特高壓直流避雷器泄露電流檢測(cè)中的雙霍爾元件電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及特高壓直流線路避雷器狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，尤其是指特高壓直流避雷器泄露電流檢測(cè)中的雙霍爾元件電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力需求增長(zhǎng)迅猛，而我國(guó)存在電力資源分布與負(fù)荷中心區(qū)域不匹配的天然特性，需要借助遠(yuǎn)距離、大容量輸電線路改善電力供需矛盾問(wèn)題，“西電東送”、“南北互供”等工程是現(xiàn)階段主要部署方案，特高壓直流輸電技術(shù)是具體的實(shí)施技術(shù)手段。
[0003]直流輸電將交流電通過(guò)換流器變換成直流電，然后通過(guò)直流輸電線路送至受電端并通過(guò)換流器變成交流電，最終注入交流電網(wǎng)。特高壓直流輸電的電壓等級(jí)概念與交流輸電不一樣。對(duì)于交流輸電來(lái)說(shuō)，一般將220kV及以下的電壓等級(jí)稱為高壓，330?750kV的稱為超高壓，1000kV及以上的稱為特高壓。直流輸電則稍有不同，±100kV以上的統(tǒng)稱為高壓；±500kV和±600kV仍稱為高壓，一般不稱為超高壓;而超過(guò)±600kV的則稱為特高壓。
[0004]±800kV特高壓直流輸電由于中間無(wú)落點(diǎn)，可將大量電力直送大負(fù)荷中心，具有輸送容量大、送電距離遠(yuǎn)、節(jié)省輸電架線走廊等優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)設(shè)備研發(fā)、控制與運(yùn)行等技術(shù)和示范工程在近些年來(lái)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，已使我國(guó)在特高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，引領(lǐng)著技術(shù)發(fā)展方向和關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)趨勢(shì)。
[0005]特高壓直流輸電系統(tǒng)的建設(shè)，離不開(kāi)過(guò)電壓保護(hù)裝置，直流避雷器是特高壓直流輸電系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)的關(guān)鍵設(shè)備，決定了整個(gè)系統(tǒng)的絕緣水平，影響設(shè)備體積、工程占地面積及造價(jià)。提高避雷器保護(hù)水平對(duì)于優(yōu)化系統(tǒng)的絕緣配合及降低工程造價(jià)至關(guān)重要。掌握直流避雷器實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)特性對(duì)加強(qiáng)直流特高壓輸電系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行管理、完善其帶電檢測(cè)技術(shù)和狀態(tài)檢修水平具有十分重要的意義。
[0006]就目前而言，直流避雷器的運(yùn)行條件要比交流避雷器嚴(yán)酷得多，對(duì)直流避雷器的運(yùn)行性能提出的技術(shù)要求很高。直流避雷器結(jié)構(gòu)、工作條件、作用原理、保護(hù)特性等均與交流避雷器不同。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)直流避雷器的受潮、老化和其他隱患，避免因事故造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，在提高特高壓避雷器產(chǎn)品可靠性、強(qiáng)化質(zhì)量管理的同時(shí)，對(duì)特高壓避雷器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)意義重大且需求迫切。特別是急切需要一種針對(duì)于特高壓直流避雷器泄露電流的檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。
