本發(fā)明涉及一種變壓器類繞組暫態(tài)電壓測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)：

變壓器類繞組電壓分布的測量目前多采用直接測量法，即電壓探頭與繞組導(dǎo)線直接連接。該方法方便、直接，但也存在明顯的缺點：首先，測量引線的接入會改變繞組結(jié)構(gòu)和分布參數(shù)，導(dǎo)致暫態(tài)過程發(fā)生變化，使得測量結(jié)果與真實情況不符；其次，測量引線的安裝需要破壞繞組的絕緣層，使得繞組絕緣結(jié)構(gòu)受損。盡管有部分學(xué)者利用普克爾效應(yīng)傳感器測量繞組電位分布，但該方法的直接測量參數(shù)為電場強(qiáng)度，測量過程復(fù)雜，測量精度不高。利用電容傳感器的非接觸式測量方法可實現(xiàn)無介入測量。

專利文獻(xiàn)CN103091541 A公開的一種利用智能變電站二次暫態(tài)電壓測量裝置的變電站二次暫態(tài)電壓測量方法，所述智能變電站二次暫態(tài)電壓測量裝置，包括電壓互感器(1)、電壓測量探頭(2)、示波器(3)、光纖收發(fā)器(4)和電腦(5)，其中，所述電壓互感器(1)的一次線圈接高壓線路，電壓互感器(1)的二次線圈通過電壓測量探頭(2)連接示波器(3)，所述示波器(3)通過光纖收發(fā)器(4)連接電腦(5)，所述智能變電站二次暫態(tài)電壓測量裝置還包括第一屏蔽箱(6)和第二屏蔽箱(7)，所述電壓測量探頭(2)位于第一屏蔽箱(6)內(nèi)，示波器(3)位于第二屏蔽箱(7)內(nèi)；利用智能變電站二次暫態(tài)電壓測量裝置的變電站二次暫態(tài)電壓測量方法，包括如下步驟：步驟1：當(dāng)變電站開關(guān)投切時在電壓互感器(1)二次線圈側(cè)產(chǎn)生暫態(tài)騷擾電壓；步驟2：電壓測量探頭(2)感應(yīng)到電壓互感器(1)二次線圈的二次暫態(tài)騷擾電壓信號；步驟3：電腦(5)向示波器(3)發(fā)出指令，控制示波器(3)接收電壓測量探頭(2)感應(yīng)到的二次暫態(tài)騷擾電壓信號；步驟4：所述示波器(3)表征出二次暫態(tài)騷擾電壓信號的波形，并將該波形信號通過光纖收發(fā)器(4)傳輸給電腦(5)；步驟5：電腦(5)對接收到得波形信號進(jìn)行分析，得出二次暫態(tài)騷擾電壓波形、幅值和頻率的特性參數(shù)；所述電壓測量探頭(2)和示波器(3)之間通過電纜連接，所述電壓測量探頭(2)與電壓互感器(1)的二次線圈之間也通過電纜連接，所述電纜均包裹有錫箔紙；所述電壓測量探頭(2)和示波器(3)之間的電纜長度范圍為0.5～2m，所述電壓測量探頭(2)與電壓互感器(1)的二次線圈之間的電纜長度為0.5～1m，所述光纖收發(fā)器(4)和示波器(3)之間通過光纖連接，所述光纖收發(fā)器(4)和示波器(3)之間連接光纖的距離為150～250m；所述電壓測量探頭(2)的帶寬為50MHz，電壓測量探頭(2)的電壓測量范圍在0～30kV；所述示波器(3)的帶寬為500MHz，示波器(3)的存儲深度為125MB；所述第一屏蔽箱(6)和第二屏蔽箱(7)的屏蔽效果在50dB以上；上述電壓測量探頭(2)和示波器(3)之間的電纜為兩端是BNC型接頭的連接電纜，并用錫箔紙將連接電纜包裹，示波器(3)采用蓄電池加逆變器的供電方法，蓄電池與逆變器也置于第二屏蔽箱(7)內(nèi)。該專利能測量智能變電站內(nèi)的二次暫態(tài)電壓，但該專利結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法測量變壓器類繞組電壓分布，無法可拆卸地在期望位置快速測量電壓分布。

