专利名称：Gis二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统与方法
技术领域：
本发明属于骚扰电压和骚扰电流测量领域，特别涉及GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统与方法，尤其涉及复杂电磁环境下对气体绝缘开关设备二次系统骚扰电压和骚扰电流测量系统的电磁屏蔽。
背景技术：
交流输变电系统中气体绝缘开关设备(GIS)具有占地面积小，密封性好，受环境影响小，运行可靠性高，检修周期长，维护工作量少，运行费用低等显著优点，在我国电网得到了广泛应用，并已成功应用到晋东南-南阳-荆门特高压试验示范工程及在建的淮南-上海特高压交流工程。GIS中的隔离开关、接地开关和断路器操作时，产生波头很陡的行波，行波在GIS外部传播和辐射形成电磁瞬态过程和外壳瞬态过程。电磁瞬态过程产生的瞬态电磁场将通过空间辐射耦合进入二次系统；外壳瞬态过程会使GIS外壳的电位升高，外壳电位升高通过连接在GIS外壳或母线上的设备如传动控制机构、密度继电器、电流互感器、电压互感器等传导耦合至二次系统；这些瞬态过程在二次系统上产生骚扰电压，若二次系统构成回路，则会在回路上形成骚扰电流。过高的骚扰电压、骚扰电流会破坏二次系统的绝缘影响二次系统的正常工作，严重时会损坏和烧毁二次系统。因此，有必要对二次系统的骚扰电压和骚扰电流进行有效测量。目前国内还没有给定变电站GIS设备二次系统骚扰电压和骚扰电流测量标准。交流输变电系统的电压等级高，变电站中GIS设备结构复杂，开关操作在GIS设备周围产生很强的瞬态电磁骚扰，含有二次系统的现场GIS设备控制柜安置在GIS设备附近。瞬态电磁骚扰对未考虑电磁屏蔽措施的二次系统骚扰电压和骚扰电流现场测量系统带来很大的干扰，得到的测量结果会偏离实际的真实值，致使测量结果不可信，干扰严重时会损坏现场测量系统，因此有必要对现场测量系统采取电磁屏蔽措施。本发明提供一种二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法，考虑电磁屏蔽措施，并基于该现场测量方法研发出一套现场测量系统，能够在复杂电磁环境下准确测量二次系统骚扰电压和骚扰电流。

发明内容
本发明针对上述缺陷公开了 GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统与方法。GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统的结构如下二次电缆分别连接二次设备和电流探头的输入端，测量引线的一端连接二次电缆和二次设备的公共节点，另一端连接电压探头的输入端；电压探头的输出端和电流探头的输出端均连接中央处理单元， 中央处理单元分别连接存储器、光纤通信单元和逆变器，光纤通信单元分别连接存储器和逆变器，光纤通信单元通过光纤连接远程光纤通信单元，计算机连接远程光纤通信单元，电池组连接逆变器；现场GIS设备控制柜接地；第一连接器、金属管和第三连接器装配在一起，现场GIS设备控制柜通过上述三者与屏蔽箱装配在一起，第二金属管网依次穿过第一连接器、金属管和第三连接器，第二金属管网的右端通过连接线连接屏蔽箱，屏蔽箱从下到上分为以下三层屏蔽小室、第二层小室和第三层小室，上述三层之间用绝缘材料隔开，屏蔽小室与第二层小室之间设置开孔，第二连接器安装在开孔上，屏蔽箱由单层金属制成，位于屏蔽小室与第二层小室之间的绝缘材料包裹着单层金属；电池组和逆变器固定在第二层小室内，中央处理单元、存储器和光纤通信单元固定在第三层小室内，远程光纤通信单元和计算机安装在远方屏蔽室内；电流探头装在第二屏蔽盒内，第二金属管网的左端与第二屏蔽盒装配在一起，电流探头的输出端与中央处理单元之间的导线依次穿过第二金属管网和第二连接器。当电压探头安装在现场GIS设备控制柜内时，电压探头装在第一屏蔽盒内，第一金属管网依次穿过第一连接器、金属管和第三连接器，第一金属管网的右端通过连接线连接屏蔽箱，第一金属管网的左端与第一屏蔽盒装配在一起，电压探头的输出端与中央处理单元之间的导线穿过第一金属管网和第二连接器，二次设备、电压探头和电流探头均固定在现场GIS设备控制柜内；当电压探头安装在屏蔽小室内时，第三金属管网依次穿过第一连接器、金属管和第三连接器，第三金属管网的左端悬浮，右端通过连接线连接屏蔽箱，测量引线穿过第三金属管网，电压探头的输出端与中央处理单元之间的导线穿过第二连接器。