[发明专利]一种特高压电晕电流取样电阻传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种取样电阻传感器，特别是关于一种用于测量特高压输电线路中的直流电晕电流的取样电阻传感器。 

背景技术

为了满足用电负荷增长、改善电网结构、实施“西电东送、南北互供、全国联网”战略，发展特高压电网势在必行。特高压输电是在超高压输电的基础上发展起来的，可以实现远距离、大容量传输电能，适合大区电网非同步互联，具有线路造价低，功率损耗小等优点。这其中，输电线路的电晕损失研究是特高压直流输变电工程的关键技术之一，而电晕电流则是表征线路中电晕放电情况最直接的参数，而其测量方法对于特高压输电电磁环境、外绝缘和设备电晕特性的研究具有重要意义。针对高压电晕的测量问题，目前有电桥电路法、耦合天线法、功率表法以及电阻取样法等多种方法： 

电桥电路法：该方法能够在极低的功率因数下测定损失值。由于电晕损失的连续变化，需要电桥能够自动平衡。但是，基于电桥电路法测量高压电晕操作不便，对人身和设备安全存在着一定隐患，很难在不同气候条件下，实现长时间在线测量。 

耦合天线法：该方法是将五根30～38米长的天线平行安置在导线之下，用特殊电子系统接收天线中感应电压，并根据感应电压确定电晕损失值。由于该方法采用反向推算的思路，因此影响测量结果的因素较多，精度难以保障，而且不易实现波形的测量，并且由于耦合天线法的测量设备体积庞大，很难实现多点同步测量。 

功率表法：该法是在有若干种功率表电路的条件下，测量超(高)压线路上电晕损失的典型方法。但是由于该测量的灵活性较差，只能用于测量平均值或有效值，不能测量电晕电流的瞬态波形，并且实现多点同步测量有较大的困难。 

电阻取样法：它可以在一定频率范围内测量电晕电流。其中，取样电阻传感器用于获取宽频域电晕电流波形信号，是准确地实现电晕电流波形测量的基础。但现有取样电阻传感器的测量频带较窄，一般低于2MHz，最高不超过4.5MHZ。而且在现有技术中，采用单个无感电阻作为采样电阻，未考虑分布电容对电晕电流测量结果的影响。但是，已有科学研究表明，电晕信号范围覆盖从低频到高频很宽的频带，上限可以达到30MHz。现有电晕电流取样传感器，已经不能满足研究无 线电通讯干扰等电磁环境的实际需要，高频带信息的缺失给完整分析和理解电晕现象带来较大的障碍。同时，现有电晕电流测量系统的应用电压范围一般低于500KV，最高不超过1000KV，因此无法在特高压输电线路中应用。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种测量结果准确、具有强抗电击穿性能的特高压直流电晕电流取样电阻传感器。 

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种特高压直流电晕电流取样电阻传感器，它包括一圆筒型的取样电阻、一绝缘管、两绝缘法兰盘、两均压环、两金属法兰盘和一分流电阻；取样电阻的中空处穿设绝缘管，绝缘管的两端分别固定连接一绝缘法兰盘；两均压环分别通过设置在其中心部位的一金属法兰盘固定在两绝缘法兰盘上；金属法兰盘的一端通过屏蔽导线连接在需要测量电晕电流的特高压输电线路中，另一端通过屏蔽导线连接取样电阻的一端，取样电阻的另一端通过屏蔽导线连接至另一金属法兰盘；取样电阻通过屏蔽导线与分流电阻并联；分流电阻设置在绝缘管内部。 

所述绝缘管采用PE材料制成。 

所述绝缘管的两端与绝缘法兰盘的固定方式均采用热熔焊接。 

所述取样电阻包括一组以上低感分裂电阻束，分裂电阻束包括若干个相互并联的分裂电阻。 

相邻两组所述分裂电阻束之间通过一双头金属屏蔽环串连连接，位于端部的两组分裂电阻束的靠外端分别设置一单头金属屏蔽环。 

所述双头金属屏蔽环和单头金属屏蔽环采用金属铝制成。 

所述分裂电阻以圆环式均匀分布。 

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本发明采用的取样电阻的阻值远小于频率信号为30MHZ时整个装置的分布容抗，因此被测电晕电流信号中30MHZ以内的高频分量不会被旁路，使得测量频带可以达到30MHZ，从而有效地保证了被测信号的完整性。2、由于本发明采用分裂电阻束的方式，在其两端设置均压环，大幅度地降低了取样电阻表面的场强，以确保传感器在串入特高压线路后，连接处不会发生电击穿的现象，从而具有强抗电击穿性能。3、由于本发明可以采用多组分裂电阻束串联连接的方式，因此能够具备多个测量量程，分别用来测量不同幅值范围的电晕电流，从而使得测量结果更为准确。本发明可以广泛地应用于最高±1200KV的直流特高压环境中，实现特高压输电线路中电晕电流的宽频域精确测量。 

附图说明