這里描述一種測量在諸如用于中等電壓配電網(wǎng)的現(xiàn)代帶屏蔽的高電壓電纜上的電位方法和裝置。電容性傳感器配置(100)使用電纜(110)中的業(yè)已存在結(jié)構(gòu)(114、116、118、120)被構(gòu)造在電纜(110)上。又描述了隱含保護方法的使用，該方法使用在保留的現(xiàn)代電纜設計中出現(xiàn)的半導體層(116)并形成電容性傳感器配置(100)的一部分。也使用溫度補償技術來改善傳感器配置(100)的性能。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】這里描述一種測量在諸如用于中等電壓配電網(wǎng)的現(xiàn)代帶屏蔽的高電壓電纜上的電位方法和裝置。電容性傳感器配置(100)使用電纜(110)中的業(yè)已存在結(jié)構(gòu)(114、116、118、120)被構(gòu)造在電纜(110)上。又描述了隱含保護方法的使用，該方法使用在保留的現(xiàn)代電纜設計中出現(xiàn)的半導體層(116)并形成電容性傳感器配置(100)的一部分。也使用溫度補償技術來改善傳感器配置(100)的性能?！緦＠f明】高電壓測量系統(tǒng)
本專利技術涉及高電壓測量系統(tǒng)，更具體地涉及無接觸、基于電纜的交流高電壓測量系統(tǒng)。
技術介紹
一般來說，測量高和中等電壓傳輸和分配系統(tǒng)中的交流電壓具有四種主要方法，即:磁方法，其中例如使用電位變壓器；利用電位分壓器或使用阻抗的抽頭的方法；利用普克爾盒和液晶等光學方法；以及利用電場儀(field mills)的機械方法。另外，這些方法可組合以提供測量高和中等交流電壓的進一步方法。高電壓系統(tǒng)中的電壓測量傳統(tǒng)地是使用電位變壓器或電容耦合的電位變壓器來作出的。這些設備不但大而且昂貴，使它們無法在許多場合中得到廣泛使用。另外，由于這些類型的變壓器均需要直接連接至高電壓導體，因此需要在現(xiàn)場投入廣泛的安全防范以確保提供必要的隔離需求。電阻性或電容性的分壓器是當較低的測量精度可接受時所使用的二等設備。電阻性分壓器的缺點在于，需要與高電壓導體的電流連接。然而，可將電容性分壓器實現(xiàn)為使所需的與高電壓的隔離通過已有的安裝來提供。測量高電壓電纜上的電位的電容性方法是已知的。在DE-A-3702735中，描述了一種在電纜上構(gòu)造電容性元件和電容性分壓器以使沿電纜系統(tǒng)的任何位置處的線電壓可被測得的方法。在這種方法中，高電壓電容器的介電強度是通過電纜本身的導體絕緣性確定的，并且隨后可通過在電纜網(wǎng)絡中的任何點采用特別形狀的連接襯套或電纜終端來安裝分壓器，以允許在電纜網(wǎng)絡中的任何數(shù)量的測試點處進行連續(xù)的電壓測量。然而，該方法的缺點在于，電纜中的電場可能因所添加的結(jié)構(gòu)受到干擾，并由于沒有現(xiàn)代技術水平的中等電壓電纜中所存在的半導體層而使其使用年限打了折扣。如本領域內(nèi)技術人員公知的，術語“半導體層”意指電阻性材料，通常指碳充聚合物。在一些情形下，它可以是非線性材料，其電阻率隨著增加的電壓而減小。現(xiàn)代高電壓電纜使用這些層來防止電纜中的電場不連續(xù)性，并由此提高可靠性和允許使用較薄的電介質(zhì)。此外，該方法基于完全電容性分壓器，并因此提供基于電壓的輸出。此外，這些方法對濕氣污染或?qū)Φ孛鎸щ娦缘脑黾?即使非常少量)的任何其它影響極為敏感。這意味著，即使極少量的污染也會導致所進行的任何測量有顯著的誤差。這使機械構(gòu)造的完整性對在設備的使用年限保持穩(wěn)定而目是關鍵的。在US-A-5051733中，描述了在已有電纜上構(gòu)造一種電容性元件以感測高電壓電路附近的雜散電場的方法。該電容性元件包括在已有電纜上增設的半導體層和加至半導體層的接觸層。這種配置用于借助各絕緣導體而連接的礦區(qū)電力中心或開關室內(nèi)的高電壓電路。這些絕緣導體一般不被任何四周的導電層所屏蔽，其結(jié)果，與導體的高電壓通電關聯(lián)的電場延伸超出了電纜本身至電力中心圍欄內(nèi)的其它相導體和周圍的接地表面。這里，這些雜散電場被用來提供高電壓導體被通電的直觀指示。效果上，電容器被構(gòu)筑在絕緣導體周圍并且這提供通過氣體放電燈至地面的高阻抗電路。當高電壓電路被通電時,通過電容器的電流足以使放電管發(fā)出輝光，由此向維護人員提供可視警告。然而，這種方法的缺點在于，需要將半導體層和接觸材料層加至之前已有的電纜。另外，沒有接地的靜電屏蔽被納入到系統(tǒng)中。因此，由于鄰近的設備和/或其它導體將存在干擾。另外，層的增加可能形成總體構(gòu)造的精確性和穩(wěn)定性的問題，這使該配置的長期穩(wěn)定性變得不可預測。此外，所描述的配置旨在提供不是針對電壓測量的指示設備。US-A-5065142描述了一種在與US-A-5051733類似的已有電纜上構(gòu)造電容性元件的方法。提供了導體的擴口分段以在邊緣處產(chǎn)生柔和的電場分布。具有在預定電壓下雪崩擊穿的特征的電容器和氖燈泡或其它氣體放電燈泡與整流器并聯(lián)?？