所述第一金属管网、第二金属管网和第三金属管网的外部均覆盖着绝缘层。所述屏蔽箱的单层金属的外表面粘贴隔热材料，内表面粘贴绝缘材料；所述屏蔽箱的左右两个侧面分别安装承重把手，屏蔽箱的底部安装两个绝缘支柱；所述屏蔽箱的顶部安装均压环；所述屏蔽箱门安装在屏蔽箱的前方，屏蔽箱门采用内折式的焊接方式，屏蔽箱门盖采用内折式的焊接，屏蔽箱门盖四周焊接金属簧片。GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法包括以下步骤；I)电压探头和电流探头分别采集GIS 二次系统的瞬态骚扰电压和瞬态骚扰电流， 电压探头将输入的高幅值瞬态骚扰电压信号按照电压探头给定的分压比衰减输出低幅值瞬态电压信号，电流探头将回路中的高幅值瞬态骚扰电流信号按照电流探头给定的转换比输出低幅值瞬态电流信号，将低幅值瞬态电压信号和低幅值瞬态电流信号输入至中央处理单元中；2)在计算机的控制下，中央处理单元采集记录低幅值瞬态电压信号和低幅值瞬态电流信号，然后将记录后的数据存储在存储器中，实际的骚扰电压等于低幅值瞬态电压乘以分压比，实际的骚扰电流等于低幅值瞬态电流乘以转换比；3)中央处理单元在判断记录后的数据满足特定条件时，通过光纤通信单元、光纤和远程光纤通信单元将分析的结果发送至计算机中；在对GIS 二次系统的骚扰电压和骚扰电流进行测量时，均压环改善了屏蔽箱顶部周围的电场分布，避免了电晕的产生，隔热材料避免屏蔽箱内电子设备受到外界高温酷寒的影响，绝缘材料避免屏蔽箱内电子设备受到箱体电位影响，远方屏蔽室避免电磁干扰对远程光纤通信单元和计算机影响，电池组经逆变器逆变后输出交流电为中央处理单元、存储器和光纤通信单元提供交流电源，第一连接器和第三连接器用于减小空间电磁场对第一金属管网、第二金属管网和第三金属管网的干扰，第一金属管网减小电磁干扰对电压探头 输出线的影响，第二金属管网减小电磁干扰对电流探头输出线的影响，第三金属管网减小 电磁干扰对测量引线的影响，第二屏蔽盒减小电磁干扰对电流探头的影响，第一屏蔽盒减 小电磁干扰对电压探头的影响，屏蔽小室减小测量引线电磁干扰对数据处理控制系统影 响。所述特定条件是指GIS 二次系统骚扰电压超过GIS 二次系统的耐受电压限值，或 者GIS _■次系统骚扰电流超过GIS _■次系统的耐受电流限值，或者GIS _■次系统骚扰电压 超过GIS 二次系统的耐受电压限值的次数达到GIS 二次系统的电压耐受次数，或者GIS 二 次系统骚扰电流超过GIS 二次系统的耐受电流限值达到电流耐受次数。本发明的有益效果为提供测量变电站二次系统骚扰电压和骚扰电流的屏蔽方法 和屏蔽装置，可以极大的降低变电站GIS设备现场的电磁骚扰对二次系统骚扰电压与骚扰 电流测量带来的影响，提高了测量的准确性，提供一种变电站GIS设备二次系统骚扰电压 和骚扰电流的现场测量方法和测量系统。


图1A为GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量系统的第一示意图；图1B为GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量系统的第二示意图；图2A为屏蔽箱的边缘搭接以及门盖屏蔽处理的第一示意2B为屏蔽箱的边缘搭接以及门盖屏蔽处理的第二示意图；图2C为屏蔽箱门与屏蔽箱的关系示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例 性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。