專利文獻(xiàn)CN103486956A公開的一種實現(xiàn)高精度測量豎直移動方向的裝置包括電容傳感器和精密變壓器電橋；所述電容傳感器的高電位電極和指零電極分別與所述精密變壓器電橋連接；所述指零電極與豎直移動裝置固定連接；所述指零電極與高電位電極之間電容量的變化能夠指示出豎直移動裝置的移動方向是否為鉛垂方向；其中，所述高電位電極采用鉛垂的漆包線，所述漆包線的下端通過帶屏蔽的測量線與所述精密變壓器電橋連接，在所述漆包線的下端懸掛有重錘。該專利測量移動方向與鉛垂方向偏離的精度高，但該專利無法可拆卸地在期望位置快速測量電壓分布。

專利文獻(xiàn)CN203396846U公開的一種基于阻抗分析儀的多極板電容在線測量系統(tǒng)由多極板電容傳感器、基于ARM的多路切換系統(tǒng)、WK65120B型阻抗分析儀、計算機(jī)，一條串口線，一條GPIB總線，一條雙向四端口BNC線組成；多極板電容傳感器連接基于ARM的多路切換系統(tǒng)，基于ARM的多路切換系統(tǒng)通過雙向四端口BNC線連接WK65120B型阻抗分析儀，WK65120B型阻抗分析儀通過GPIB總線連接計算機(jī)，基于ARM的多路切換系統(tǒng)通過串口線連接計算機(jī)。該專利通過控制多路切換系統(tǒng)及阻抗分析儀完成測量，很好的提高了測量速度，但該專利無法變壓器類繞組電壓分布，無法可拆卸地在期望位置快速測量電壓分布且無法準(zhǔn)確固定在期望的測量位置，所以測量精度不高。

目前受經(jīng)濟(jì)條件限制，不同餅間距的變壓器類繞組往往采用同一油箱進(jìn)行電壓分布的測量，因此，與線餅一一對應(yīng)的電容傳感器存在根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)間距的需求，提出一種既符合實際工況又易于安裝測量的可調(diào)節(jié)間距的傳感器裝置顯得十分必要。

在背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明實施提供了一種適用于測量不同餅間距的變壓器類繞組的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置及其測量方法，尤其是適用于在同一油箱的不同餅間距的變壓器類繞組，該測量裝置結(jié)構(gòu)簡單、方便裝卸、可滑動地測量不同位置的電壓分布，通過可移動固定本發(fā)明的測量裝置顯著提高了測量效率和測量精度，且便于廣泛推廣。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

本發(fā)明的一個方面，一種可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置包括L形滑軌和滑塊，所述L形滑軌在其長邊的上表面設(shè)有縱向延伸的第一凹槽和刻度表，所述滑塊的中部固定有電容傳感器，所述電容傳感器包括感應(yīng)電極、絕緣薄膜和BNC接頭，所述BNC接頭的金屬導(dǎo)桿與感應(yīng)電極直接接觸，所述感應(yīng)電極設(shè)在所述絕緣薄膜上，當(dāng)所述滑塊跨接在所述L形滑軌的長邊時，所述BNC接頭可移動地容納在所述第一凹槽中。

優(yōu)選地，所述L形滑軌在其長邊的側(cè)表面設(shè)有縱向延伸的第二凹槽，所述滑塊設(shè)有勾腳和固定裝置，當(dāng)所述滑塊跨接在所述L形滑軌的長邊時，所述勾腳可移動地容納在所述第二凹槽中，當(dāng)BNC接頭到達(dá)刻度表的期望位置后，所述固定裝置固定所述滑塊和所述L形滑軌。

優(yōu)選地，所述L形滑軌的短邊設(shè)有用于固定所述L形滑軌到被測量設(shè)備的固定件。

優(yōu)選地，所述固定裝置包括帶有螺桿的固定板和螺母，當(dāng)BNC接頭到達(dá)刻度表的期望位置后，通過相對于螺桿旋轉(zhuǎn)螺母使得所述固定板抵靠所述L形滑軌以緊固所述滑塊和所述L形滑軌。

