[發明專利]基于脈沖振蕩原理的電抗器匝間絕緣檢測裝置

在審

• 申請號: 201410812610.1
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104515941A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 陳炯;楊珀;羅沙;胡育蓉;汪太平;董翔宇;許旵鵬;章海斌
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司檢修公司;上海協控電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種絕緣檢測裝置，特別涉及一種基于脈沖振蕩原理的電抗器匝間絕緣檢測裝置。

背景技術

干式空心電抗器一般由多個同軸繞組包封組成，所有包封在電氣上是并聯的，在每個包封中有若干個并聯連接的線圈，每層線圈又有數根小截面金屬導線(一般為鋁導線)并繞而成，每根導線上包有聚酷薄膜或玻璃絲作匝絕緣，每個包封用浸有環氧樹脂的長玻璃絲纖維包繞.電抗器繞制完畢后，經加熱固化，整個繞組包封形成一個堅固的整體。

干式空心電抗器與傳統的油浸式鐵心電抗器相比，具有結構簡單、重量輕、體積小、線性度好、損耗低、維護方便等優點，因此得到了迅速發展和廣泛應用。隨著干式空心電抗器在電網中大量使用，由于產品質量潛在隱患或絕緣老化等原因，其故障逐步增加，電抗器著火燃燒事故時有發生，給電網造成了巨大的經濟損失。國內外空心電抗器的運行情況和大量資料表明，線圈的匝間絕緣損壞事故在空心電抗器運行時出現的故障中占多數，而且，由于這種事故往往會造成電抗器發生匝間絕緣直接短路，導致電抗器燒毀，造成很大的直接和間接經濟損失。

目前，對于高壓干式電抗器的絕緣檢測主要集中在繞組電阻檢測、絕緣電阻檢測和外施耐壓等方法。當電抗器局部匝間發生短路時，對于整體的直流電阻、電感量和對地絕緣強度的影響很小，這造成這些方法在應用的過程中對于匝間故障的檢測不是十分有效，尤其是當匝間短路的線圈匝數很少時（如只有1匝的情況下）。針對于上述的情況，本發明采用脈沖振蕩原理設計出適合于電抗器匝間絕緣檢測的試驗系統，并給出相應的診斷方法，根據所測得試驗數據實現對電抗器匝間絕緣狀態的診斷，將匝間絕緣出現損壞、劣化、老化的電抗器檢測出來，及時更換，防止其在運行中損壞造成供電中斷事故。

發明內容

本發明是針對現有高壓干式電抗器的絕緣檢測不適用電抗器匝間絕緣檢測的問題，提出了一種基于脈沖振蕩原理的電抗器匝間絕緣檢測裝置，采用脈沖振蕩原理設計出適合于電抗器匝間絕緣檢測的裝置，解決電抗器匝間絕緣難以檢測的問題。

本發明的技術方案為：一種基于脈沖振蕩原理的電抗器匝間絕緣檢測裝置，包括控制單元、調壓器、高壓試驗變壓器、整流硅堆、保護電阻、電阻分壓器高壓臂電阻、電阻分壓器低壓臂電阻、可控放電球隙、阻尼電阻、主電容、電抗器試品、電容分壓器高壓臂電容、電容分壓器低壓臂電容、示波器；

調壓器輸出兩端接高壓試驗變壓器一次繞組，高壓試驗變壓器二次繞組兩端接依次串聯的高壓硅堆、保護電阻、電阻分壓器高壓臂電阻、電阻分壓器低壓臂電阻；

可控放電球隙并聯在串聯的電阻分壓器高壓臂電阻和電阻分壓器低壓臂電阻兩端，串聯的阻尼電阻、主電容、電抗器試品組成阻尼振蕩電路，可控放電球隙兩端并聯在阻尼振蕩電路兩端；

串聯的電容分壓器高壓臂電容和電容分壓器低壓臂電容并聯在電抗器試品兩端進行振蕩檢測，示波器并聯接在電容分壓器低壓臂的兩側；

電阻分壓器高壓臂電阻和電阻分壓器低壓臂電阻組成的電阻分壓器將輸出的直流高壓進行分壓，并將分壓所得的信號輸入到控制單元，控制單元根據電壓分壓器所得的信號調節控制信號，實現對調壓器輸出電壓和球隙放電電壓的調節控制。

本發明的有益效果在于：本發明基于脈沖振蕩原理的電抗器匝間絕緣檢測裝置，解決目前對電抗器匝間絕緣長期不能監管的被動局面，對促進電抗器制造廠家產品質量提高及確保整個電網的安全運行將起到積極的作用。

附圖說明

圖1為脈沖振蕩波形產生原理圖；

圖2為基于脈沖振蕩原理的標準檢測裝置結構示意圖；

圖3為本發明基于脈沖振蕩原理的電抗器匝間絕緣檢測裝置結構示意圖。

具體實施方式

1、脈沖振蕩波形產生原理：

充滿電荷的充電電容器經球隙對電抗器放電時形成RLC振蕩，如圖1所示原理圖。設充電電容初始充電電壓為U_C0，電感的初始電流為零。在t=0時將開關S閉合，電容器通過回路給電阻R和電抗器電感L放電，則可以建立如下電壓方程：

解此二階微分方程，在滿足的振蕩條件下：

式中：稱為固有振蕩角頻率，為阻尼系數，為實際振蕩頻率，為初相位。顯然，電抗器上能夠得到高頻脈沖振蕩電壓波形。

干式空心電抗器的品質因數滿足足夠小的條件，此時，電感上的電壓波形和振蕩頻率為：