本发明对骚扰电压和骚扰电流的测量系统均进行屏蔽，以减小外界电磁干扰(特 别是GIS设备的电磁干扰)所带来的测量误差如图1A-图1B所示，GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统的结构如下 二次电缆113分别连接二次设备112和电流探头115的输入端(电流探头115输入端钳套 在二次电缆113与二次设备112构成的回路中)，测量引线116的一端连接二次电缆113和 二次设备112的公共节点，另一端连接电压探头114的输入端；电压探头114的输出端和电 流探头115的输出端均连接中央处理单元118，中央处理单元118分别连接存储器119、光 纤通信单元120和逆变器124，光纤通信单元120分别连接存储器119和逆变器124，光纤 通信单元120 (用于与外部通信)通过光纤121连接远程光纤通信单元141，计算机122连 接远程光纤通信单元141，电池组125连接逆变器124 ;现场GIS设备控制柜111接地；第一连接器127、金属管126和第三连接器138装配在一起(第一连接器127安装 在现场GIS设备控制柜111的右端，第三连接器138安装在屏蔽箱133的左端)，现场GIS 设备控制柜111通过上述三者与屏蔽箱133装配在一起，保证现场GIS设备控制柜111与 屏蔽箱133电位保持一致，第二金属管网146依次穿过第一连接器127、金属管126和第三 连接器138，第二金属管网146的右端通过连接线129连接屏蔽箱133，屏蔽箱133从下到上分为以下三层屏蔽小室131、第二层小室144和第三层小室145，上述三层之间用绝缘材料139隔开，屏蔽小室131与第二层小室144之间设置开孔，第二连接器137安装在开孔上，屏蔽箱133由单层金属制成，位于屏蔽小室131与第二层小室144之间的绝缘材料139 包裹着单层金属；电池组125和逆变器124固定在第二层小室144内，中央处理单元118、 存储器119和光纤通信单元120固定在第三层小室145内，避免了测量过程中仪器设备的移动，远程光纤通信单元141和计算机122安装在远方屏蔽室142内，；电流探头115装在第二屏蔽盒143内，第二金属管网146的左端与第二屏蔽盒143装配在一起，电流探头115 的输出端与中央处理单元118之间的导线依次穿过第二金属管网146和第二连接器137。当电压探头114安装在现场GIS设备控制柜111内时，电压探头114装在第一屏蔽盒130内，第一金属管网128依次穿过第一连接器127、金属管126和第三连接器138，第一金属管网128的右端通过连接线129连接屏蔽箱133，第一金属管网128的左端与第一屏蔽盒130装配在一起，电压探头114的输出端与中央处理单元118之间的导线穿过第一金属管网128和第二连接器137，二次设备112、电压探头114和电流探头115均固定在现场 GIS设备控制柜111内；当电压探头114安装在屏蔽小室131内时，第三金属管网147依次穿过第一连接器127、金属管126和第三连接器138，第三金属管网147的左端悬浮，右端通过连接线129 连接屏蔽箱133，保证第三金属管网147位于屏蔽箱133内的一端与屏蔽箱133电位保持一致，测量引线116穿过第三金属管网147，电压探头114的输出端与中央处理单元118之间的导线穿过第二连接器137。若电压探头114放置在现场GIS设备控制柜111内，测量引线116优选地尽可能得短。优选地，对这段引线也采取屏蔽措施，如采用屏蔽电缆。为了进一步减小电磁辐射的影响，优选引线长度小于50厘米。若电压探头114放置在屏蔽箱133内，电压探头114不需要装在屏蔽盒130内，为了减小引线长度对骚扰电压波形的影响，优选引线长度小于2米， 引线越短，越能保证测量到的骚扰电压波形不失真。电压探头114可以包括多种类型的电压探头。在一个实施例中，可以使用电阻性阻抗分压电压探头。GIS 二次系统骚扰电压的上升沿为几十纳秒级别、频率可达几十兆、幅值可达十几千伏的电压信号，可以选择的电压探头的主要参数为最大高压20kV DC/40kV 峰值(也就是直流为20kV，瞬态电压峰值为40kV)，带宽100MHz，上升时间3. 5nS。在另一个实施例中，可以直接使用可商业获得的电压探头，例如泰克(Tektronix)P6015A高压探头，品致(pintech) P6039A高压探头。电压探头114还可以包括其他适当的用于测量GIS 二次系统骚扰电压的探头类型，例如，电容式分压电压探头。