[0007]中國(guó)實(shí)用新型專利(CN202693723U)披露了一種避雷器泄漏電流報(bào)警系統(tǒng)，包括避雷器和計(jì)數(shù)器，避雷器連接有用于轉(zhuǎn)換電流的第一電流互感器和第二電流互感器，第一電流互感器連接有基準(zhǔn)電壓電路，基準(zhǔn)電壓電路將基準(zhǔn)電壓加于第一電壓轉(zhuǎn)換電路，第二電流互感器連接有第一電壓轉(zhuǎn)換電路，第一電壓轉(zhuǎn)換電路為第一報(bào)警裝置供電，第一電壓轉(zhuǎn)換電路連接有第二電壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行二次電壓轉(zhuǎn)換，第二電壓轉(zhuǎn)換電路為第二報(bào)警裝置供電。以上泄露電流報(bào)警系統(tǒng)雖然原理簡(jiǎn)單，報(bào)警提示作用明顯，然而在實(shí)際的使用過(guò)程中還存在以下不足之處:1、以上泄露電流報(bào)警系統(tǒng)主要針對(duì)于交流輸電線路中，由于避雷器在特高壓直流輸電線路中的運(yùn)行條件要比交流避雷器嚴(yán)酷得多，特別是在雷擊過(guò)電壓的自保護(hù)要求可能也難以達(dá)到，因而泄露電流報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)要求無(wú)法滿足在特高壓直流輸電線路中進(jìn)行有效和穩(wěn)定地運(yùn)行;2、以上泄露電流報(bào)警系統(tǒng)主要功能是進(jìn)行定性操作，無(wú)法對(duì)每時(shí)每刻中泄露電流的大小數(shù)字進(jìn)行檢測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型提供一種特高壓直流避雷器泄露電流檢測(cè)中的雙霍爾元件電路，其主要目的在于克服現(xiàn)有泄露電流報(bào)警系統(tǒng)無(wú)法對(duì)特高壓直流避雷器泄露電流進(jìn)行穩(wěn)定和準(zhǔn)確檢測(cè)的缺陷。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]特高壓直流避雷器泄露電流檢測(cè)中的雙霍爾元件電路，包括一呈C形布置的磁芯以及兩霍爾電路模塊，各所述霍爾電路模塊均包括一霍爾元件以及與該霍爾元件相串聯(lián)的一調(diào)整電阻，所述霍爾電路模塊的控制電流端并聯(lián)接入于一直流恒流電源1+和1-，并且兩所述霍爾電路模塊的輸出端也并聯(lián)為VH+和VH-的數(shù)據(jù)接點(diǎn)。
[0011]進(jìn)一步的，所述磁芯和兩霍爾電路模塊均安裝于一環(huán)形殼體上，該環(huán)形殼體內(nèi)設(shè)置有一容置空間，所述磁芯上分別繞設(shè)有一第一線圈繞組以及一第二線圈繞組，并且該磁芯安裝于所述容置空間內(nèi)，兩所述霍爾電路模塊裝設(shè)于所述容置空間內(nèi)并且其兩端與所述磁芯的兩端鄰接，兩所述霍爾電路模塊之間連接有一電橋，所述第二線圈繞組所產(chǎn)生的磁通密度方向與所述第一線圈繞組的磁通密度方向相反。
[0012]進(jìn)一步的，所述電橋包括兩并聯(lián)設(shè)置的電阻對(duì)，該兩電阻對(duì)的一側(cè)的接點(diǎn)連接于一霍爾電路模塊中霍爾元件與調(diào)整電阻中間的接線處，該兩電阻對(duì)的另一側(cè)的接點(diǎn)連接于另一霍爾電路模塊中霍爾元件與調(diào)整電阻中間的接線處，兩并聯(lián)設(shè)置的電阻對(duì)中每個(gè)電阻對(duì)各包括兩個(gè)串聯(lián)設(shè)置的電阻，并且其中一電阻對(duì)中兩串聯(lián)設(shè)置的電阻接線的中間與另一電阻對(duì)中兩串聯(lián)設(shè)置的電阻接線的中間電連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述環(huán)形殼體包括一屏蔽殼體以及設(shè)置于該屏蔽殼體外側(cè)的絕緣殼體，所述磁芯包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的弧形芯塊以及一固定管，兩弧形芯塊各以一端相互抵接，并且在該抵接位置的兩側(cè)套上所述固定管。
