[發明專利]一種電力設備局部放電檢測用弱阻尼交流高壓發生器

有效

• 申請號: 201310476684.8
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103543305A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張偉;侯喆;李洪杰;黃志偉;薛榮
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及電力設備絕緣狀態檢測技術及其應用領域，特別是涉及一種用于電力設備局部放電檢測用的高壓弱阻尼交流電壓發生器。

背景技術

局部放電檢測及定位測試屬于電力電纜的現場交接試驗以及狀態檢修工作的重要內容。對于具有大電容量的電力設備，其現場試驗所需的工頻高壓電源的體積和重量通常都很大，運輸困難，難以滿足現場測試需求。近些年來，一種先進的阻尼交流電壓測試技術在電力企業獲得了越來越廣泛的應用。此類設備便攜型強，操作方便，與工頻交流電壓具有良好的等效性，適用于各類大電容量電力設備的現場試驗。

然而，目前的阻尼交流電壓測試技術在實際應用中還存在若干技術問題尚待解決：1）阻尼交流電壓發生器的關鍵部件高壓半導體開關處于LC串聯諧振回路之中，而半導體開關的通流能力制約了振蕩波測試技術的進一步推廣應用。同時開關及其附屬電路的性能也會對振蕩波形及測試效果產生影響；2）傳統的阻尼交流電壓測試系統在測試時需要使用高壓直流電源對主回路電容和待測設備充電，這使得待測設備在經受阻尼振蕩波前先得承受較長時間的直流高壓，影響了阻尼振蕩波電壓與工頻交流電壓局部放電測試結果的等效性。3）傳統的拓撲結構要求阻尼交流電壓測試系統必須具有高壓直流電源，且空心電抗器的兩端都需要較高的絕緣設計，這些因素也增大了現有測試設備的體積和重量，降低了設備的便攜性。4）傳統的阻尼交流電壓測試系統只適用于具有大電容量的電力設備，對于低電容量或感性設備無法開展局部放電測試工作。因此，如何設計和制作一種安全、便攜、高效的新型弱阻尼交流高壓發生器，解決目前基于阻尼交流電壓技術的電力設備局部放電監測系統所面臨的現實問題，實屬當前業界的重要研究課題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種具有新型拓撲結構的弱阻尼交流高壓發生器，且具有安全性高、便攜性強、應用廣泛等特點，以克服現有技術的監測系統在電力企業的應用實踐中技術方面存在的不足和困難。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種電力設備局部放電檢測用弱阻尼交流高壓發生器，該高壓發生器主要包含下述單元：

大功率直流電源S11，與工頻交流電源相連，用于給整個發生器供電；

高壓半導體開關K11，與直流電源連接，用于對發生器的充電回路進行控制；

電抗器單元L11，其一端與高壓半導體開關K11相連接，另一端接地，為整個發生器的儲能和振蕩單元；

阻容分壓器V11，與電抗器單元L11并聯，用于測量待測設備兩端的高壓阻尼振蕩波形和相應的局部放電信號；

電容單元C11，與阻容分壓器V11并聯，參與主回路振蕩并調節振蕩頻率。

優選地，所述大功率直流電源進一步包括：

大電流整流橋B21，其兩個輸入端與交流220V相連接，輸出端的一端接地；

第一電容C21，其兩端分別與整流橋的兩個輸出端并聯；

高速電子開關K21，其一端與第一電容C21相連接，另一端與第二電容C22相連接；

第二電容C22，其一端與所述的電子開關K21的相連接，另一端接地；

電感L21，其一端與所述第二電容C22相連接，且另一端與第三電容C23相連接；

第三電容C23，其一端為直流電源的輸出端，與所述電感L21相連接，另一端接地。

優選地，當現場無工頻交流電源時，發生器中的大功率直流電源S11可由大容量的可充電電池代替。

優選地，所述電抗器單元L11與待測設備并聯，且具有保證阻尼交流電壓波形的緩慢衰減的低內阻值。

優選地，所述電抗器單元L11繞組由漆包銅線分段繞置于環氧骨架上，且相鄰兩段繞組間使用絕緣擋板隔離固定，具有良好的耐壓性能。

優選地，所述高壓半導體開關K11由多個低電壓等級的模塊串聯而成，每個單元模塊分別由高壓隔離變壓器、IGBT驅動板、IGBT模塊及相應的緩沖保護電路依次連接構成。

優選地，所述高壓半導體開關K11的輸入端與220V交流相連，IGBT的驅動板通過光纖傳遞控制信號。

優選地，所述高壓半導體開關K11僅在充電回路中工作，不參與主回路的振蕩。