Устройство для измерения переменного напряжения в ячейке высоковольтного распредустройства

 

ОПИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

CoIo3 Соввтсиих

Сориа тичиик

Республик (»)980638 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 21.03 ° 79 (21) 274Я98/18-21 (23) Приоритет — . (32) 23 ° 83.78 (31) З206/78 (33) Швейцария

Опубликовано 07 ° 12 82 ° Бюллетень М 45 (51) М. Кл.

G 01 R 15/06

//Н 01 С 40/04

Гееудаустаеккьж квинтет

СССР (53) УДК 621. 317 ° .7(088.8) . IIo делам кэфбрвтвккй к еткрытик

Дата опубликования описания 07.12.82

Иностранец

Андреас Зигенталер (Швейцария) (72) Автор е изобретении

Иностранные фирмы

"ББЦ АГ БРАУН" и "БОВЕРИ унд Ко." (Швейцария) (71) Заявитель (54:) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ЯЧЕЙКЕ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РАСПРЕДУСТРОЙСТВА

Изобретение относится к электро-, измерительной технике и предназначено для использования на электрических станциях и подстанциях высокого напряжения.

Известно устройство для измерения .переменного напряжения на высоковольт ной электроустановке, выполненное на основе емкостного делителя напряжения пассивного типа и содержащее, в частности, вакуумированный стеклянный корпус, в котором установлены конденсаторы высокого и низкого напряжений, образоввыные тремя коаксиально расположенными цилиндрическими металлическими электродами (1 ).

Недостаток устройства связан со значительными погрешностями измерения, обусловленными влиянием паразитных емкостей изоляции и соединительного кабеля, отходящего от средней точки делителя напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения переменного напряжения в ячейке высоковольтного распредустройства, содержащее заземленный металлический корпус, заполненный газообразным изолирующим веществом, конденсатор высокого напря- жения с высоковольтным электродом, являющимся токопроводом ячейки, и измерительным электродом, установленным на изоляторе, конденсатор -низщ кого напряжения, включенный последовательно с конденсатором высокого напряжения и введенный в цепь обратной связи усилителя, соединенного по входу кабелем с измерительным электродом конденсатора высокого напряжения,. блок питания усилителе 23

В устройстве ток, отбираемый конденсатором высокого напряжения, компенсируется конденсатором низкого напряжения так что напряжение на входе усилителя стремится к.нулю.

Подобный емкостной делитель напряжения активного типа обеспечивает измерение напряжения, почти не зависи3 98063 мое от влияния паразитных емкостей изоляции и соединительного кабеля(21.

Однако постоянство соотношения емкостей конденсаторов делителя, которым определяется точность иэмере5 ния, зависит в данном устройстве еще от давления и температуры газообразного изолирующего вещества. В связи с этим при практическом применении устройства опять же наблюдаются суще ственные отклонения результатов измерения от истинных значений контролируемого напряжения, Цель изобретения - повышение точности измерения переменного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения переменного напряжения в ячейке высоковольтного распредустройства, содержащем заземленный металлический корпус, заполненный газообразным изолирующим веществом, конденсатор высокого напряжения с высоковольтным электродом, являющимся токопроводом ячейки, и измерительным электродом, установленным на изоляторе, конденсатор низкого напряжения, включенный псгследовательно с конденсатором высокого напряжения и введенный в цепь обратной связи усилителя, соединенного пс входу кабелем с измерительным электродом конденсатора высокого напряжения, блок питания усилителя, конденсатор низкого напряжения расположен в,трубчатом ответвлении метал

35 лического корпуса, один из электродов конденсатора низкого напряжения, являющийся одновременно измерительным электродом конденсатора вь1сокого наео пряжения, снабжен отверстием, причем его установочный изолятор выполнен кольцеобразным, образующим совместно с пластиной металлического корпуса глухой фланец трубчатого ответвления, 4S а блок питания усилителя реализован с использованием размещенных внутри металлического корпуса последовательно включенных дополнительного конденсатора высокого напряжения, связанного с токопроводом ячейки, и трансформатора с коэффициентом трансформации, большим единицы.

На чертеже представлено устройство общий вид, разрез (перпендикулярный продольной оси токопровода ячейки рас 5 предустройства).

На чертеже схематически изображены лишь усилитель и его блок питания, 8 4 а регистрирующий прибор в целях упрощения не показан.

° Токопровод 1 введен в заземленный металлический корпус 2 ячейки распредустройства; заполненный газообразным изолирующим веществом, например, элегазом. Токопровод 1 является высоковольтным электродом, а металлический цилиндр 3 совместно с цилиндрическим сегментом 4 — измерительным электродом конденсатора 5 высокого напряжения. Измерительный электрод и металлический цилиндр 6 составляют конденсатор 7 низкого напряжения. Оба электрода последнего выполнены вращательно симметричными относительно оси, проходящей перпендикулярно к продольной оси токопровода 1. Цилиндрические конструкции электродов имеют различные диаметры и противостоят друг другу своими торцами, на которых предусмотрены закрытые кольцеобраэные углубления 8, рассчитанные таким образом, чтобы цилиндр с меньшим диаметром без касания вдвигался в цилиндр с большим диаметром. Оба цилиндра устанавлива ются посредством дискового 9 и кольце-вого 10 изоляторов, которые, в свою очередь, укреплены на пластине 11 металлического корпуса 2. В цилиндре 3, имеющем больший диаметр, выполнено отверстие 12, через которое изолирующий газ может входить в углубления 8 и выходить из них. Изолятор 10 служит глухим закрывающим фланцем для трубчатого ответвления

13. Цилиндр 3 через проходной изолятор 14 и экранированный кабель 15 соединен с входом предусилителя 16.