电流探头115可以包括多种类型的电流探头。在一个实施例中，可以选择的电流探头的主要参数为最大电流10A有效值/500A峰值(也就是电流有效值为10A，瞬态电流峰值为500A)，带宽400Hz 100MHz，上升时间5nS。在另一个实施例中，可以直接使用可商业获得的电流探头，例如PEARS0N CURRENT model 6585, PEARSON CURRENT model 6595。 电流探头115还可以包括其他适当的用于测量GIS设备二次系统骚扰电流的探头类型。中央处理单元118、存储器119、光纤通信单元120、逆变器124、电池组125、光纤 121、远程光纤通信单元141构成数据处理控制系统。所述第一金属管网128、第二金属管网146和第三金属管网147的外部均覆盖着绝缘层。第一金属管网128、第二金属管网146和第三金属管网147都使用金属层或金属网制成，例如金属铜、或者镀锌的金属铁制成的金属管或金属网。第一连接器127、第二连接器 137、第三连接器138和金属管126都可以由上述材料(金属铜、或者镀锌的金属铁制成的金属管或金属网)制成。第一屏蔽盒130和第二屏蔽盒143也可以由上述材料(金属铜、 或者镀锌的金属铁制成的金属管或金属网)制成，例如，可以使用2毫米厚的镀锌铁制造屏蔽盒，在接缝处采用焊接技术。第一屏蔽盒130和第二屏蔽盒143的形状可以采用任意适当的形状，用于容纳其中的测量装置。优选地，第一屏蔽盒130和第二屏蔽盒143的形状为长方体形。所述屏蔽箱133的单层金属的外表面粘贴隔热材料135，内表面粘贴绝缘材料 139 ；优选地，均压环132材料是铝合金，绝缘材料139选用环氧树脂，隔热材料135选用玻璃纤维棉板，远方屏蔽室142为变电站现场保护小室。此外，根据实际情况，可以选择其他。为了测量方便和绝缘安全考虑，屏蔽箱133的左右两个侧面分别安装承重把手 136，屏蔽箱133的底部安装两个绝缘支柱140 ；所述屏蔽箱133的顶部安装均压环132 ；优选地，屏蔽箱133采用单层金属结构，材料是镀锌铁，也就是表面镀锌的铁板， 厚度为3毫米。接缝处采用焊接技术。屏蔽箱133的形状可以为长方体型，用于容纳其中的数据处理控制系统，为了使用方便，屏蔽箱133也可以分层，屏蔽箱133的尺寸为 460*450*750毫米。箱体处可以开孔，开孔处安装第二连接器137，第二连接器137带有电磁屏蔽，从而减小空间电磁干扰通过开孔处辐射到箱内。此外，屏蔽箱133可以采用各种其他的连接方式，例如搭接、铆接等。如图2A、图2C所示，所述屏蔽箱门3安装在屏蔽箱133的前方，屏蔽箱门3采用内折式的焊接方式，当采用内折式焊接时，关门后增大了金属的接触面积，减少细缝引起的电磁干扰，提高了屏蔽效能。如图2B所示，屏蔽箱门盖I采用内折式的焊接方式，增大了与屏蔽箱133侧面的金属接触面积，屏蔽箱门盖I四周焊接金属簧片2，金属簧片2 —方面打散细缝的空间分布，使细缝分布不均匀，另一方面使屏蔽箱门盖I与屏蔽箱133紧密接触，提高了屏蔽效能。对于第一屏蔽盒130、第二屏蔽盒143、屏蔽箱133的边缘，可以采用内折的结构以增加接触面积，采用金属簧片2减小细缝接触紧密，增强屏蔽的效果。此外，也可以将屏蔽箱门3设计成具有带卡槽的屏蔽门的形式，第一屏蔽盒130、第二屏蔽盒143和屏蔽箱133 内填充吸波材料。应当理解，上述各种措施单独使用均可以提升该现场测量系统对于辐射的抗干扰能力，而上述各种措施可以自由组合使用。如上所述，为整个现场测量系统提供了屏蔽装置，该屏蔽装置包括屏蔽盒、金属管、金属管网、连接器、以及用于数据处理控制系统的屏蔽箱。