末電屏接地回路中，串接一個(gè)交流電流表，根據(jù)公式I =OCxU來測(cè)量Cx，上式中，I是電流表讀數(shù)，ω = 2iif，f = 50Hz，U是高壓輸電線的相電壓(對(duì)于IlOKV電網(wǎng)U = 63.5KV)，此方法的優(yōu)點(diǎn)是可以在線測(cè)量，但測(cè)量精度低，抗干擾能力差；2)高壓電橋法:工程上經(jīng)常使用QS1型西林電橋進(jìn)行測(cè)量，此方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，但不能在線測(cè)量，而且造價(jià)高，操作復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容:本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種新型儀表，可以在線監(jiān)測(cè)電容型高壓電流互感器或電容型高壓套管等電容型高壓器件存在于高壓端與末電屏之間的電容值Cx的變化量，以判斷設(shè)備是否正常，要求所提供的儀表造價(jià)低，操作方便，精度高，抗干擾能力強(qiáng)。本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:取兩個(gè)相同類型的電容型高壓器件，其高壓端與末電屏之間的電容值分別是Cxl和Cx2，此電容型高壓器件可以是電容型高壓電流互感器或電容型高壓套管，此兩器件的高壓端接高壓輸電線，高壓線的相電壓為U，電容值為Cxl器件的末電屏接Pl點(diǎn)，電容值為Cx2器件的末電屏接P2點(diǎn)，取樣電阻Ra的兩端接Pl和P3點(diǎn)，取樣電阻Rb的兩端接P2和P3點(diǎn)，P3點(diǎn)接電網(wǎng)地線，取Ra = Rb，交流毫伏表Va跨接在Pl和P3點(diǎn)上，交流毫伏表Vb跨接在P2和P3點(diǎn)上；N1 N5是運(yùn)算放大器，其中NI選用斬波型運(yùn)算放大器ICL7650，N2 N5為通用的運(yùn)算放大器；電阻器Rl的兩端接在P2和P4點(diǎn)上，電阻器R2的兩端接在Pl和P5點(diǎn)上，二極管Vl和V2正負(fù)極反向并聯(lián)，其兩端接在P4和P3點(diǎn)上，二極管V3和V4正負(fù)極反向并聯(lián)，其兩端接在P5和P3點(diǎn)上，電阻器R3的兩端接在P5和P3點(diǎn)上，NI的4腳接P4點(diǎn)，NI的5腳接P5點(diǎn)，NI的10腳接P6點(diǎn)，NI的9腳接P4點(diǎn)，NI的3腳和6腳同時(shí)接P3點(diǎn)，NI的11腳接儀器正電源+E，NI的7腳接儀器負(fù)電源-E，NI的2腳和8腳跨接電容器Cl，NI的I腳和8腳跨接電容器C2，取Cl =C2,用CBB型電容器，電阻器R4和電容器C5并聯(lián)，其兩端接在P6和P4點(diǎn)上，取Rl = R2，R3 = R4，N1及相關(guān)元件組成高精度差分放大器；電阻器R5的一端接P3點(diǎn)，另一端接N2的同相輸入端，電阻器R6的一端接P6點(diǎn)，另一端接N2的反相輸入端，電阻器R7的一端接P6點(diǎn)，另一端接N3的同相輸入端，電阻器R8的一端接P7點(diǎn)，另一端接N2的反相輸入端，電阻器R9的一端接P7點(diǎn)，另一端接N3的反相輸入端，二極管V5的正極接N2的輸出端，其負(fù)極接P7點(diǎn)，二極管V6的正極接N2的反相輸入端，其負(fù)極接N2的輸出端，二極管V7的正極接N3的輸出端，其負(fù)極接P7點(diǎn)，二極管V8的正極接N3的反相輸入端，其負(fù)極接N3的輸出端，N2、N3和相關(guān)元件組成全波整流電路；電阻器RlO的兩端接在P7和P8點(diǎn)上，運(yùn)算放大器N4的同相輸入端接P3點(diǎn)，電容器C6的一端接P8點(diǎn)，另一端接N4的反相輸入端，電容器C7的一端接P8點(diǎn)，另一端接N4的輸出端，電阻器Rll的一端接N4的反相輸入端，另一端接N4的輸出端，電阻器R13的兩端分別接在P8和P3點(diǎn)上，運(yùn)算放大器N4和相關(guān)元件組成濾波電路；電阻器R12的一端接P8點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N5的同相輸入端，電阻器R14的一端接P3點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N5的反相輸入端，電阻器R15的一端接P9點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N5的反相輸入端，N5的輸出端接P9點(diǎn)，運(yùn)算放大器N5和相關(guān)元件組成同相放大器，P9點(diǎn)輸出的直流電壓Vo正比于(1+町5/1 14)，恰當(dāng)?shù)倪x取元件1^、詘、1 1、1 2、1 3、1 4、R14和R15的值，使Vo = 50 (mV) (Cxl-Cx2) (PF) U/63.5，其中U為高壓輸電線的相電壓，單位是KV ;由公式可知，只要電容值(Cxl-Cx2)彡IPF, P9點(diǎn)的電壓值Vo就有可測(cè)量的變化量，當(dāng)Vo值變化超過某個(gè)允許值時(shí)，再參考交流毫伏表Va和Vb的讀數(shù)，就可以判斷被測(cè)的器件出現(xiàn)故障。由于采用了上述方案，本實(shí)用新型的有益效果是:可以在線測(cè)量電容型高壓電流互感器或電容型高壓套管等電容型高壓器件存在于高壓端與末電屏之間的電容值Cx的變化量，由于采用差分電路測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，本實(shí)用新型使用的是通用電子學(xué)元器件，造價(jià)低。


:圖1是本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。在110KV-550KV高壓電網(wǎng)中使用的電容型高壓電流互感器或電容型高壓套管，其高壓端與末電屏間的電容值Cx 在 300PF-900PF 之間，取電阻器 Ra = Rb = 1.0Ω0.1% 3W，則 Pl 與 P3 點(diǎn)之間，P2 與 P3之間的電壓在6-91mV之間，取交流毫伏表Va與Vb的量程為O-1OOmV為宜；取Rl = R2 =1.0ΚΩ0.1%,R3 = R4 = IOOKΩ 0.1%，則 P6 與 P3 點(diǎn)之間的電壓=2.0 (mV) (Cxl_Cx2) (PF)(U/63.5)，其中U是高壓輸電線的相電壓，單位是KV，IlOKV的電網(wǎng)U = 63.5 ;恰當(dāng)選取R14與R15的值，使P9點(diǎn)輸出的直流電壓Vo = 5.0 (mV) (Cxl-Cx2) (PF) (U/63.5);圖1中的電容器可如下取值，Cl = C2 = 0.luF，用CBB型，C5 = 100-150PF，用瓷片電容器，C6 = C7 =
0.47uF， 用獨(dú)石電容器。
權(quán)利要求1.電容型高壓器件差分式在線檢測(cè)儀，是用來在線監(jiān)測(cè)存在于電容型高壓器件的高壓端與末電屏之間電容量Cx變化的儀表，電容型高壓器件包括電容型高壓電流互感器和電容型高壓套管，其特征是:取兩個(gè)相同類型的電容型高壓器件，其高壓端與末電屏之間的電容值分別是Cxl和Cx2，此兩器件的高壓端接高壓輸電線，高壓線的相電壓為U，電容值為Cxl器件的末電屏接Pl點(diǎn)，電容值為Cx2器件的末電屏接P2點(diǎn)，取樣電阻Ra的兩端接Pl和P3點(diǎn)，取樣電阻Rb的兩端接P2和P3點(diǎn)，P3點(diǎn)接電網(wǎng)地線，取Ra = Rb，交流毫伏表Va跨接在Pl和P3點(diǎn)上，交流毫伏表Vb跨接在P2和P3點(diǎn)上；N1 N5是運(yùn)算放大器，其中NI選用斬波型運(yùn)算放大器ICL7650，N2 N5為通用的運(yùn)算放大器；電阻器Rl的兩端接在P2和P4點(diǎn)上，電阻器R2的兩端接在Pl和P5點(diǎn)上，二極管Vl和V2正負(fù)極反向并聯(lián)，其兩端接在P4和P3點(diǎn)上，二極管V3和V4正負(fù)極反向并聯(lián)，其兩端接在P5和P3點(diǎn)上，電阻器R3的兩端接在P5和P3點(diǎn)上，NI的4腳接P4點(diǎn)，NI的5腳接P5點(diǎn)，NI的10腳接P6點(diǎn)，NI的9腳接P4點(diǎn)，NI的3腳和6腳同時(shí)接P3點(diǎn)，NI的11腳接儀器正電源+E，NI的7腳接儀器負(fù)電源-E，NI的2腳和8腳跨接電容器Cl，NI的I腳和8腳跨接電容器C2，取Cl =C2，用CBB型電容器，電阻器R4和電容器C5并聯(lián)，其兩端接在P6和P4點(diǎn)上，取Rl = R2，R3=R4 ；電阻器R5的一端接P3點(diǎn)，另一端接N2的同相輸入端，電阻器R6的一端接P6點(diǎn)，另一端接N2的反相輸入端，電阻器R7的一端接P6點(diǎn)，另一端接N3的同相輸入端，電阻器R8的一端接P7點(diǎn)，另一端接N2的反相輸入端，電阻器R9的一端接P7點(diǎn)，另一端接N3的反相輸入端，二極管V5的正極接N2的輸出端，其負(fù)極接P7點(diǎn)，二極管V6的正極接N2的反相輸入端，其負(fù)極接N2的輸出端，二極管V7的正極接N3的輸出端，其負(fù)極接P7點(diǎn)，二極管V8的正極接N3的反相輸入端，其負(fù)極接N3的輸出端；電阻器RlO的兩端接在P7和P8點(diǎn)上，運(yùn)算放大器N4的同相輸入端接P3點(diǎn)，電容器C6的一端接P8點(diǎn)，另一端接N4的反相輸入端，電容器C7的一端接P8點(diǎn)，另一端接N4的輸出端，電阻器Rll的一端接N4的反相輸入端，另一端接N4的輸出端，電阻器R13的兩端分別接在P8和P3點(diǎn)上；電阻器R12的一端接P8點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N5的同相輸入端，電阻器R14的一端接P3點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N5的反相輸入端，電阻器R15的一端接P9點(diǎn)，另一端接運(yùn)算放大器N5的反相輸入端，N5的輸出端接P9點(diǎn)，P9點(diǎn)輸出直流電壓Vo，恰當(dāng)?shù)倪x取元件Ra、Rb、Rl、R2、R3、R4、R14和Rl5的值，使Vo = 50 (mV) (Cxl-Cx2) (PF) U/63.5，其中U為高壓輸電線的相電壓，單位是KV ；由公式可知，只要電容值(Cxl-Cx2)≥IPF, P9點(diǎn)的電壓值Vo就有可測(cè)量的變化量，當(dāng)Vo值變化超過某個(gè)允許值時(shí)，再參考交流毫伏表Va和Vb的讀數(shù)，就可以判斷被測(cè)的器件出現(xiàn)故障。
專利摘要電容型高壓器件差分式在線檢測(cè)儀，屬于電工學(xué)領(lǐng)域，是用來在線監(jiān)測(cè)存在于器件的高壓端與末電屏之間電容量Cx的變化；取兩個(gè)電容型高壓器件，其高壓端與末電屏之間的電容值分別是Cx1和Cx2，此兩器件的高壓端接高壓輸電線，電容為Cx1器件的末電屏接P1點(diǎn)，電容為Cx2器件的末電屏接P2點(diǎn)，Ra的兩端接P1和P3點(diǎn)，Rb的兩端接P2和P3點(diǎn)，P3點(diǎn)接電網(wǎng)地線，交流毫伏表Va跨接在P1和P3點(diǎn)上，交流毫伏表Vb跨接在P2和P3點(diǎn)上，運(yùn)算放大器N1與相關(guān)的元件組成差分放大器，運(yùn)算放大器N2、N3、N4與相關(guān)元件組成整流濾波電路，運(yùn)算放大器N5與相關(guān)元件組成放大器，P9點(diǎn)輸出電壓Vo，由Vo、Va和Vb的讀數(shù)，判斷被測(cè)器件是否出現(xiàn)故障。
文檔編號(hào)G01R27/26GK203012035SQ20122052046
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者張玉瑾, 趙劍, 趙若瑜, 趙慶江, 陳云, 張永茂, 閆軍, 王祥, 李巖, 林鉻, 閆鑫 申請(qǐng)人:甘肅省電力公司嘉峪關(guān)供電公司, 西安佳源技術(shù)貿(mào)易發(fā)展有限責(zé)任公司, 甘肅省電力公司, 國家電網(wǎng)公司