蛇x擇地，壓電或其它類型的聲音發(fā)生設備可與氖燈泡串聯(lián)。當中央導線在1000伏AC或更高電壓下被通電時，燈泡閃爍，并且可選用的聲音發(fā)生器激活，這些均發(fā)生在與沿絕緣的外部包鞘的長度有關的頻率處。US-A-4241373描述一種開關裝置組件，該開關裝置組件包括真空中斷器、電流轉(zhuǎn)換器以及電容性電壓傳感器，它們?nèi)壳度朐诃h(huán)氧樹脂鑄造的殼體內(nèi)，該環(huán)氧樹脂澆鑄的殼體被安裝至穩(wěn)固接地的支承結(jié)構(gòu)。這種技術的缺點是，它需要將該單元制造成設備包括具有其相關隔離的高電壓導體的鑄造本體的一部分，并且在之后的日子無法實現(xiàn)獨立的電容性元件。US-A-4794331中描述了 一種用于電功率分配系統(tǒng)的電路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。該分配系統(tǒng)包括連接器組件，該連接器組件具有整體形成的測試點，該測試點提供連接器組件內(nèi)的導體的故障電流或電壓損失監(jiān)測。連接器組件包括電路監(jiān)測模塊，該電路監(jiān)測模塊可電容性地耦合至系統(tǒng)導體并耦合至模塊以充當向該模塊提供工作功率的測試點。感測板嵌入在連接器本體中以提供電容性耦合。然而，這種配置的缺點在于，將其實現(xiàn)在已有的裝置中需要更換或增設電纜連接器和槽口。US-A-4794329中描述了 一種指示電路狀態(tài)的指示器設備。該指示器設備監(jiān)測高電壓導體內(nèi)故障電流的發(fā)生，自此指示器設備被掛起。該設備包括在其上端具有一對向外突出的電纜配合部件的殼體。諸配合部件由彈性絕緣材料形成并各自包括向外突出的底部和向內(nèi)突出的端部，所述向內(nèi)突出的端部靠著殼體的后壁配合并保持電纜。指示器設備的工作電能是得自藉由位于毗鄰導體的殼體內(nèi)的金屬板和在殼體下端內(nèi)的金屬環(huán)和導電涂層圍繞導體的電場的電位梯度。在這種配置中，機械穩(wěn)定性受到限制并且不提供任何靜電屏蔽，由此與鄰近結(jié)構(gòu)的干擾和鄰近效應將會是顯著的。該設備不用于確定測量但單純用于提供其在裝在上面的高電壓導體內(nèi)故障電流存在的指示。在US-A-3538440中，描述了一種在已有電纜內(nèi)構(gòu)造電容性元件的方法，該已有電纜包括位于電纜電介質(zhì)的表面水平之下的電極。這種技術的缺點在于，在添加電容性元件過程中必定會對電纜電介質(zhì)造成損害。在許多情形下，電纜電介質(zhì)已經(jīng)很薄，這限制了對于電介質(zhì)中這種干擾能安全地作出的某些情形的適用性。本質(zhì)上，該方法涉及保持輸出電壓恒定的手段，這對于測量設備而言是不理想的。US-A-4121154中描述了一種高電壓測量設備，該測量設備用來測量交流電攜帶線內(nèi)的電壓量。該測量設備使用具有相關聯(lián)的放大器的電容性元件，它在使用時接近高電壓線。提供電壓輸出，該電壓輸出是從已從AC信號轉(zhuǎn)換出的dc信號中得到的。然而，該設備不適于與許多電纜裝置一起使用并且其精度強烈地依賴于對由設備感測到的電場形成干擾的環(huán)境因素。在US-A-4052665中，描述了在已有電纜上構(gòu)建電容性元件的方法，該已有電纜包括夾持在電纜周圍的同心電極。電容性拾取設備被夾持至絕緣導體并得到可測的電壓，該電壓是該導體中脈動的高電壓的幅度的線性函數(shù)，該高電壓具有15 — 40千伏的數(shù)量級，例如內(nèi)燃機的點火系統(tǒng)中遇到的。然而，該方法的缺點在于，當設備永久地連接至絕緣導體時，夾具不管理其邊緣的電場并隨時間流逝本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
用于測量絕緣電纜的電壓的測量裝置，所述絕緣電纜包括至少一個中央導體、圍繞所述至少一個中央導體的第一電介質(zhì)層、圍繞所述第一電介質(zhì)層的半導體層以及圍繞所述半導體層的電纜屏蔽，所述裝置包括：配置在所述電纜周圍的感測電極組件，所述感測電極組件包括連接至所述半導體層的感測電極元件，以使感測電容器是由所述半導體層連同所述至少一個中央導體和至少所述絕緣電纜的所述第一電介質(zhì)層形成；以及連接至所述感測電極元件的電路，其特征在于，所述裝置進一步包括用于定義所述感測電極組件的有效感測面積的配置；所述電路包括電流模式信號調(diào)節(jié)電路，所述電流模式信號調(diào)節(jié)電路的輸入被連接至所述感測電極元件并被定位到所述電流模式信號調(diào)節(jié)電路的電路基準電位，所述電纜屏蔽被連接至所述電路基準電位，所述電流模式信號調(diào)節(jié)電路被配置成通過主動地向零驅(qū)動其輸入阻抗而補償所述半導體層的寄生阻抗。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：T·德萊貝爾，E·莞德威克爾，
申請(專利權)人：妍迪思公司，魯汶天主教大學，
類型：
國別省市：
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