上述装置整体地为GIS设备的二次系统骚扰电压和骚扰电流现场测量系统提供对于电磁辐射的抗干扰能力GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法包括以下步骤；I)电压探头114和电流探头115分别采集GIS 二次系统(由二次电缆113和二次设备112组成)的瞬态骚扰电压和瞬态骚扰电流，电压探头114将输入的高幅值瞬态骚扰电压信号按照电压探头114给定的分压比，采用不同的电压探头时，分压比不同，本发明采用的电压探头的分压比为1000 I ;衰减输出低幅值瞬态电压信号，电流探头115将回路中的高幅值瞬态骚扰电流信号按照电流探头115给定的转换比，采用不同的电流探头时， 转换比不同，本发明采用的电流探头115的转换比为I : 1，输出低幅值瞬态电流信号，将低幅值瞬态电压信号和低幅值瞬态电流信号输入至中央处理单元118中；2)在计算机122的控制下，中央处理单元118采集记录低幅值瞬态电压信号和低幅值瞬态电流信号，然后将记录后的数据存储在存储器119中，实际的骚扰电压等于低幅值瞬态电压乘以分压比，实际的骚扰电流等于低幅值瞬态电流乘以转换比；3)中央处理单元118在判断记录后的数据满足特定条件时，通过光纤通信单元 120、光纤121和远程光纤通信单元141将分析的结果发送至计算机122中；计算机122接收分析的结果；所述特定条件是指GIS 二次系统骚扰电压超过GIS 二次系统的耐受电压限值，或者GIS _■次系统骚扰电流超过GIS _■次系统的耐受电流限值，或者GIS _■次系统骚扰电压超过GIS 二次系统的耐受电压限值的次数达到GIS 二次系统的电压耐受次数，或者GIS 二次系统骚扰电流超过GIS 二次系统的耐受电流限值达到电流耐受次数。在一个实施例中，数据处理控制系统包括采样装置。采样装置可以将来自电压探头114和电流探头115的信号采样转换为中央处理单元118能够处理的信号形式。采样装置可选的是A/D转换器。此外，采样装置还可以是数据采集卡。在一个实施例中，数据处理控制系统还包括显示装置(未示出)，用于显示测量的结果。在一个实施例中，中央处理单元118对记录的骚扰电压和骚扰电流数据进行分析，并在测量数据满足上述特定条件时采取行动。例如在GIS设备二次系统骚扰电压和骚扰电流超过某一阈值时或者在多次测量结果中超过特定阈值的测量，通过对外的光纤通信单元120和光纤121，中央处理单元118可以将分析的结果发送到远程的计算机122。由此，位于计算机122的工作人员将会知道该 GIS设备二次系统的情况以及该GIS设备二次系统所处的位置。必要时，工作人员可以迅速到现场进行处理，避免危险的发生。尽管在这里并未详细阐释，然而本领域技术人员应当理解此处的通信可以采取各种适当的形式，例如利用各种通信协议的有线通信、无线通信等等。在一个实施例中，数据处理控制系统包括数字存储示波器。在对GIS 二次系统的骚扰电压和骚扰电流进行测量时，均压环132改善了屏蔽箱 133顶部周围的电场分布，避免了电晕的产生，隔热材料135避免屏蔽箱133内电子设备受到外界高温酷寒的影响，绝缘材料139避免屏蔽箱133内电子设备受到箱体电位影响，远方屏蔽室142避免电磁干扰对远程光纤通信单元141和计算机122影响，电池组125经逆变器124逆变后输出交流电为中央处理单元118、存储器119和光纤通信单元120提供交流电源，第一连接器127和第三连接器138用于减小空间电磁场对第一金属管网128、第二金属管网146和第三金属管网147的干扰,第一金属管网128减小电磁干扰对电压探头114 输出线的影响，第二金属管网146减小电磁干扰对电流探头115输出线的影响，第三金属管网147减小电磁干扰对测量引线116的影响，第二屏蔽盒143减小电磁干扰对电流探头115 的影响，第一屏蔽盒130减小电磁干扰对电压探头114的影响，屏蔽小室131减小测量引线 116电磁干扰(骚扰电压以天线方式辐射出的电磁干扰)对数据处理控制系统影响。为了进一步降低辐射的影响，在数据处理控制系统中使用了独立式电源。在一个实施例中，使用锂电池组经逆变器为数据处理控制系统提供电源。在另一实施例中，使用铅酸蓄电池经过逆变器为数据处理控制系统提供电源。此外，大容量的独立式电源可由单独的发电机提供。在现有技术中，使用常规的接电柜为数据处理控制系统提供电源。然而，这样的做法存在缺点，空间电磁干扰会耦合到接电柜与数据处理控制系统之间的电源线上， 以传导形式进入数据处理控制系统电源端口，影响数据处理控制系统的正常工作。而使用独立式电源则可以消除这种传导干扰。