專利名稱：一種變壓器高壓套管絕緣檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種高電壓設(shè)備絕緣檢測裝置，尤其是一種測試電壓為10kV，測試頻率為10HZ-500HZ的變壓器高壓套管絕緣檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力輸送電壓等級的升高和輸電容量的增加，對輸變電設(shè)備及其附件的安全可靠性的要求日益提高，對現(xiàn)有輸變電設(shè)備及其附件的絕緣檢測也日益受到高度的關(guān)注。 變壓器高壓套管是變壓器中最重要的附件，其爆炸事故的后果極為惡劣，所以對其絕緣狀態(tài)的檢測顯得尤為重要。在變電站現(xiàn)場能夠進行的套管檢測方法及其有限，現(xiàn)有的變壓器套管絕緣檢測方法是依據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL/T 596-2005電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》，對套管進行工頻IOkV電壓下的介質(zhì)損耗因數(shù)(tan δ )測量，以介質(zhì)損耗因數(shù)是否小于一定限值來判斷套管絕緣狀態(tài)是否良好。現(xiàn)在，國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的絕緣狀態(tài)檢測方法是基于介質(zhì)響應(yīng)理論的檢測方法，其測量原理是對被試設(shè)備施加一個低電壓(一般不超過200V)的0. ΟΟΙΗζ-ΙΟΟΟΗζ范圍內(nèi)變化的正弦電壓信號，檢測設(shè)備在不同頻率下的介質(zhì)損耗因數(shù)，通過介質(zhì)損耗頻率特性來判斷設(shè)備的絕緣狀況。0. OOlHz-O. OlHz以及ΙΟΗζ-ΙΟΟΟΗζ頻段范圍的介質(zhì)損耗因數(shù)對紙絕緣的含水量及老化反映比較靈敏。工頻下介質(zhì)損耗因數(shù)測量雖然可以較靈敏的發(fā)現(xiàn)套管的絕緣受潮及老化，但是其獲取的信息量有限，具有一定局限性。經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)有絕緣受潮的套管，其工頻下測量的介質(zhì)損耗因數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但是通過分析其介質(zhì)損耗頻率特性可以判斷已經(jīng)受潮。在電力行業(yè)，也發(fā)生過多起經(jīng)試驗合格的變壓器套管，在正常運行狀態(tài)下發(fā)生爆炸的惡性事故。因此使用較寬頻段下測量的套管介質(zhì)損耗因數(shù)頻率特性來判斷套管的絕緣狀態(tài)比單一工頻下的介質(zhì)損耗因數(shù)判斷更準(zhǔn)確。但是套管的介質(zhì)損耗因數(shù)存在電壓特性，即Garton效應(yīng)。Garton效應(yīng)是M. Garton 教授發(fā)現(xiàn)的，在含有紙的絕緣介質(zhì)(或塑料以及油的混合介質(zhì))中，較低電壓下的介質(zhì)損耗因數(shù)可能是其在較高電壓下的1 10倍。而且現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高壓設(shè)備介質(zhì)損耗測量的電壓一般為IOkV或更高電壓，為了準(zhǔn)確地對變壓器套管進行絕緣狀態(tài)檢測，在較寬頻段內(nèi)進行IOkV電壓下的介質(zhì)損耗因數(shù)測量比單一工頻電壓下的測量或低電壓下的測量更有意義。因此，有必要研制一種在IOkV電壓下、較寬頻率范圍進行套管介質(zhì)損耗因數(shù)頻率特性測量的檢測裝置，以滿足電力行業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的需要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種測試電源是電壓為10kV、頻率從10HZ-500HZ范圍內(nèi)可調(diào)的正弦波，通過測量變壓器高壓套管在10Hz-500Hz范圍的介質(zhì)損耗頻率特性來判斷套管的絕緣狀態(tài)的變壓器高壓套管絕緣檢測裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的方案是—種變壓器高壓套管絕緣檢測裝置，包括頻率和電壓可調(diào)的變頻電源，可調(diào)諧振
