可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置及测量方法与流程

本发明涉及一种变压器类绕组暂态电压测量技术领域，特别是一种可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置及其测量方法。

背景技术：

变压器类绕组电压分布的测量目前多采用直接测量法，即电压探头与绕组导线直接连接。该方法方便、直接，但也存在明显的缺点：首先，测量引线的接入会改变绕组结构和分布参数，导致暂态过程发生变化，使得测量结果与真实情况不符；其次，测量引线的安装需要破坏绕组的绝缘层，使得绕组绝缘结构受损。尽管有部分学者利用普克尔效应传感器测量绕组电位分布，但该方法的直接测量参数为电场强度，测量过程复杂，测量精度不高。利用电容传感器的非接触式测量方法可实现无介入测量。

专利文献CN103091541 A公开的一种利用智能变电站二次暂态电压测量装置的变电站二次暂态电压测量方法，所述智能变电站二次暂态电压测量装置，包括电压互感器(1)、电压测量探头(2)、示波器(3)、光纤收发器(4)和电脑(5)，其中，所述电压互感器(1)的一次线圈接高压线路，电压互感器(1)的二次线圈通过电压测量探头(2)连接示波器(3)，所述示波器(3)通过光纤收发器(4)连接电脑(5)，所述智能变电站二次暂态电压测量装置还包括第一屏蔽箱(6)和第二屏蔽箱(7)，所述电压测量探头(2)位于第一屏蔽箱(6)内，示波器(3)位于第二屏蔽箱(7)内；利用智能变电站二次暂态电压测量装置的变电站二次暂态电压测量方法，包括如下步骤：步骤1：当变电站开关投切时在电压互感器(1)二次线圈侧产生暂态骚扰电压；步骤2：电压测量探头(2)感应到电压互感器(1)二次线圈的二次暂态骚扰电压信号；步骤3：电脑(5)向示波器(3)发出指令，控制示波器(3)接收电压测量探头(2)感应到的二次暂态骚扰电压信号；步骤4：所述示波器(3)表征出二次暂态骚扰电压信号的波形，并将该波形信号通过光纤收发器(4)传输给电脑(5)；步骤5：电脑(5)对接收到得波形信号进行分析，得出二次暂态骚扰电压波形、幅值和频率的特性参数；所述电压测量探头(2)和示波器(3)之间通过电缆连接，所述电压测量探头(2)与电压互感器(1)的二次线圈之间也通过电缆连接，所述电缆均包裹有锡箔纸；所述电压测量探头(2)和示波器(3)之间的电缆长度范围为0.5～2m，所述电压测量探头(2)与电压互感器(1)的二次线圈之间的电缆长度为0.5～1m，所述光纤收发器(4)和示波器(3)之间通过光纤连接，所述光纤收发器(4)和示波器(3)之间连接光纤的距离为150～250m；所述电压测量探头(2)的带宽为50MHz，电压测量探头(2)的电压测量范围在0～30kV；所述示波器(3)的带宽为500MHz，示波器(3)的存储深度为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；上述电压测量探头(2)和示波器(3)之间的电缆为两端是BNC型接头的连接电缆，并用锡箔纸将连接电缆包裹，示波器(3)采用蓄电池加逆变器的供电方法，蓄电池与逆变器也置于第二屏蔽箱(7)内。该专利能测量智能变电站内的二次暂态电压，但该专利结构复杂，无法测量变压器类绕组电压分布，无法可拆卸地在期望位置快速测量电压分布。

专利文献CN103486956A公开的一种实现高精度测量竖直移动方向的装置包括电容传感器和精密变压器电桥；所述电容传感器的高电位电极和指零电极分别与所述精密变压器电桥连接；所述指零电极与竖直移动装置固定连接；所述指零电极与高电位电极之间电容量的变化能够指示出竖直移动装置的移动方向是否为铅垂方向；其中，所述高电位电极采用铅垂的漆包线，所述漆包线的下端通过带屏蔽的测量线与所述精密变压器电桥连接，在所述漆包线的下端悬挂有重锤。该专利测量移动方向与铅垂方向偏离的精度高，但该专利无法可拆卸地在期望位置快速测量电压分布。

