[發明專利]開關設備分合閘線圈匝間絕緣故障診斷特征波形發生裝置

在審

• 申請號: 201710953183.2
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107741555A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 李天輝;李曉峰;龐先海;潘瑾;范輝;張建忠
• 申請（專利權）人: 國網河北能源技術服務有限公司;國家電網公司;國網河北節能服務有限公司;國網河北省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/06
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司13100
• 代理人: 韓紅艷

技術領域

本發明屬于電力設備絕緣檢測技術及其應用領域，特別是涉及開關設備分合閘線圈匝間絕緣故障診斷特征波形發生裝置。

背景技術

開關設備的分合閘動作通常是在發出動作命令后，分合閘線圈通電使鐵芯運動，觸發分合閘摯子脫扣來完成。開關設備線圈由于加工工藝不良、繞制工藝缺陷、匝間排列混亂等原因，會導致線匝間的絕緣降低甚至出現匝間短路，即線圈匝間短路故障。匝間短路故障將造成發出開關設備動作命令后線圈產生的磁力減小，線圈吸合時電流增大，嚴重時將無法正常完成分、合閘操作，甚至因長時間通電導致線圈發熱直至燒毀，引發開關設備拒動的嚴重故障。據統計，類似故障案例在系統內進口開關設備廠家及國產開關設備廠家中已出現多起，對電網和設備安全運行造成嚴重威脅。開關設備的分合閘動作通常是在發出動作命令后，分合閘線圈通電使鐵芯運動，觸發分合閘摯子脫扣來完成。開關設備線圈由于加工工藝不良、繞制工藝缺陷、匝間排列混亂等原因，會導致線匝間的絕緣降低甚至出現匝間短路，即線圈匝間短路故障。匝間短路故障將造成發出開關設備動作命令后線圈產生的磁力減小，線圈吸合時電流增大，嚴重時將無法正常完成分、合閘操作，甚至因長時間通電導致線圈發熱直至燒毀，引發開關設備拒動的嚴重故障，對電網和設備安全運行造成嚴重威脅。

目前對開關設備線圈的檢測有北京交通大學的學者，采用小波分析與時域求極值點相結合的方法來獲取高壓開關設備分合閘線圈電流信號特征值，并根據該特征值對開關設備的故障判別方法進行研究。文章認為，在高壓開關設備的合、分操作過程中，線圈電流的任何變化都是鐵心運動細節的真實寫照，直流電磁線圈的電流波形中包含著豐富的信息。根據線圈電流波形可了解鐵心的運動行程，依據電流波形與電流信號的特征可判斷鐵心運動是否存在卡滯、脫扣、拒分、拒合等現象。該技術由于采用電流傳感器獲取線圈工作電流波形，根據電流特征實現故障判斷，存在易被現場噪聲干擾、特征量判斷困難、現場使用不便等缺點。另外就是采用動作特性測試技術，對開關設備整體進行檢測。但是動作特性檢測時針對開關設備整體特性，側重點并不在開關設備線圈本體，技術手段與重復脈沖檢測技術完全不同。

此外，發明CN 105277835 A提供了一種線圈型電力設備匝間短路故障診斷特征提取裝置與分析系統及裝置。發明專利CN 106569080 A公開了一種基于低壓脈沖信號的變壓器匝間短路故障定位方法。從上述專利公開的技術特征可知，其研究重點主要在于匝間短路檢測的基本原理、判斷方法與定位思路。然而，在實際應用中，如何產生兩路完全一致的波形是一個難題，因為在實際應用中，本領域技術人員均知，無論是采用DDS還是變壓器耦合等方式，都無法準確產生兩路一致的脈沖，特別是在高頻時，更容易產生高頻干擾，使得脈沖發生器本身輸出的兩路信號存在誤差，導致故障判斷出現偏差。

綜上所述，現有的開關設備分合閘線圈匝間絕緣故障檢測方法存在一定局限性和不足，當前檢測技術的研究重點主要著眼于現場檢測的手段與診斷方法，對于檢測儀器本身性能提升方面的研究成果較少。對如何產生兩路完全一致波形的難題尚未得到解決，實際現場需要一種安全、便攜、靈活的開關設備分合閘線圈匝間絕緣故障診斷特征波形發生裝置以解決上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能獲得準確故障診斷檢測數據的安全、便攜、靈活的開關設備分合閘線圈匝間絕緣故障診斷特征波形發生裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種開關設備分合閘線圈匝間絕緣故障診斷特征波形發生裝置，其包括電源模塊、特征脈沖發生模塊、信號輸出與負載模塊和電池；所述電池的輸出端接電源模塊的相應輸入端；所述電源模塊的輸出端接特征脈沖發生模塊的相應輸入端；所述特征脈沖發生模塊的輸出端接信號輸出與負載模塊的相應輸入端。

所述電源模塊采用低紋波DC-DC模塊，將電池的輸出電壓轉換成12V直流電源，紋波不大于20mV，輸出電流不小于3A；所述電源模塊包括1~4腳；所述電源模塊的1腳與2腳為電源模塊的輸入端，電源模塊的1腳接電池的電源輸出端，所述電源模塊的2腳接電池的接地端；所述電源模塊的3腳與4腳為電源模塊的輸出端，電源模塊的4腳接地。