Цилиндр 6 через проходной изолятор

17 и экранированный кабель 18 подключен к,вторичной обмотке регулируемого трансформатора 19, включенного после предусилителя 16 и незаземленного" трансформатора 20. Предусилитель

16 и трансформаторы 19 и 20 являются составными элементами усилителя 21.

В состав блока питания 22 усилителя

21 входят размещенные в металлическом корпусе 2 дополнительный конденсатор

23 высокого напряжения, трансформатор

24 и стабилитрон 25, а -гакже расположенные вне корпуса 2 выпрямительные диоды 26 и 27 и сглаживающие конденсаторы 28 и 29; Связь вторичной обмот ки -трансформатора 25 с выпрямительным узлом осуществлена через проход-.. ные изоляторы 30 и 31.

5 98063

Уст рой ст во работ ает следующим образом.

Ток, отбираемый конденсатором 5 высокого напряжения, компенсируется конденсатором 7 низкого напряжения, 5 введенным в цепь обратной связи усилителя 21. В связи с этим напряжение на входе последнего оказывается близким к нулю. После усиления в пред усилителе 16 к вторичной обмотке незаземленного трансформатора 20 прикладывается напряжение 0, которое приблизительно в С„/С раз кратно измеряемому напряжению U „ (< и С емкости конденсаторов высокого 5 напряжения и низкого 7 напряжения).

Паразитные емкости изоляции и соединительного кабеля 18 не влияют на результат измерения, поскольку напряжения на них, благодаря обратной связи, отсутствуют. Разделение установочного изолятора на дисковую 9 и кольцевую 10 части еще более способствует предотвращению полей рассеивания от электрода к электроду. Оба

25 конденсатора делителя напряжения состоят почти исключительно из участков газа. Геометрические размеры газовых участков при колебаниях температуры и давления остаются практичес- Зв ки постоянными, а изменение диэлектрической постоянной газа в обоих конденсаторах происходит почти идентично. В связи с этим передаточное отношение С /С„ устройства остается 35 в любом случае неизменным и искажений результатов измерений в рабочих диапазонах температуры и давления не наблюдается.

Уменьшение передаточного отноше- 40 ния С /С„ и вместе с тем упрощение конструкции конденсатора 7 низкого напряжения достигаются вследствие того, что трансформатор 19 питает конденсатор 7 напряжением, много- 45 кратно (например десятикратно) превышающим напряжение U . При этом регулирование трансформатора 19 осуществляется до соответствия напряжения

U установленному коэффициенту транс so формации.

8 6

Формула изобретения

Устройство для измерения переменного напряжения в ячейке высоковольтного распредустройства, содержащее заземленный металлический корпус, заполненный газообразным изолирующим веществом, конденсатор высокого напряжения с высоковольтным электродом, являющися токопроводом ячейки, и изме рительным электродом, установленным на изоляторе,.конденсатор низкого напряжения, включенный последовательно с конденсатором высокого напряжения и введенный в цепь обратной свя- зи усилителя, соединенного по входу кабелем с измерительным электродом конденсатора высокого напряжения, блок питания усилителя, о т л-и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, конденсатор низкого напряжения расположен в трубчатом ответвлении металлического . корпуса, один из электродов конденсатора низкого напряжения, являющийся одновременно измерительным электродом кконденсатора высокого напряжения, снабжен отверстием, причем его установочный изолятор выполнен кольцеобразным, образующим совместно .с пластиной металлического корпуса глухой фланец трубчатого ответвления, а блок питания усилителя реализован с использованием размещенных внутри металлического корпуса последовательно включенных дополнительного конденсатора высокого напряжения, связанного с токопроводом ячейки, и трансформатора с коэффициентом трансформации, большим единицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шваб А. Измерения на высоком напряжении. М., "Энергия", 1973, с. 59-60.

2. Groenenboom M., Spoorenberg

Н.А,J.М. The ESPOM а сарас1torconpled electronic чо1йаое transformer. "Smit Nijmegen Electrotechnische

Fabrieken N.×", 1969, И 4, S 4, Fig 1. S ° 9, Fig 9 (прототип).

9&0638

Составитель Л. Морозев

Ф

Редактор. Е. Лушникова Техред С.Мигунова Корректор О. Билак еееюаеевееее ее Ф ЮЮ е е

Заказ 9405/5) Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб,, д. 4/5 В филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4