3電抗器，電壓檢測單元，電流檢測單元，測量與控制單元，其特點是變頻電源通過可調(diào)諧振電抗器與被測試高壓套管相連，被測試高壓套管通過電流檢測單元與地相接，電壓檢測單元設(shè)置在可調(diào)諧振電抗器輸出端和所述地之間，測量與控制單元分別與變頻電源、可調(diào)諧振電抗器、電流檢測單元和電壓檢測單元相連接。所述變頻電源輸出電壓0-300V可調(diào)，頻率10Hz-500Hz可調(diào)，功率5kW，通過串聯(lián)諧振的方式將電壓升高到IOkV的測試電壓。所述可調(diào)諧振電抗器電感值2H465H可調(diào)，額定電流6A，額定電壓10kV。本實用新型所述電壓檢測單元為電容分壓器，除了將高壓轉(zhuǎn)換為低壓進行測量外，還兼做串聯(lián)諧振電路的補償電容器，分壓比1 1000、準(zhǔn)確度0.1級、額定電壓10kV，電容值分為1 μ F、0. 01 μ F兩種不同的規(guī)格。所述變頻電源和可調(diào)諧振電抗器一起作為高壓試驗電源，電壓檢測單元和電流檢測單元對被試套管所加的電壓和流過的電流進行檢測，測量與控制單元通過調(diào)整變頻電源的頻率和可調(diào)諧振電抗器電感值輸出一定頻率范圍的IOkV電壓、并且通過檢測到的電壓和電流信號，計算被試套管的復(fù)阻抗，最終折算成被試套管的介質(zhì)損耗因數(shù)。通過測量套管在不同頻率下的介質(zhì)損耗因數(shù)，繪制其介質(zhì)損耗因數(shù)頻率特性曲線，通過該曲線判斷套管的絕緣狀態(tài)。本實用新型的測量與控制單元具有控制、測量、數(shù)據(jù)存儲及分析功能，通過測量標(biāo)準(zhǔn)電容器，獲得整個測量裝置的誤差并存儲在系統(tǒng)中，以便于在實際測量時對數(shù)據(jù)進行修正，從而獲得較高的測量精度。本實用新型在ΙΟΗζ-ΙΟΟΗζ范圍，以IOHz為間隔獲取9個離散頻率點的介質(zhì)損耗因數(shù)；在100Hz-500Hz范圍，以50Hz為間隔取8個點；將檢測到的17個點的離散數(shù)據(jù)經(jīng)過誤差修正之后繪制10Hz-500Hz范圍內(nèi)的套管介質(zhì)損耗因數(shù)頻率特性曲線。本實用新型通過改變電源頻率、諧振電抗器的電感值以及采用不同的補償電容器，通過串聯(lián)諧振可以靈活地獲得不同頻率的IOkV的試驗電壓，降低了設(shè)備的體積和重量。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2為本實用新型的測量波形圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述。參見圖1，本實用新型的變壓器高壓套管絕緣檢測裝置包括變頻電源1、可調(diào)諧振電抗器2、被試高壓套管3、電流檢測單元4、電壓檢測單元5和測量與控制單元6。變頻電源1和可調(diào)諧振電抗器2連接后與被試高壓套管3、電壓檢測單元5，一起組成串聯(lián)諧振電路；電流檢測單元4檢測被試高壓套管3的末屏電流；測量與控制單元6連接變頻電源1和可調(diào)諧振電抗器2，進行電源電壓和頻率的控制，獲得10Hz-500Hz可調(diào)的IOkV正弦波電壓； 測量與控制單元6連接電流檢測單元4和電壓檢測單元5，獲取被試高壓套管3的電壓和電流信號，計算被試高壓套管3不同頻率下的介質(zhì)損耗因數(shù)。[0019]變頻電源1輸出正弦波電壓0-300V可調(diào)，頻率10Hz-500Hz可調(diào)，功率5kW。可調(diào)諧振電抗器2的電感值在2H465H范圍可調(diào)，額定電流6A，額定電壓10kV。電流檢測單元4測量范圍O-lOOmA，準(zhǔn)確度0. 1級。電壓檢測單元5為電容分壓器，除了將高壓轉(zhuǎn)換為低壓進行測量外，還兼做串聯(lián)諧振電路的補償電容器，分壓比1 1000、準(zhǔn)確度0.1級、額定電壓10kV，電容值分為1 μ F、 0.01 μ F兩種不同的規(guī)格。