以非接觸傳感器對(duì)特高壓直流避雷器泄漏電流的檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特高壓直流線路避雷器狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，尤其是指以非接觸傳感器對(duì)特高壓直流避雷器泄漏電流的檢測(cè)裝置。
【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，100kV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
[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)于以非接觸傳感器對(duì)特高壓直流避雷器泄漏電流的檢測(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。以上泄漏電流報(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、以上泄漏電流報(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，因而泄漏電流報(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、以上泄漏電流報(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)每刻中泄漏電流的大小數(shù)字進(jìn)行檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供以非接觸傳感器對(duì)特高壓直流避雷器泄漏電流的檢測(cè)裝置，其主要目的在于克服現(xiàn)有泄漏電流報(bào)警系統(tǒng)無(wú)法對(duì)特高壓直流避雷器泄漏電流進(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，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
以非接觸傳感器對(duì)特高壓直流避雷器泄漏電流的檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、保護(hù)電路單元以及電源單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括電流傳感器、功率放大器以及電路采集模塊，所述電流傳感器包括一環(huán)形殼體、一呈C形布置的磁芯以及一精密磁電傳感器，所述環(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)，所述精密磁電傳感器也裝設(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，所述第一線圈繞組的輸入端與避雷器漏電流電連接，所述第二線圈繞組的輸入端與所述功率放大器的一輸出端電連接，所述功率放大器的另一輸出端與所述電路采集模塊電連接，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。
[0010]進(jìn)一步的，所述精密磁電傳感器包括一呈弧形布置的軟磁片連接于該軟磁片上的數(shù)據(jù)接點(diǎn)，所述功率放大器包括一與所述數(shù)據(jù)接點(diǎn)輸出端電連接的運(yùn)算放大器、一第一三極管、一第二三極管以及一輸入電源，所述第一三極管的集電極電連接于所述輸入電源的正接口，所述第二三極管的集電極連接于所述輸入電源的負(fù)接口，所述功率放大器的輸出端分成兩路，一路連接于所述第一三極管的基極，另一路連接于所述第二三級(jí)管的基極，所述第一三極管的放大級(jí)分成兩路，一路連接于所述第二線圈繞組的輸入端，另一路連接于所述第二三極管的放大級(jí)，所述電路采集模塊包括一端連接于所述第二線圈繞組輸出端的測(cè)量電阻Rl以及用于測(cè)量該測(cè)量電阻內(nèi)電流數(shù)值的電流表，所述測(cè)量電阻Rl的另一端接地。
[0011]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)通過(guò)所述固定管套上，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。
[0012]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)通過(guò)所述固定管套上，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。
[0013]進(jìn)一步的，所述軟磁片的兩端各抵接于一所述弧形芯塊的一端，所述軟磁片所占據(jù)的體積為所述容置空間體積的四分之一，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四分之一，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四分之一，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)。
[0014]進(jìn)一步的，所述檢測(cè)裝置還包括一采集保護(hù)模塊，所述電源單元的電能輸出端分成四路，分別電連接于保護(hù)電路單元的電能輸入端、采集保護(hù)模塊的電能輸入端、數(shù)據(jù)采集單元的電能輸入端以及數(shù)據(jù)處理單元的電能輸入端，避雷器電流的輸出端分成兩路，一路連接于所述數(shù)據(jù)采集單元的使能端，另一路連接于所述采集保護(hù)模塊的使能端，所述采集保護(hù)模塊的輸出端連接于所述保護(hù)電路單元的使能端，所述數(shù)據(jù)處理單元的使能端設(shè)有兩路，一路連接所述數(shù)據(jù)采集單元的輸出端，另一路連接所述保護(hù)電路單元的輸出端，當(dāng)避雷器電流小于或等于I毫安時(shí)，采集保護(hù)模塊不動(dòng)作，而數(shù)據(jù)采集單元啟動(dòng)并對(duì)電流進(jìn)行信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理后經(jīng)由數(shù)據(jù)處理單元輸出；當(dāng)避雷器電流大于I毫安時(shí)，數(shù)據(jù)采集單元不動(dòng)，而采集保護(hù)模塊啟動(dòng)，所述檢測(cè)裝置對(duì)輸入呈現(xiàn)高阻態(tài)，此時(shí)不進(jìn)行信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理，并經(jīng)由數(shù)據(jù)處理單元輸出。
[0015]進(jìn)一步的，所述避雷器電流的引出導(dǎo)線上加裝有惰性氣體二極管以及TVS 二極管，該TVS 二極管反向串聯(lián)接地。
[0016]進(jìn)一步的，所述軟磁片和/或磁芯上加載有交流信號(hào)。
[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]進(jìn)一步的，所述第一線圈繞組的輸入端加裝有惰性氣體二極管以及TVS 二極管，該TVS 二極管反向串聯(lián)接地。
[0019]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:
1、本發(fā)明結(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)被聚集到精密磁電傳感器上，精密磁電傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)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，即得出避雷器泄漏電流的直流信號(hào)值，因而本發(fā)明是采用非接觸式對(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。
[0020]2、在本發(fā)明中，通過(guò)利用軟磁片為核心敏感元件用于隔離檢測(cè)電流的模塊化產(chǎn)品，它