[實(shí)用新型]一種用于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320613731.4
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN203455446U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭翔;聶洪巖;張良;王永紅;吳德貫;魏新勞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心;哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為調(diào)節(jié)電網(wǎng)的無功功率，在超高壓、大電網(wǎng)變電站的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中要求串聯(lián)或并聯(lián)一定數(shù)量的電抗器，此外在電網(wǎng)中電抗器也常用于濾波、限流等場合。與傳統(tǒng)的油浸式鐵芯電抗器相比，干式空心電抗器具備電抗值線性、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、不易磁飽和等優(yōu)點(diǎn)，因而其投運(yùn)數(shù)量迅速增加。隨著干式電抗器投運(yùn)數(shù)量及投運(yùn)時(shí)間的增加，故障也逐步增多。線圈受潮、材料缺陷、局部過熱、投切頻繁及局部電弧等故障最終會(huì)導(dǎo)致電抗器的匝間短路燒毀電抗器，甚至造成更大的事故。傳統(tǒng)用于檢驗(yàn)電抗器匝間是否存在缺陷的是雷電沖擊電壓法，但由于雷電沖擊電壓法存在著故障前后波形變化不明顯，容易造成誤判的缺點(diǎn)。近年脈沖振蕩電壓法被越來越多的國家用來檢驗(yàn)干式空心電抗器的匝間絕緣狀況，然而脈沖振蕩電壓法雖能通過波形比較，很好的確定電抗器是否存在著絕緣缺陷，但并不能對(duì)匝間絕緣故障進(jìn)行精確的定位。而有些時(shí)候是需要了解匝間短路的具體位置的，比如，對(duì)于有些可修復(fù)性的絕緣損傷或者想要了解短路的具體原因和過程的情況。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有脈沖振蕩電壓法僅能發(fā)現(xiàn)干式空心電抗器是否存在匝間絕緣缺陷，而無法對(duì)匝間絕緣缺陷的位置進(jìn)行定位的問題，本實(shí)用新型提出了一種用于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位的裝置。

一種用于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位的裝置，它包括探測裝置、取樣電阻和測壓裝置；所述的探測裝置包括漆包探測線圈、絕緣骨架、絕緣手柄，所述的絕緣骨架為圓柱體，所述的絕緣骨架的一端側(cè)壁設(shè)有一圈凹槽，所述的漆包探測線圈纏繞并嵌入在所述凹槽內(nèi)，所述的絕緣骨架的另一端的側(cè)壁設(shè)有盲孔，所述的絕緣手柄的一端嵌入所述盲孔內(nèi)，且所述的絕緣手柄與所述盲孔緊密配合；

所述的漆包探測線圈的一端同時(shí)與取樣電阻的一端和測壓裝置的一個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述的漆包探測線圈的另一端同時(shí)與取樣電阻的另一端和測壓裝置的另一個(gè)信號(hào)輸入端連接。

原理分析：

根據(jù)楞次定律，當(dāng)穿過某閉合導(dǎo)體的磁通發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通是阻礙原磁通的變化趨勢的；當(dāng)干式空心電抗器的線圈中的一匝線圈發(fā)生短路時(shí)，整個(gè)干式空心電抗器的其它完好線圈在空間中產(chǎn)生的磁場會(huì)穿過短路匝，此時(shí)短路匝將會(huì)產(chǎn)生反向磁通，來阻礙短路匝中磁通的變化。短路匝產(chǎn)生的磁通會(huì)穿過與其相鄰的線圈，那么與短路匝相交鏈的線圈也被短路（互感的作用），那么相當(dāng)于此時(shí)的短路線圈已不是一匝，而是以短路匝為中心的幾匝線圈。例如，當(dāng)短路線圈位于干式空心電抗器線圈的一端和另一端之間時(shí)，該干式空心電抗器整個(gè)線圈的磁場分布的示意圖如附圖3所示，整個(gè)線圈變成了三個(gè)線圈的串聯(lián)，變成S-N，N-S，S-N三斷線圈。

并且由于干式空心電抗器其它完好線圈的磁通都與短路匝間形成交鏈，所以短路匝中的磁通應(yīng)該是最大的，并且與其它線圈中磁通方向相反；從附圖5中還可以看出，在短路匝與非短路匝的分界區(qū)域，由于存在著相反的兩個(gè)方向的磁通，矢量相加后可知這兩個(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱。而在分界區(qū)域以外線圈的其它區(qū)域內(nèi)，由于受短路匝的影響較小，與不存在短路匝時(shí)區(qū)別不大。

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)穿過一閉合導(dǎo)體的磁通發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)出現(xiàn)電流。導(dǎo)體中會(huì)出現(xiàn)的電流是導(dǎo)體中存在的某種電動(dòng)勢的反映，這種由電磁感應(yīng)引起的電動(dòng)勢叫做感應(yīng)電動(dòng)勢。閉合回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢ε與穿過此回路的磁通φ_m隨時(shí)間的變化率成正比。這里規(guī)定感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與穿過該回路磁通φ_m的參考方向符合右手螺旋關(guān)系。

本實(shí)用新型根據(jù)變化的磁通在漆包探測線圈中感生出電勢，由此來反映干式空心電抗器的線圈各點(diǎn)處的磁場的情況，并通過測壓裝置測量取樣電阻兩端的電壓值，來反應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢的變化。

干式空心電抗器在有、無匝間絕緣故障時(shí)其周圍的電場分布是不一樣的，首先使本實(shí)用新型所述的一種用于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位的裝置中的探測裝置中的漆包探測線圈沿存在絕緣故障的干式空心電抗器的線圈的一端向另一端移動(dòng)，干式空心電抗器的線圈周圍的磁場會(huì)在漆包探測線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，通過測量漆包探測線圈電動(dòng)勢的大小確定干式空心電抗器匝間絕緣故障的具體位置。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述的一種用于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位的裝置中的探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型所述的一種用于干式空心電抗器匝間絕緣故障定位的裝置的電氣原理圖。