通過測量與控制單元6改變變頻電源1輸出的電壓和頻率、可調(diào)諧振電抗器2的電感值以及采用電壓檢測單元5中不同的補償電容器，通過串聯(lián)諧振可以靈活地獲得不同頻率的IOkV的試驗電壓。通過檢測不同頻率下被試高壓套管3的電壓和電流信號，在 ΙΟΗζ-ΙΟΟΗζ范圍，以IOHz為間隔獲取9個離散頻率點的介質(zhì)損耗因數(shù)；在100Hz-500Hz 范圍，以50Hz為間隔取8個點。將檢測到的17個點的離散數(shù)據(jù)通過誤差修正之后繪制 10Hz-500Hz范圍內(nèi)的套管介質(zhì)損耗因數(shù)頻率特性曲線。通過介質(zhì)損耗因數(shù)頻率特性曲線可以判斷套管的絕緣狀態(tài)，對不同高壓套管進行實測的波形圖見圖2。A、B、C為三支U6kV油紙絕緣變壓器套管在IOkV電壓下的測試曲線，采用對數(shù)坐標(biāo)體系，A和B套管的工頻介質(zhì)損耗因數(shù)值幾乎相同，都小于0.5%，按照標(biāo)準(zhǔn)可以判斷為絕緣良好的套管。但是依據(jù)介質(zhì)響應(yīng)理論，低頻段的介損頻率特性曲線對水份更敏感，受潮或老化的絕緣，其低頻段的介質(zhì)損耗因數(shù)提高的比高頻段明顯，絕緣良好的套管介損頻率特性曲線應(yīng)該類似于B和C，介質(zhì)損耗因數(shù)(tan δ)的最小值應(yīng)出現(xiàn)在低頻段。而A套管的介質(zhì)損耗因數(shù)(tan δ)的最小值出現(xiàn)在高頻段，A套管在低頻段的tan δ值大大超過B套管，體現(xiàn)出受潮和老化的特征。從測試曲線來看，C套管絕緣狀態(tài)最好、B套管次之，A套管已出現(xiàn)受潮和老化的特征。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種變壓器高壓套管絕緣檢測裝置，包括頻率和電壓可調(diào)的變頻電源，可調(diào)諧振電抗器，電壓檢測單元，電流檢測單元，測量與控制單元，其特征在于變頻電源通過可調(diào)諧振電抗器與被測試高壓套管相連，被測試高壓套管通過電流檢測單元與地相接，電壓檢測單元設(shè)置在可調(diào)諧振電抗器輸出端和所述地之間，測量與控制單元分別與變頻電源、可調(diào)諧振電抗器、電流檢測單元和電壓檢測單元相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器高壓套管絕緣檢測裝置，其特征在于所述變頻電源輸出電壓0-300V可調(diào)，頻率10Hz-500Hz可調(diào)，功率5kW。
3.如權(quán)利要求1所述的變壓器高壓套管絕緣檢測裝置，其特征在于所述可調(diào)諧振電抗器電感值2H465H可調(diào)，額定電流6A，額定電壓10kV。
4.如權(quán)利要求1所述的變壓器高壓套管絕緣檢測裝置，其特征在于所述電壓檢測單元為電容分壓器，分壓比1 1000、準(zhǔn)確度0. 1級、額定電壓10kV，電容值分為lyF、 0.01 μ F兩種不同的規(guī)格。
專利摘要本實用新型涉及一種變壓器高壓套管絕緣檢測裝置，包括頻率和電壓可調(diào)的變頻電源，可調(diào)諧振電抗器，電壓檢測單元，電流檢測單元，測量與控制單元，其特征在于變頻電源通過可調(diào)諧振電抗器與被測試高壓套管相連，被測試高壓套管通過電流檢測單元與地相接，電壓檢測單元設(shè)置在可調(diào)諧振電抗器輸出端和所述地之間，測量與控制單元分別與變頻電源、可調(diào)諧振電抗器、電流檢測單元和電壓檢測單元相連接。本實用新型通過改變電源頻率、諧振電抗器的電感值以及采用不同的補償電容器，通過串聯(lián)諧振可以靈活地獲得不同頻率的10kV的試驗電壓，降低了設(shè)備的體積和重量。
文檔編號G01R31/12GK202217031SQ201120311458
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者劉詣, 吳垂明, 張連星, 彭熾剛, 杜振波, 湯振鵬, 程林, 羅先中, 聶德鑫, 鄧小強, 鄧建鋼, 陳元慶, 陳鋼, 麥漢源 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 廣東電網(wǎng)公司江門供電局