沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，解決了在現(xiàn)場對(duì)變壓器實(shí)施沖擊電壓進(jìn)行局部放電檢測的難題。包括在沖擊電壓發(fā)生器（1）的輸出端與地之間連接有標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器（2），沖擊電壓發(fā)生器的輸出端通過變壓器高壓套管（4）與變壓器（5）的繞組電連接，在變壓器高壓套管的套管末屏接地引線（6）上套接有第一高頻電流傳感器（8），第一高頻電流傳感器與高通濾波器（11）的輸入端連接，在變壓器的本體接地引線（7）上套接有第二高頻電流傳感器（9），第二高頻電流傳感器與高通濾波器的另一輸入端連接，高通濾波器的輸出端與高速示波器（12）連接。對(duì)變壓器的故障判斷和狀態(tài)評(píng)估有重要意義。
【專利說明】沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)備的試驗(yàn)檢測裝置，特別涉及一種沖擊電壓下對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行檢測的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一，其安全運(yùn)行關(guān)系著整個(gè)電網(wǎng)的安全。對(duì)電力變壓器要進(jìn)行沖擊電壓試驗(yàn)、工頻電壓試驗(yàn)和工頻電壓合并局部放電試驗(yàn)。其中的工頻電壓合并局部放電試驗(yàn)在長期的實(shí)施中得到了大家的認(rèn)可，認(rèn)為是一項(xiàng)可對(duì)變壓器故障進(jìn)行檢驗(yàn)和診斷的有效手段。其中的沖擊電壓試驗(yàn)，目前，還只是進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，并不進(jìn)行沖擊電壓下局部放電的試驗(yàn)測量。但對(duì)變壓器進(jìn)行沖擊電壓試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行局部放電測量，可以有效提高變壓器故障診斷的靈敏度，對(duì)于判斷設(shè)備的損傷程度具有重要的意義。專利號(hào)為201220536097.4的，題目為“一種基于雙電極的沖擊電壓下變壓器油中尖端放電的檢測裝置”的中國專利公開了一種檢測裝置，該裝置由沖擊電壓發(fā)生器、電容分壓器、變壓器油中尖端電極、變壓器油中稍不均勻場電極、電流傳感器、傳輸電纜、高通濾波器、示波器等部件組成，可對(duì)沖擊電壓下變壓器油中尖端放電進(jìn)行測試和研究。但該裝置的檢測對(duì)象為一個(gè)缺陷實(shí)驗(yàn)單元，并非針對(duì)實(shí)體變壓器，在進(jìn)行沖擊電壓下實(shí)體變壓器局部放電的檢測時(shí)，該專利所提供的雙電極方法在現(xiàn)成是無法實(shí)施的。因此，輸送電現(xiàn)場迫切需要一種簡單、實(shí)用和行之有效的變壓器沖擊電壓下局部放電的檢測裝置和檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了 一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，解決了在現(xiàn)場對(duì)變壓器實(shí)施沖擊電壓進(jìn)行局部放電檢測的難題。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的:
一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，包括沖擊電壓發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器、變壓器和高速示波器，在沖擊電壓發(fā)生器的輸出端與地之間連接有標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器，沖擊電壓發(fā)生器的輸出端通過變壓器高壓套管與變壓器的繞組電連接在一起，在變壓器高壓套管的套管末屏接地引線上套接有第一高頻電流傳感器，第一高頻電流傳感器與高通濾波器的輸入端連接，在變壓器的本體接地引線上套接有第二高頻電流傳感器，第二高頻電流傳感器與高通濾波器的另一輸入端連接，高通濾波器的輸出端與高速示波器連接，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器的中部輸出端通過信號(hào)線與高速示波器連接。
[0005]標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器的分壓比為1000:1。
[0006]一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測方法，包括以下步驟:
第一步、在沖擊電壓發(fā)生器的輸出端與地之間連接標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器，將沖擊電壓發(fā)生器的輸出端通過變壓器高壓套管與變壓器的繞組電連接，在變壓器高壓套管的套管末屏接地引線上套接第一高頻電流傳感器，第一高頻電流傳感器與高通濾波器的輸入端連接，在變壓器的本體接地引線上套接第二高頻電流傳感器，第二高頻電流傳感器與高通濾波器的另一輸入端連接，將高通濾波器的輸出端與高速示波器連接，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器的中部輸出端通過信號(hào)線與高速示波器連接；