[0014]進(jìn)一步的，所述弧形芯塊為納米非晶材料制成的弧形芯塊，所述固定管為納米非晶材料固定管。
[0015]進(jìn)一步的，所述弧形芯塊為非晶軟磁材料制成的弧形芯塊，所述固定管為非晶軟磁固定管。
[0016]進(jìn)一步的，所述磁芯的開(kāi)口處形成有一氣隙，兩所述霍爾電路模塊平行間隔布置于該氣隙內(nèi)，所述固定管所占據(jù)的體積為所述容置空間體積的四分之一，位于所述固定管一側(cè)的弧形芯塊中未套上固定管的部分所占據(jù)的體積為所述容置空間體積的三分之一，位于所述固定管另一側(cè)的弧形芯塊中未套上固定管的部分所占據(jù)的體積為所述容置空間體積的三分之一，所述第二線圈繞組包括上第二線圈繞部以及下第二線圈繞部，所述上第二線圈繞部繞設(shè)于位于所述固定管一側(cè)的弧形芯塊中未套上固定管的部分，所述下第二線圈繞部繞設(shè)于位于所述固定管另一側(cè)的弧形芯塊中未套上固定管的部分，所述上第二線圈繞部和下第二線圈繞部相互電連接，所述第一線圈繞組繞設(shè)于所述固定管的外側(cè)。
[0017]進(jìn)一步的，所述環(huán)形殼體套設(shè)在避雷器的地線上并且其包括可相互拆卸的左半殼體以及右半殼體。
[0018]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果在于:
[0019]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，當(dāng)避雷器漏電電流的直流信號(hào)經(jīng)過(guò)第一線圈繞組后在磁芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚集到兩所述霍爾電路模塊上，由于該兩所述霍爾電路模塊的位置不同，因而產(chǎn)生不相等的霍爾電壓，兩所述霍爾電路模塊經(jīng)由電路并聯(lián)連接按照并聯(lián)電容的等效電路合成后，兩所述霍爾電路模塊產(chǎn)生的電壓信號(hào)的輸出值為兩霍爾電路模塊輸出值的算術(shù)平均值，該電壓信號(hào)的輸出值經(jīng)功率放大器導(dǎo)通作用使得第二線圈繞組上產(chǎn)生反向補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流產(chǎn)生的磁通與避雷器漏電電流所產(chǎn)生的磁通方向相反，當(dāng)二者實(shí)現(xiàn)磁平衡后，磁芯磁通為零，第二線圈繞組上補(bǔ)償電流再經(jīng)過(guò)電路采集模塊的測(cè)試后，即得出避雷器泄露電流的直流信號(hào)值，因而本實(shí)用新型一方面是采用非接觸式對(duì)避雷器漏電流進(jìn)行采集，從而可以保證采集單元能夠在復(fù)雜電磁場(chǎng)中進(jìn)行有效和穩(wěn)定地運(yùn)行，不僅耐壓能力得到很大地提升，而且能夠在過(guò)電壓下具有較強(qiáng)自恢復(fù)和自適應(yīng)能力。本實(shí)用新型另一方面是有設(shè)置兩個(gè)霍爾電路模塊，這樣的話這該兩個(gè)霍爾電路模塊內(nèi)的霍爾元件均可接成二種輸出形式，一種是傳感器的輸出是二個(gè)單霍爾輸出的算術(shù)平均值形式，該種方法適用于閉環(huán)霍爾電流傳感器模式，其能大幅度降低了傳感器的非線性度和位置誤差，提高了傳感器的抗干擾能力與量程范圍。另一種是兩個(gè)霍爾配合一定的元器件組成的傳感器，其輸出是差分形式。該種雙霍爾電流傳感器方案能夠從信號(hào)源頭上抑制溫度漂移和共模干擾，改善了電流傳感器的穩(wěn)定性和線性度，且具有自補(bǔ)償和線性校正的特征，可以對(duì)微安數(shù)量級(jí)的微弱電路信號(hào)進(jìn)行在線采集。<