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统，其特征在于，它的结构如下二次电缆(113)分别连接二次设备(112)和电流探头(115)的输入端，测量引线(116)的一端连接二次电缆(113)和二次设备(112)的公共节点，另一端连接电压探头(114)的输入端；电压探头(114)的输出端和电流探头(115)的输出端均连接中央处理单元(118)，中央处理单元(118)分别连接存储器(119)、光纤通信单元(120)和逆变器(124)，光纤通信单元(120) 分别连接存储器(119)和逆变器(124)，光纤通信单元(120)通过光纤(121)连接远程光纤通信单元(141)，计算机(122)连接远程光纤通信单元(141)，电池组(125)连接逆变器(124);现场GIS设备控制柜(111)接地；第一连接器(127)、金属管(126)和第三连接器(138)装配在一起，现场GIS设备控制柜(111)通过上述三者与屏蔽箱(133)装配在一起，第二金属管网(146)依次穿过第一连接器(127)、金属管(126)和第三连接器(138)，第二金属管网(146)的右端通过连接线(129)连接屏蔽箱(133)，屏蔽箱(133)从下到上分为以下三层屏蔽小室(131)、第二层小室(144)和第三层小室(145)，上述三层之间用绝缘材料(139)隔开，屏蔽小室(131)与第二层小室(144)之间设置开孔，第二连接器(137)安装在开孔上，屏蔽箱(133)由单层金属制成，位于屏蔽小室(131)与第二层小室(144)之间的绝缘材料(139)包裹着单层金属； 电池组(125)和逆变器(124)固定在第二层小室(144)内，中央处理单元(118)、存储器(119)和光纤通信单元(120)固定在第三层小室(145)内，远程光纤通信单元(141)和计算机(122)安装在远方屏蔽室(142)内；电流探头(115)装在第二屏蔽盒(143)内，第二金属管网(146)的左端与第二屏蔽盒(143)装配在一起，电流探头(115)的输出端与中央处理单元(118)之间的导线依次穿过第二金属管网(146)和第二连接器(137)。
2.根据权利要求I所述的GIS二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量系统，其特征在于，当电压探头(114)安装在现场GIS设备控制柜(111)内时，电压探头(114)装在第一屏蔽盒(130)内，第一金属管网(128)依次穿过第一连接器(127)、金属管(126)和第三连接器(138)，第一金属管网(128)的右端通过连接线(129)连接屏蔽箱(133)，第一金属管网(128)的左端与第一屏蔽盒(130)装配在一起，电压探头(114)的输出端与中央处理单元(118)之间的导线穿过第一金属管网(128)和第二连接器(137)，二次设备(112)、电压探头(114)和电流探头(115)均固定在现场GIS设备控制柜(111)内；当电压探头(114)安装在屏蔽小室(131)内时，第三金属管网(147)依次穿过第一连接器(127)、金属管(126)和第三连接器(138)，第三金属管网(147)的左端悬浮，右端通过连接线(129)连接屏蔽箱(133)，测量引线(116)穿过第三金属管网(147)，电压探头(114) 的输出端与中央处理单元(118)之间的导线穿过第二连接器(137)。
3.根据权利要求I或2所述的GIS—次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量系统，其特征在于，所述第一金属管网(128)、第二金属管网(146)和第三金属管网(147)的外部均覆盖着绝缘层。
4.根据权利要求I所述的GIS—次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量系统，其特征在于，所述屏蔽箱(133)的单层金属的外表面粘贴隔热材料(135)，内表面粘贴绝缘材料 (139)；所述屏蔽箱(133)的左右两个侧面分别安装承重把手(136)，屏蔽箱(133)的底部安装两个绝缘支柱(140)；所述屏蔽箱(133)的顶部安装均压环(132)；所述屏蔽箱门(3)安装在屏蔽箱(133)的前方，屏蔽箱门(3)采用内折式的焊接方式， 屏蔽箱门盖⑴采用内折式的焊接，屏蔽箱门盖⑴四周焊接金属簧片(2)。