第二步、沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)低幅值沖擊電壓，該低幅值沖擊電壓的幅值最大值小于試驗(yàn)電壓的50%，若此時(shí)變壓器內(nèi)無局部放電信號(hào)，將高速示波器采集到的第一高頻電流傳感器上的電流脈沖信號(hào)和第二高頻電流傳感器上的電流脈沖信號(hào)作為背景參考信號(hào);
第三步、沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)沖擊電壓，該沖擊電壓的幅值最大值等于試驗(yàn)電壓的100%，高速示波器采集第一高頻電流傳感器上的電流脈沖信號(hào)和第二高頻電流傳感器上的電流脈沖信號(hào)，將這兩個(gè)電流脈沖信號(hào)與第二步得到的兩背景參考信號(hào)進(jìn)行比較，若出現(xiàn)顯的放電脈沖，則變壓器存在局部放電；
第四步、將第三步中高速示波器采集到的第一高頻電流傳感器上的電流脈沖信號(hào)的極性與第二高頻電流傳感器上的電流脈沖信號(hào)的極性進(jìn)行比較，若兩極性相同，則放電脈沖由變壓器外部回路產(chǎn)生，若兩極性相反，則放電脈沖由變壓器本身產(chǎn)生。
[0007]本發(fā)明是在沖擊電壓下進(jìn)行變壓器局部放電的檢測，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，為生產(chǎn)現(xiàn)場對(duì)變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)提供了可實(shí)現(xiàn)的檢測裝置和方法，對(duì)變壓器的故障判斷和狀態(tài)評(píng)估有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的檢測過程的流程圖；
圖3是本發(fā)明的高速示波器12所采集到的變壓器等效電容上的脈沖電流信號(hào)極性與套管等效電容上的脈沖電流信號(hào)極性在變壓器不產(chǎn)生局部放電時(shí)的示意圖；
圖4是本發(fā)明的高速示波器12所采集到的變壓器等效電容上的脈沖電流信號(hào)極性與套管等效電容上的脈沖電流信號(hào)極性在變壓器產(chǎn)生局部放電時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，包括沖擊電壓發(fā)生器1、標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器
2、變壓器5和高速示波器12，在沖擊電壓發(fā)生器I的輸出端與地之間連接有標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器2，沖擊電壓發(fā)生器I的輸出端通過變壓器高壓套管4與變壓器5的繞組電連接在一起，在變壓器高壓套管4的套管末屏接地弓I線6上套接有第一高頻電流傳感器8，第一高頻電流傳感器8與高通濾波器11的輸入端連接，在變壓器5的本體接地引線7上套接有第二高頻電流傳感器9，第二高頻電流傳感器9與高通濾波器11的另一輸入端連接，高通濾波器11的輸出端與高速示波器12連接，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器2的中部輸出端通過信號(hào)線10與高速示波器12連接。
[0010]一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測方法，包括以下步驟:
第一步、在沖擊電壓發(fā)生器I的輸出端與地之間連接標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器2,將沖擊電壓發(fā)生器I的輸出端通過變壓器高壓套管4與變壓器5的繞組電連接，在變壓器高壓套管4的套管末屏接地引線6上套接第一高頻電流傳感器8，第一高頻電流傳感器8與高通濾波器11的輸入端連接，在變壓器5的本體接地引線7上套接第二高頻電流傳感器9，第二高頻電流傳感器9與高通濾波器11的另一輸入端連接，將高通濾波器11的輸出端與高速示波器12連接，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器2的中部輸出端通過信號(hào)線10與高速示波器12連接；
第二步、沖擊電壓發(fā)生器I產(chǎn)生一個(gè)低幅值沖擊電壓，該低幅值沖擊電壓的幅值最大值小于試驗(yàn)電壓的50%，若此時(shí)變壓器內(nèi)無局部放電信號(hào)，將高速示波器12采集到的第一高頻電流傳感器8上的電流脈沖信號(hào)和第二高頻電流傳感器9上的電流脈沖信號(hào)作為背景參考信號(hào)；
第三步、沖擊電壓發(fā)生器I產(chǎn)生一個(gè)沖擊電壓，該沖擊電壓的幅值最大值等于試驗(yàn)電壓的100%，高速示波器12采集第一高頻電流傳感器8上的電流脈沖信號(hào)和第二高頻電流傳感器9上的電流脈沖信號(hào)，將這兩個(gè)電流脈沖信號(hào)與第二步得到的兩背景參考信號(hào)進(jìn)行比較，若出現(xiàn)顯的放電脈沖，則變壓器存在局部放電；
第四步、將第三步中高速示波器12采集到的第一高頻電流傳感器8上的電流脈沖信號(hào)的極性與第二高頻電流傳感器9上的電流脈沖信號(hào)的極性進(jìn)行比較，若兩極性相同，則放電脈沖由變壓器外部回路產(chǎn)生，若兩極性相反，則放電脈沖由變壓器本身產(chǎn)生。
[0011]本發(fā)明采用沖擊電壓發(fā)生器I作為變壓器的試驗(yàn)電壓，沖擊電壓波形為標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊、標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓、振蕩型雷電沖擊及振蕩型操作沖擊四種沖擊電壓波形。沖擊電壓波形通過套管施加到變壓器繞組上，當(dāng)需要對(duì)高壓繞組進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可通過高壓套管4將沖擊電壓施加到高壓繞組上，同樣，但需要對(duì)電壓繞組進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可通過低壓套管3將沖擊電壓施加到低壓繞組上。
[0012]采用標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器2進(jìn)行試驗(yàn)電壓波形的獲得，電容分壓器分壓比為1000:1。
[0013]在套管末屏的接地線及變壓器本體接地線上套接的第一高頻電流傳感器8和第二高頻電流傳感器9均采用羅格夫斯基線圈，其測量頻帶為100kHz-40MHz。將兩路高頻電流傳感器獲得的信號(hào)通過高通濾波器接入高速示波器12，高通濾波器11為雙通道，頻率范圍為下限3.5MHz，可有效抑制沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的位移電流所帶來的低頻干擾，信號(hào)線采用屏蔽電纜，其波阻抗為50歐姆。分壓器得到的試驗(yàn)電壓信號(hào)和高頻電流傳感器得到的局部放電信號(hào)接入示波器進(jìn)行采集和分析，示波器采用泰克4104，具有四通道、IG帶寬，5GHz采樣率。
[0014]實(shí)際試驗(yàn)中，根據(jù)試驗(yàn)的需要，可以靈活調(diào)整各參賽，例如取:沖擊電壓發(fā)生器參數(shù)可根據(jù)被試設(shè)備額定電壓進(jìn)行選取，分壓器變比也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選取。
[0015]本發(fā)明的流程如附圖2所示，首先對(duì)變壓器繞組施加50%沖擊電壓，此時(shí)變壓器不會(huì)發(fā)生局部放電；如流程圖102所示，然后通過套管末屏接地引線和變壓器本體接地引線上的高頻電流傳感器進(jìn)行背景噪聲的測量，獲得變壓器沒有局部放電時(shí)的背景信號(hào)；然后如流程圖103所示，對(duì)變壓器繞組施加100%沖擊電壓，采集套管末屏接地引線和變壓器本體接地引線上的高頻電流傳感器所檢測到的信號(hào)，如果變壓器不存在局部放電，則此時(shí)測量結(jié)果和對(duì)變壓器繞組施加50%沖擊電壓中的測量結(jié)果類似，如果此時(shí)存在局部放電，則會(huì)出現(xiàn)明顯的放電脈沖，此時(shí)還應(yīng)通過比較兩路高頻電流傳感器的極性判斷此放電脈沖是變壓器本體產(chǎn)生,還是由外部回路產(chǎn)生。
[0016]本發(fā)明判斷放電脈沖是否由變壓器本體產(chǎn)生的方法的原理如附圖3、4所示，變壓器等效電容13和套管等效電容14，當(dāng)放電脈沖為變壓器外部回路產(chǎn)生時(shí)，如圖3所示，電流脈沖在兩路傳感器上的方向相同，其檢測到的變壓器等效電容上脈沖15和套管等效電容上脈沖16極性相同。當(dāng)放電脈沖為變壓器本體所產(chǎn)生時(shí)，如圖4所示，電流脈沖在兩路傳感器上的方向相反，其檢測到的變壓器等效電容上脈沖15和套管等效電容上脈沖16極性相反。根據(jù)兩路傳感器檢測到脈沖的極性即可判斷放電脈沖是變壓器本體所產(chǎn)生，還是外部回路所產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)干擾和信號(hào)的分析。
[0017]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置及其方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，包括沖擊電壓發(fā)生器(I)、標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器(2)、變壓器(5)和高速示波器(12)，其特征在于，在沖擊電壓發(fā)生器(I)的輸出端與地之間連接有標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器(2)，沖擊電壓發(fā)生器(I)的輸出端通過變壓器高壓套管(4)與變壓器(5)的繞組電連接，在變壓器高壓套管(4)的套管末屏接地引線(6)上套接有第一高頻電流傳感器(8)，第一高頻電流傳感器(8)與高通濾波器(11)的輸入端連接，在變壓器(5)的本體接地弓丨線(7)上套接有第二高頻電流傳感器(9)，第二高頻電流傳感器(9)與高通濾波器(11)的另一輸入端連接，高通濾波器(11)的輸出端與高速示波器(12)連接，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器(2)的中部輸出端通過信號(hào)線(10)與高速示波器(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沖擊電壓下變壓器局部放電檢測裝置，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器(2)的分壓比為1000:1。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103558521SQ201310532330
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月2日
【發(fā)明者】梁基重, 高鵬, 楊冬冬, 陳昱同, 俞華 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院