優(yōu)選地，所述第一凹槽為略大于所述BNC接頭的方槽。

優(yōu)選地，所述固定件為多個固定孔，所述L形滑軌在其長邊的兩個側(cè)表面分別設(shè)有縱向延伸的第二凹槽。

優(yōu)選地，感應(yīng)電極由銅制成，所述絕緣薄膜為帶膠的聚酰亞胺薄膜。

優(yōu)選地，所述聚酰亞胺薄膜表面面積略小于滑塊水平表面面積，感應(yīng)電極表面面積略小于聚酰亞胺薄膜的表面面積。

本發(fā)明的另一個方面，一種利用所述的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的測量方法的步驟包括。

在第一步驟中：固定所述L形滑軌到被測量設(shè)備上。

在第二步驟中：所述滑塊跨接在所述L形滑軌的長邊上，在所述第一凹槽中移動所述BNC接頭到期望位置。

優(yōu)選地，在第二步驟中：所述滑塊跨接在所述L形滑軌的長邊上，勾腳可移動地容納在第二凹槽中以保證滑塊與所述L形滑軌保持垂直，當(dāng)BNC接頭到達(dá)期望位置后，通過相對于螺桿旋轉(zhuǎn)螺母使得所述固定板抵靠所述L形滑軌以緊固所述滑塊和所述L形滑軌。

本發(fā)明的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置適用于測量不同餅間距的變壓器類繞組，尤其是適用于在同一油箱的不同餅間距的變壓器類繞組，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、方便裝卸、可滑動地測量不同位置的電壓分布，通過可移動固定本發(fā)明的測量裝置顯著提高了測量效率和測量精度，且便于廣泛推廣。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本發(fā)明的技術(shù)手段更加清楚明白，達(dá)到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說明書的內(nèi)容予以實施的程度，并且為了能夠讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，下面以本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行舉例說明。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選的具體實施方式中的詳細(xì)描述，本發(fā)明各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。說明書附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個附圖中，用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。

在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的L形滑軌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中部虛線圈處電容傳感器的截面示意圖；

圖4是圖2右側(cè)虛線圈處固定裝置的截面示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的當(dāng)滑塊跨接在L形滑軌時的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的測量方法的步驟示意圖。

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的具體實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

需要說明的是，在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，技術(shù)人員可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名詞的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。說明書后續(xù)描述為實施本發(fā)明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。

為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例為例做進(jìn)一步的解釋說明，且各個附圖并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

本發(fā)明的一種可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置包括L形滑軌1和滑塊6，所述L形滑軌1在其長邊的上表面設(shè)有縱向延伸的第一凹槽5和刻度表2，所述滑塊6的中部固定有電容傳感器，所述電容傳感器包括感應(yīng)電極8、絕緣薄膜9和BNC接頭7，所述BNC接頭7的金屬導(dǎo)桿與感應(yīng)電極8直接接觸，所述感應(yīng)電極8設(shè)在所述絕緣薄膜9上，當(dāng)所述滑塊6跨接在所述L形滑軌1的長邊時，所述BNC接頭7可移動地容納在所述第一凹槽5中。

本發(fā)明的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置適用于利用同一油箱進(jìn)行測量不同餅間距的變壓器類繞組，簡單易行、測量效率高、測量精度準(zhǔn)且便于廣泛推廣。

為了更好地理解，圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的L形滑軌的結(jié)構(gòu)示意圖，在本實施例中，公開了測量1000kV特高壓變壓器線圈沖擊電壓分布的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置，L形滑軌1縱向中部存在略大于BNC接頭7的如方槽的第一凹槽5，以容納BNC接頭7。采用邊長為17mm的常規(guī)BNC接頭7時，選取方槽寬20mm。L形滑軌1的長邊與如油箱的被測量設(shè)備的高度相同，為310cm，第一凹槽5長與繞組高度相同，為250cm。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的是，所述L形滑軌1在其長邊的側(cè)表面設(shè)有縱向延伸的第二凹槽3以方便滑塊6的滑動與固定。