专利文献CN203396846U公开的一种基于阻抗分析仪的多极板电容在线测量系统由多极板电容传感器、基于ARM的多路切换系统、WK65120B型阻抗分析仪、计算机，一条串口线，一条GPIB总线，一条双向四端口BNC线组成；多极板电容传感器连接基于ARM的多路切换系统，基于ARM的多路切换系统通过双向四端口BNC线连接WK65120B型阻抗分析仪，WK65120B型阻抗分析仪通过GPIB总线连接计算机，基于ARM的多路切换系统通过串口线连接计算机。该专利通过控制多路切换系统及阻抗分析仪完成测量，很好的提高了测量速度，但该专利无法变压器类绕组电压分布，无法可拆卸地在期望位置快速测量电压分布且无法准确固定在期望的测量位置，所以测量精度不高。

目前受经济条件限制，不同饼间距的变压器类绕组往往采用同一油箱进行电压分布的测量，因此，与线饼一一对应的电容传感器存在根据绕组结构调节间距的需求，提出一种既符合实际工况又易于安装测量的可调节间距的传感器装置显得十分必要。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明实施提供了一种适用于测量不同饼间距的变压器类绕组的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置及其测量方法，尤其是适用于在同一油箱的不同饼间距的变压器类绕组，该测量装置结构简单、方便装卸、可滑动地测量不同位置的电压分布，通过可移动固定本发明的测量装置显著提高了测量效率和测量精度，且便于广泛推广。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置包括L形滑轨和滑块，所述L形滑轨在其长边的上表面设有纵向延伸的第一凹槽和刻度表，所述滑块的中部固定有电容传感器，所述电容传感器包括感应电极、绝缘薄膜和BNC接头，所述BNC接头的金属导杆与感应电极直接接触，所述感应电极设在所述绝缘薄膜上，当所述滑块跨接在所述L形滑轨的长边时，所述BNC接头可移动地容纳在所述第一凹槽中。

优选地，所述L形滑轨在其长边的侧表面设有纵向延伸的第二凹槽，所述滑块设有勾脚和固定装置，当所述滑块跨接在所述L形滑轨的长边时，所述勾脚可移动地容纳在所述第二凹槽中，当BNC接头到达刻度表的期望位置后，所述固定装置固定所述滑块和所述L形滑轨。

优选地，所述L形滑轨的短边设有用于固定所述L形滑轨到被测量设备的固定件。

优选地，所述固定装置包括带有螺杆的固定板和螺母，当BNC接头到达刻度表的期望位置后，通过相对于螺杆旋转螺母使得所述固定板抵靠所述L形滑轨以紧固所述滑块和所述L形滑轨。

优选地，所述第一凹槽为略大于所述BNC接头的方槽。

优选地，所述固定件为多个固定孔，所述L形滑轨在其长边的两个侧表面分别设有纵向延伸的第二凹槽。

优选地，感应电极由铜制成，所述绝缘薄膜为带胶的聚酰亚胺薄膜。

优选地，所述聚酰亚胺薄膜表面面积略小于滑块水平表面面积，感应电极表面面积略小于聚酰亚胺薄膜的表面面积。

本发明的另一个方面，一种利用所述的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的测量方法的步骤包括。

在第一步骤中：固定所述L形滑轨到被测量设备上。

在第二步骤中：所述滑块跨接在所述L形滑轨的长边上，在所述第一凹槽中移动所述BNC接头到期望位置。

优选地，在第二步骤中：所述滑块跨接在所述L形滑轨的长边上，勾脚可移动地容纳在第二凹槽中以保证滑块与所述L形滑轨保持垂直，当BNC接头到达期望位置后，通过相对于螺杆旋转螺母使得所述固定板抵靠所述L形滑轨以紧固所述滑块和所述L形滑轨。

本发明的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置适用于测量不同饼间距的变压器类绕组，尤其是适用于在同一油箱的不同饼间距的变压器类绕组，本发明结构简单、方便装卸、可滑动地测量不同位置的电压分布，通过可移动固定本发明的测量装置显著提高了测量效率和测量精度，且便于广泛推广。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的L形滑轨的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的滑块的结构示意图；

图3是图2中部虚线圈处电容传感器的截面示意图；

图4是图2右侧虚线圈处固定装置的截面示意图；

图5是根据本发明一个实施例的当滑块跨接在L形滑轨时的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的使用可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的测量方法的步骤示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

本发明的一种可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置包括L形滑轨1和滑块6，所述L形滑轨1在其长边的上表面设有纵向延伸的第一凹槽5和刻度表2，所述滑块6的中部固定有电容传感器，所述电容传感器包括感应电极8、绝缘薄膜9和BNC接头7，所述BNC接头7的金属导杆与感应电极8直接接触，所述感应电极8设在所述绝缘薄膜9上，当所述滑块6跨接在所述L形滑轨1的长边时，所述BNC接头7可移动地容纳在所述第一凹槽5中。

