[發(fā)明專利]一種檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710233504.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN107422167A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)飛;閔絢;尹婷;勞斯佳;何櫻;劉洋;何慧雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11266
• 代理人: 郭一斐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著新能源和柔性輸電技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)高壓自愈式電容器的需求量越來越大，電容器的運(yùn)行可靠性對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行越來越重要。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，電容器上的自愈點(diǎn)數(shù)量會(huì)逐漸增多，絕緣介質(zhì)也會(huì)逐漸老化，這就導(dǎo)致了自愈失效的出現(xiàn)只是時(shí)間問題，完全不發(fā)生自愈失效的電容器理論上是不存在的。自愈失效發(fā)生以后，經(jīng)過或短或長(zhǎng)的一段時(shí)間，電容器會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，并有可能引發(fā)著火或爆炸等重大事故，從而危害電網(wǎng)安全。因此，必須在電容器發(fā)生自愈失效時(shí)，盡快將其從電力系統(tǒng)中切除，避免事故擴(kuò)大。

由于自愈式電容器在自愈失效時(shí)，并非發(fā)生金屬性短路，其短路電阻在幾個(gè)歐姆到上百千歐姆范圍內(nèi)變化，且沒有明顯的變化規(guī)律，所以，常用的電壓或電流不平衡保護(hù)無法對(duì)這種故障形式進(jìn)行有效保護(hù)。

壓力保護(hù)裝置是目前低壓自愈式電容器常用的保護(hù)方式，但如何應(yīng)用于高壓電容器還沒有成熟的研究成果。壓力保護(hù)是基于自愈失效產(chǎn)氣導(dǎo)致電容器單元內(nèi)部氣壓變化，當(dāng)氣壓大到一定的程度時(shí)，電容器單元的外殼會(huì)產(chǎn)生明顯的形變，通過外殼形變和機(jī)械傳動(dòng)裝置切斷電容器引線，從而實(shí)現(xiàn)將自愈失效的電容器從電源切除的目的。壓力保護(hù)需要產(chǎn)氣量達(dá)到一定程度，氣壓足夠大時(shí)才能觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，其靈敏度相對(duì)較低。因此，如何針對(duì)高壓自愈式電容器的自愈失效進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)成為實(shí)際中迫切需要解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置，所述裝置包括：

氫氣傳感器，用于檢測(cè)高壓自愈式電容器內(nèi)部的氫氣濃度。

優(yōu)選地，所述裝置中的氫氣傳感器是熱傳導(dǎo)型氫氣傳感器。熱傳導(dǎo)型氫氣傳感器根據(jù)混合氣體的總導(dǎo)熱系數(shù)隨著待測(cè)氣體的含量不同而改變的原理制成。

3個(gè)電位器，以串聯(lián)形式連接，其中中間的電位器電阻值小于兩側(cè)的2個(gè)電位器電阻值，并且所述兩側(cè)的2個(gè)電位器電阻值相等。

電壓輸入單元，其用于為裝置正常工作提供工作電壓。

電壓輸出單元，其用于輸出裝置檢測(cè)到的電壓值，當(dāng)輸出的電壓值達(dá)到規(guī)定值時(shí)，確定高壓自愈式電容器自愈失效。

優(yōu)選地，所述電壓輸出單元的輸出電壓隨著氫氣濃度的增大而線性增大。當(dāng)氫氣傳感器遇到導(dǎo)熱系數(shù)比空氣大的氣體時(shí)，電位器的電阻值變小，輸出電壓變小，遇到導(dǎo)熱系統(tǒng)比空氣小的氣體時(shí)，電位器的電阻變大，輸出電壓變大。在所述裝置使用前，將其放置于氫氣濃度為0％的環(huán)境中，調(diào)節(jié)電位器使得檢測(cè)電路輸出電壓為0mV。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電壓輸出單元的輸出電壓隨著氫氣濃度的增大而線性增大，比如實(shí)驗(yàn)中1％的氫氣濃度增加會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)電路的輸出電壓增大4.1mV，而將其置于氫氣濃度為10％的環(huán)境中時(shí)，檢測(cè)電路的輸出電壓為41mV。

優(yōu)選地，所述裝置安裝于高壓自愈式電容器內(nèi)壁。為了避免電容器的電極對(duì)裝置產(chǎn)生干擾，裝置安裝于離電容器電極有一定距離處的內(nèi)壁效果會(huì)更好。

優(yōu)選地，所述裝置還包括報(bào)警單元，當(dāng)電壓輸出單元的輸出電壓超過規(guī)定值時(shí)，所述裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選地，在所述裝置中，確定高壓自愈式電容器自愈失效的輸出電壓規(guī)定值是通過測(cè)量高壓自愈式電容器在自愈失效時(shí)的輸出電壓確定的。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的方法，所述方法為監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)，確定所述高壓自愈式電容器自愈失效。

優(yōu)選地，在所述方法中，當(dāng)輸出電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)，報(bào)警單元啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選地，在所述方法中，確定高壓自愈式電容器自愈失效的輸出電壓規(guī)定值是通過測(cè)量高壓自愈式電容器在自愈失效時(shí)的輸出電壓確定的。

綜上所述，本發(fā)明所提供的基于氫氣濃度檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置和方法，利用所述裝置隨著電容器內(nèi)氫氣濃度的變化，輸出電壓線性增大的特征，通過實(shí)驗(yàn)確定的規(guī)定值，準(zhǔn)確的判斷高壓自愈式電容器自愈失效的情形，這種保護(hù)方式比壓力保護(hù)的靈敏度更高。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施方式：

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式的檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式采用的MD61型氫氣傳感器的外觀圖；

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式的安裝了檢測(cè)高壓自愈式電容器自愈失效的裝置的電容器的結(jié)構(gòu)圖。