[发明专利]一种旋转式电场探头

说明书

技术领域

本发明属于电网检测领域，涉及真空灭弧室真空度检测，特别涉及一种在线测量灭弧室真空度的旋转式电场探头。

背景技术

真空灭弧室是真空开关的核心部件，其以高真空作为绝缘和灭弧介质，对短路电流与负荷电流起着断开和闭合的作用。真空灭弧室真空程度由内部残余气体的压强来表示，压强越低表示灭弧室内真空度越高，当压强高于一定值后，真空开关将失去绝缘和断开能力，随着对真空开关运行可靠性要求的不断提高，监测真空灭弧室内真空度的状况、保证灭弧室的电器性能已经成为电力系统急需解决的问题。真空灭弧室的真空度监测方法可以分为离线监测和在线监测两大类。

目前在国内常用的真空度在线监测方法主要有屏蔽电位法，屏蔽电位法使用光纤与电光晶体探头测试屏蔽电场，但此类探头成本高，无法在生产中大规模推广应用。

发明内容

本发明的目的是解决上述实际问题，提供一种旋转式电场探头，成本低廉、运行可靠，能够及时获得灭弧室真空度劣化的信息，减少事故发生，具有较高的推广应用价值。

本发明为了达到上述目的，所采用的技术方案如下：一种旋转式电场探头，包括动片、静片、微电机、前置放大滤波电路板；所述动片和静片为上下两个金属圆片，所述微电机设置电机轴，所述静片固定在微电机轴上，所述微电机下方设置前置放大滤波电路板。

所述动片可以高速旋转；

所述动片和静片上分布多个孔洞；

所述动片与静片的孔洞完全重合时，外电场完全被屏蔽，感应电荷为零；

所述动片与静片的孔洞不完全重合时，暴露在外电场中的静片上积累感应电荷；

所述静片外露的面积随动片的旋转成正弦变化，感应电流经取样后输入到数据采集电路，经过滤波放大后可以得到较好的正弦波形。

所述前置放大滤波电路板可增强信号强度。

工作原理：真空断路器在工作时，其真空灭弧室（如图2中标注5）屏蔽罩（如图2中标注6）上的电位是由高压部分-屏蔽罩、屏蔽罩-接地地极之间分别所具有的静电电容的分压决定，当真空灭弧室在正常的工作电压和内部气体压力下运行时，灭弧室屏蔽罩上不带有静电荷；而当真空灭弧室的内部气体压力升高导致绝缘强度降低；而当真空灭弧室的内部气体压力升高导致绝缘强度降低，触头（如图2中标注7）与屏蔽罩间会发生局部放电，从而使灭弧室的屏蔽罩上带有一定的静电荷，呈现出直流电位。随着真空度的持续劣化，屏蔽罩的直流电位也相应地改变，即用屏蔽罩上积累电荷数量来监测真空度。用旋转探头测试屏蔽罩电场，动片与静片的孔洞完全重合时，外电场完全被屏蔽，感应电荷为零；动片与静片的孔洞不完全重合时，暴露在外电场中的静片上积累感应电荷。

图3为真空度在线监测系统结构框图，该系统是一个分布式系统，可以同时监测5个真空断路器。每个真空断路器有3个真空灭弧室，分别承受A、B、C三相的电压。传感器探头输出的是真空灭弧室的屏蔽电位信号，经过放大、滤波、A/D转换后，输入下位机数据采集系统进行处理；处理后的信号为屏蔽罩直流电位，通过CAN总线传送到上位机系统。上位机根据直流电位对真空度进行标定、显示、评估灭弧室内的真空状态。

有益效果：本发明成本低廉、运行可靠，能够及时获得灭弧室真空度劣化的信息，减少事故发生，具有较高的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为灭弧室结构示意图

图3为真空度在线监测系统结构框图

其中，1-动片 2-静片 3-微电机 4-前置放大滤波电路板 5-灭弧室 6-屏蔽罩 7-触头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，一种旋转式电场探头，包括动片1、静片2、微电机3、前置放大滤波电路板4；所述动片1和静片2为上下两个金属圆片，所述静片2固定在微电机轴上，所述微电机3下方设置前置放大滤波电路板4。

所述动片1可以高速旋转；

所述动片1和静片2上分布多个孔洞；

所述动片1与静片2的孔洞完全重合时，外电场完全被屏蔽，感应电荷为零；

所述动片1与静片2的孔洞不完全重合时，暴露在外电场中的静片上积累感应电荷；

所述静片2外露的面积随动片的旋转成正弦变化，感应电流经取样后输入到数据采集电路，经过滤波放大后可以得到较好的正弦波形。

所述前置放大滤波电路板4可增强信号强度。