本发明的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置适用于利用同一油箱进行测量不同饼间距的变压器类绕组，简单易行、测量效率高、测量精度准且便于广泛推广。

为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的L形滑轨的结构示意图，在本实施例中，公开了测量1000kV特高压变压器线圈冲击电压分布的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置，L形滑轨1纵向中部存在略大于BNC接头7的如方槽的第一凹槽5，以容纳BNC接头7。采用边长为17mm的常规BNC接头7时，选取方槽宽20mm。L形滑轨1的长边与如油箱的被测量设备的高度相同，为310cm，第一凹槽5长与绕组高度相同，为250cm。

本发明实施例优选的是，所述L形滑轨1在其长边的侧表面设有纵向延伸的第二凹槽3以方便滑块6的滑动与固定。

在一个实施例中，图2是根据本发明一个实施例的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的滑块的结构示意图，所述滑块6设有勾脚13和固定装置，当所述滑块6跨接在所述L形滑轨1的长边时，所述勾脚13可移动地容纳在所述第二凹槽3中，当BNC接头7到达刻度表2的期望位置后，所述固定装置固定所述滑块6和所述L形滑轨1。

在一个实施例中，滑块6可跨接于L形滑轨1，并可以通过拧紧固定螺栓11及固定板10固定于金属滑轨。螺杆11可于固定板10内自由旋转。勾脚13的长度与角度与第二凹槽3相配合，可以防止滑块未固定时过易脱落的现象，同时可以保证滑块固定时与滑轨保持垂直状态。

在一个实施例中，所述L形滑轨1的短边设有用于固定所述L形滑轨1到被测量设备的固定件4。例如，可通过固定件4将L形滑轨1固定于变压器壳体上。

图3是图2中部虚线圈处电容传感器的截面示意图，从图3可看出，BNC接头7通过螺丝固定于滑块6上。图4是图2右侧虚线圈处固定装置的截面示意图，在一个实施例中，所述固定装置包括带有螺杆12的固定板10和螺母11，当BNC接头7到达刻度表2的期望位置后，通过相对于螺杆12旋转螺母11使得所述固定板10抵靠所述L形滑轨1以紧固所述滑块6和所述L形滑轨1。

在一个实施例中，所述第一凹槽5为略大于所述BNC接头7的方槽。

在一个实施例中，所述固定件4为多个固定孔，所述L形滑轨1在其长边的两个侧表面分别设有纵向延伸的第二凹槽3。

在一个实施例中，感应电极8由铜制成，所述绝缘薄膜9为带胶的聚酰亚胺薄膜，所述绝缘薄膜9需采用介电常数大、电气性能稳定的带胶聚酰亚胺薄膜。

在一个实施例中，所述聚酰亚胺薄膜表面面积略小于滑块6水平表面面积，感应电极8表面面积略小于聚酰亚胺薄膜的表面面积。例如，滑块6水平表面面积为55mm*15mm，带胶聚酰亚胺薄膜规格为53mm*13mm*0.1mm，如铜薄膜的感应电极8规格为50mm*10*0.05mm。

图5是根据本发明一个实施例的当滑块跨接在L形滑轨时的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的结构示意图，当所述滑块6跨接在所述L形滑轨1的长边时，所述勾脚13可移动地容纳在所述第二凹槽3中，当BNC接头7到达刻度表2的期望位置后，所述固定装置固定所述滑块6和所述L形滑轨1。

图6为本发明的一个实施例的利用所述的可手动调节的滑轨式耦合电容传感器测量装置的测量方法的步骤示意图。

如图6所示，测量方法的步骤包括：

在第一步骤S1中：固定所述L形滑轨1到被测量设备上。

在第二步骤S2中：所述滑块6跨接在所述L形滑轨1的长边上，在所述第一凹槽5中移动所述BNC接头7到期望位置。

在一个实施例中，在第二步骤S2中：所述滑块6跨接在所述L形滑轨1的长边上，勾脚13可移动地容纳在第二凹槽3中以保证滑块6与所述L形滑轨1保持垂直，当BNC接头7到达期望位置后，通过相对于螺杆12旋转螺母11使得所述固定板10抵靠所述L形滑轨1以紧固所述滑块6和所述L形滑轨1。

本发明的测量方法解决了目前变压器类绕组电压分布的测量弊端，本发明提着重适用于同一油箱的不同饼间距的变压器类绕组，节约实验成本，简单易行、便于广泛推广。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。