发明专利｜一种GIS内部高频暂态电流的测量方法-第7页-北极星输配电网

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导体D距线圈Q边缘距离为H，导体D与线圈Q之间的互感为M，当导体有电流流过，则有：

u＝Mdi/dt(1)

对线圈Q输出电压积分，即可得到导线D中的电流。单匝线圈输出的电压幅值与线圈圆环的直径、线圈与导体的间距和线圈圆环与导体之间空间位置有关，当这些参数被固定不变，则互感M值被确定，则单匝线圈的输出电压与导体的电流是完全对应关系。采用Bdot测量电流，其优点是结构简单，测量频率响应范围宽，实施成本低；其缺点是需要在Bdot线圈安装好后进行现场标定。

研制B-dot线圈需从与一次导体间的绝缘、输出电压幅值、气密和同轴传输结构等方面设计研制。根据GIS结构尺寸，B-dot线圈可安装在GIS较大的法兰端盖中央，法兰端盖位置(图中TCT接口SX)和电流传感器探头1如图5所示。

本发明中，B-dot线圈采用刚性金属全屏蔽电缆弯制，按计算可加工多个10cm、15cm、20cm、25cm、30cm等不同直径的B-dot线圈，如图6所示，以便在现场标定时调整，其中铜导线2线径为2mm，环形铜导线不闭合，铜屏蔽外壳3与BNC接头4通过丝扣连接，环形铜导线与BNC接头4内电极连接。铜导线2与铜屏蔽外壳3之间填充聚四氟乙烯绝缘体。

B-dot线圈平面与盖板相对位置要固定牢靠，避免因振动使B-dot线圈位置发生变化改变转换系数。密封和同轴传输系统和GIS电压探头结构一样。B-dot线圈在安装到GIS过程中，应使B-dot线圈平面与GIS的一次导体平行。

本发明一种GIS内部高频暂态电流的测量方法，包括以下步骤：

1)采用刚性金属全屏蔽电缆弯制形成B-dot线圈，该B-dot线圈包括不闭合的环形部，以及从环形部延伸出的延伸部；B-dot线圈包括三层：外部的铜屏蔽外壳3、内部的铜导线2以及位于铜导线2与铜屏蔽外壳3之间的绝缘体；延伸部尾部连接有BNC接头4；

2)将B-dot线圈安装在GIS的一个法兰盖中央处；B-dot线圈与GIS的法兰盖连接处密封并固定；BNC接头4露于法兰盖外部，用于连接数据采集装置；B-dot线圈的环形部平面与GIS中的一次导体平行；

3)对安装好的B-dot线圈进行标定：B-dot线圈安装好后，其与一次导体的相对位置确定，但是一次导体的电流值与B-dot线圈输出的电压之间的比例关系需要进行现场标定；由于GIS内部空间以及罗氏线圈结构的限制，不能将罗氏线圈安装在GIS内部；现场标定时在B-dot线圈安装好后，在GIS外部套管上设置一个标准的罗氏线圈；在一次导体产生一个暂态电流时，测量罗氏线圈的感应电流幅值(A)，以及B-dot线圈的感应电压幅值(mV)，通过感应电流幅值除以感应电压幅值便可以获得B-dot线圈与一次导体之间的互感系数M(A/mV)；

4)GIS内部的一次导体上流过暂态电流时，对B-dot线圈的输出电压进行积分，得到一次导体中的暂态电流。

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