一種基于變電站感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓的測量裝置

何龍翟

（中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司曲靖局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

高壓試驗(yàn)是指采用高壓對電氣設(shè)備的電氣性能進(jìn)行測試。在實(shí)際變電檢修中，高壓試驗(yàn)大多數(shù)在現(xiàn)場進(jìn)行。在500 kV或換流站中，一部分線路帶電，另一部分不帶電。對停電線路進(jìn)行高壓預(yù)算，旁邊帶電的線路會產(chǎn)生強(qiáng)磁場影響試驗(yàn)儀器，從而影響試驗(yàn)結(jié)果?，F(xiàn)階段缺少針對高壓試驗(yàn)時對磁場和感應(yīng)電壓測量的裝置，從而無法修正其結(jié)果。因此，本文提出一種新型測量裝置——感應(yīng)磁場及感應(yīng)電壓測量裝置，能夠當(dāng)所處環(huán)境是強(qiáng)磁場及設(shè)備上感應(yīng)電壓很大時，建議檢修試驗(yàn)人員換個位置或環(huán)境進(jìn)行測量。

1 高壓試驗(yàn)

1.1 高壓試驗(yàn)概述

變電站中的一、二次設(shè)備檢修問題長久以來備受關(guān)注，而高壓試驗(yàn)是現(xiàn)場檢修最重要的一項(xiàng)檢修方法[1-2]。高壓試驗(yàn)是指采用高壓對電氣設(shè)備的電氣性能進(jìn)行測試。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析判斷各種性能，消除潛伏性缺陷，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備老化和劣化問題，從而確定設(shè)備運(yùn)行的可靠性[3-4]。

1.2 傳統(tǒng)高壓試驗(yàn)測量的缺點(diǎn)

在實(shí)際變電檢修中，對停電線路進(jìn)行高壓預(yù)算，旁邊帶電線路會產(chǎn)生強(qiáng)磁場影響試驗(yàn)儀器，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。例如，在避雷器定期預(yù)試?yán)铮獙Ρ芾灼餍孤╇娏鬟M(jìn)行測量時，不同試驗(yàn)電源能在相應(yīng)的測試端感應(yīng)幾百伏的電壓。由于感應(yīng)電壓的存在，所測避雷器兩端的電壓包括直流高壓發(fā)生器輸出的電壓和感應(yīng)電壓的疊加值，使得測試時避雷器兩端所測電壓值小于避雷器兩端實(shí)際電壓值，造成泄漏電流測量值不準(zhǔn)確。而0.75U電壓時，泄漏電流剛好處于避雷器伏安特性曲線拐點(diǎn)周圍，較小的感應(yīng)電壓能夠?qū)y量結(jié)果造成較大影響[5-6]。

2 感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置

2.1 感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置所要解決的問題

在實(shí)際變電檢修時，高壓試驗(yàn)大多數(shù)在現(xiàn)場進(jìn)行。在500kV或換流站中，一部分線路帶電，另一部分不帶電。對停電的線路進(jìn)行高壓電壓預(yù)算，旁邊帶電的線路會產(chǎn)生強(qiáng)磁場，該強(qiáng)磁場影響試驗(yàn)儀器，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。現(xiàn)階段也缺少針對高壓試驗(yàn)時，對磁場和感應(yīng)電壓測量的裝置，從而無法對其結(jié)果進(jìn)行修正。

2.2 新型感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置

為避免在強(qiáng)磁場環(huán)境中進(jìn)行高壓試驗(yàn)時造成試驗(yàn)結(jié)果誤差，提出一種測量磁場和感應(yīng)電壓測量的裝置。當(dāng)所處環(huán)境是強(qiáng)磁場及設(shè)備上感應(yīng)電壓很大時，可建議檢修試驗(yàn)人員換個位置或環(huán)境進(jìn)行測量。

2.3 感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置技術(shù)方案

本文所提新型感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置內(nèi)部的相關(guān)模塊，如圖1所示。

（1）CPU管理模塊：收集電壓采集模塊和磁場采集模塊傳來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理；

（2）磁場采集傳感器：收集所處環(huán)境的磁場信息；

（3）采集“+”“-”及電壓采集模塊：用來測量所處環(huán)境，接上被試品測量點(diǎn)，測量其上面的感應(yīng)耐壓；

（4）液晶模塊：設(shè)置顯示相關(guān)信息，顯示電壓和磁場的測量結(jié)果；

（5）電源模塊：鋰電池模塊，為整個裝置供電。

2.4 感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置使用方法

結(jié)合圖1測量裝置的結(jié)構(gòu)可知，感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置的使用方法如下：

（1）在進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)前，連接好試驗(yàn)線及被試品；

（2）在所處的環(huán)境中打開設(shè)備；

（3）觀察磁場測量情況，若在環(huán)境中測量的磁場較大，則用電壓采集模塊測量其被試品上的感應(yīng)電壓；

（4）若感應(yīng)電壓很大，則遠(yuǎn)離磁場部分，使其到一個弱磁場環(huán)境下測量，從而保證測量的穩(wěn)定性和精度。

圖1 測量裝置模塊化結(jié)構(gòu)

2.5 所提感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置的優(yōu)勢

本文提出的感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠避免在強(qiáng)磁場環(huán)境中進(jìn)行高壓試驗(yàn)，修正試驗(yàn)結(jié)果帶來的誤差；

（2）裝置最核心的改進(jìn)在于當(dāng)檢修試驗(yàn)人員所處的檢修試驗(yàn)環(huán)境為強(qiáng)磁場及設(shè)備上感應(yīng)電壓很大時，此時感應(yīng)磁場及感應(yīng)電壓測量裝置會利用“+”“-”及電壓采集模塊檢測；

（3）通過裝置中的CPU管理模塊收集“+”“-”模塊中電壓采集模塊和磁場采集模塊傳來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理；

（4）CPU管理模塊將相關(guān)信息利用液晶模塊進(jìn)行顯示，包括CPU處理后的相關(guān)信息以及顯示電壓和磁場的測量結(jié)果，從而給出建議，使檢修試驗(yàn)人員換個位置或環(huán)境進(jìn)行測量，提高對磁場和感應(yīng)電壓測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 論

本文提出了一種新型的感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置，不僅具有體積小、重量輕、造價低、安全可靠以及操作方便等特點(diǎn)，而且當(dāng)所處環(huán)境是強(qiáng)磁場及設(shè)備上感應(yīng)電壓很大時，可建議檢修試驗(yàn)人員換個位置或環(huán)境進(jìn)行測量。大量試驗(yàn)證明，所設(shè)計(jì)的感應(yīng)磁場和感應(yīng)電壓測量裝置具有較強(qiáng)的工程實(shí)際意義，推廣前景廣闊，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。