在一個實施例中，圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖，所述滑塊6設(shè)有勾腳13和固定裝置，當(dāng)所述滑塊6跨接在所述L形滑軌1的長邊時，所述勾腳13可移動地容納在所述第二凹槽3中，當(dāng)BNC接頭7到達(dá)刻度表2的期望位置后，所述固定裝置固定所述滑塊6和所述L形滑軌1。

在一個實施例中，滑塊6可跨接于L形滑軌1，并可以通過擰緊固定螺栓11及固定板10固定于金屬滑軌。螺桿11可于固定板10內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。勾腳13的長度與角度與第二凹槽3相配合，可以防止滑塊未固定時過易脫落的現(xiàn)象，同時可以保證滑塊固定時與滑軌保持垂直狀態(tài)。

在一個實施例中，所述L形滑軌1的短邊設(shè)有用于固定所述L形滑軌1到被測量設(shè)備的固定件4。例如，可通過固定件4將L形滑軌1固定于變壓器殼體上。

圖3是圖2中部虛線圈處電容傳感器的截面示意圖，從圖3可看出，BNC接頭7通過螺絲固定于滑塊6上。圖4是圖2右側(cè)虛線圈處固定裝置的截面示意圖，在一個實施例中，所述固定裝置包括帶有螺桿12的固定板10和螺母11，當(dāng)BNC接頭7到達(dá)刻度表2的期望位置后，通過相對于螺桿12旋轉(zhuǎn)螺母11使得所述固定板10抵靠所述L形滑軌1以緊固所述滑塊6和所述L形滑軌1。

在一個實施例中，所述第一凹槽5為略大于所述BNC接頭7的方槽。

在一個實施例中，所述固定件4為多個固定孔，所述L形滑軌1在其長邊的兩個側(cè)表面分別設(shè)有縱向延伸的第二凹槽3。

在一個實施例中，感應(yīng)電極8由銅制成，所述絕緣薄膜9為帶膠的聚酰亞胺薄膜，所述絕緣薄膜9需采用介電常數(shù)大、電氣性能穩(wěn)定的帶膠聚酰亞胺薄膜。

在一個實施例中，所述聚酰亞胺薄膜表面面積略小于滑塊6水平表面面積，感應(yīng)電極8表面面積略小于聚酰亞胺薄膜的表面面積。例如，滑塊6水平表面面積為55mm*15mm，帶膠聚酰亞胺薄膜規(guī)格為53mm*13mm*0.1mm，如銅薄膜的感應(yīng)電極8規(guī)格為50mm*10*0.05mm。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的當(dāng)滑塊跨接在L形滑軌時的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)所述滑塊6跨接在所述L形滑軌1的長邊時，所述勾腳13可移動地容納在所述第二凹槽3中，當(dāng)BNC接頭7到達(dá)刻度表2的期望位置后，所述固定裝置固定所述滑塊6和所述L形滑軌1。

圖6為本發(fā)明的一個實施例的利用所述的可手動調(diào)節(jié)的滑軌式耦合電容傳感器測量裝置的測量方法的步驟示意圖。

如圖6所示，測量方法的步驟包括：

在第一步驟S1中：固定所述L形滑軌1到被測量設(shè)備上。

在第二步驟S2中：所述滑塊6跨接在所述L形滑軌1的長邊上，在所述第一凹槽5中移動所述BNC接頭7到期望位置。

在一個實施例中，在第二步驟S2中：所述滑塊6跨接在所述L形滑軌1的長邊上，勾腳13可移動地容納在第二凹槽3中以保證滑塊6與所述L形滑軌1保持垂直，當(dāng)BNC接頭7到達(dá)期望位置后，通過相對于螺桿12旋轉(zhuǎn)螺母11使得所述固定板10抵靠所述L形滑軌1以緊固所述滑塊6和所述L形滑軌1。

本發(fā)明的測量方法解決了目前變壓器類繞組電壓分布的測量弊端，本發(fā)明提著重適用于同一油箱的不同餅間距的變壓器類繞組，節(jié)約實驗成本，簡單易行、便于廣泛推廣。

盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下和在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護(hù)之列。