5.GIS 二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法，其特征在于，它包括以下步骤；1)电压探头(114)和电流探头(115)分别采集GIS—次系统的瞬态骚扰电压和瞬态骚扰电流，电压探头(114)将输入的高幅值瞬态骚扰电压信号按照电压探头(114)给定的分压比衰减输出低幅值瞬态电压信号，电流探头(115)将回路中的高幅值瞬态骚扰电流信号按照电流探头(115)给定的转换比输出低幅值瞬态电流信号，将低幅值瞬态电压信号和低幅值瞬态电流信号输入至中央处理单元(118)中；2)在计算机(122)的控制下，中央处理单元(118)采集记录低幅值瞬态电压信号和低幅值瞬态电流信号，然后将记录后的数据存储在存储器(119)中，实际的骚扰电压等于低幅值瞬态电压乘以分压比，实际的骚扰电流等于低幅值瞬态电流乘以转换比；3)中央处理单元(118)在判断记录后的数据满足特定条件时，通过光纤通信单元(120)、光纤(121)和远程光纤通信单元(141)将分析的结果发送至计算机(122)中；计算机(122)接收分析的结果。
6.根据权利要求5所述的GIS二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法，其特征在于，在对GIS 二次系统的骚扰电压和骚扰电流进行测量时，均压环(132)改善了屏蔽箱(133)顶部周围的电场分布，避免了电晕的产生，隔热材料(135)避免屏蔽箱(133)内电子设备受到外界高温酷寒的影响，绝缘材料(139)避免屏蔽箱(133)内电子设备受到箱体电位影响，远方屏蔽室(142)避免电磁干扰对远程光纤通信单元(141)和计算机(122)影响， 电池组(125)经逆变器(124)逆变后输出交流电为中央处理单元(118)、存储器(119)和光纤通信单元(120)提供交流电源，第一连接器(127)和第三连接器(138)用于减小空间电磁场对第一金属管网(128)、第二金属管网(146)和第三金属管网(147)的干扰，第一金属管网(128)减小电磁干扰对电压探头(114)输出线的影响，第二金属管网(146)减小电磁干扰对电流探头(115)输出线的影响，第三金属管网(147)减小电磁干扰对测量引线(116) 的影响，第二屏蔽盒(143)减小电磁干扰对电流探头(115)的影响，第一屏蔽盒(130)减小电磁干扰对电压探头(114)的影响，屏蔽小室(131)减小测量引线(116)电磁干扰对数据处理控制系统(117)影响。
7.根据权利要求5所述的GIS二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法，其特征在于，所述特定条件是指=GIS 二次系统骚扰电压超过GIS 二次系统的耐受电压限值，或者 GIS 二次系统骚扰电流超过GIS 二次系统的耐受电流限值，或者GIS 二次系统骚扰电压超过GIS 二次系统的耐受电压限值的次数达到GIS 二次系统的电压耐受次数，或者GIS 二次系统骚扰电流超过GIS 二次系统的耐受电流限值达到电流耐受次数。
全文摘要
本发明公开了属于骚扰电压和骚扰电流测量领域的GIS二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统与方法。本发明对骚扰电压和骚扰电流的测量系统均进行屏蔽，以减小外界电磁干扰所带来的测量误差。本发明的有益效果为提供测量变电站二次系统骚扰电压和骚扰电流的屏蔽方法和屏蔽装置，可以极大的降低变电站GIS设备现场的电磁骚扰对二次系统骚扰电压与骚扰电流测量带来的影响，提高了测量的准确性，提供一种变电站GIS设备二次系统骚扰电压和骚扰电流的现场测量方法和测量系统。
文档编号G01R19/17GK102608401SQ20121005754
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者崔翔, 张卫东, 戴敏, 时卫东, 胡榕, 陈沛龙, 陈维江, 马其燕, 齐磊 申请人:中国电力科学研究院, 华北电力大学, 国家电网公司, 国网电力科学研究院