[發(fā)明專利]借由氣體排放來(lái)監(jiān)控一件電氣裝備中的部分放電的系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010811150.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN112557587A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V.費(fèi)拉羅;D.阿爾伯托;M.杜朗德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 施耐德電器工業(yè)公司
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01R31/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邸萬(wàn)奎

一種用于監(jiān)控電氣設(shè)施(1)中的部分放電(PD)的方法，電氣設(shè)施(1)包括至少一個(gè)電氣室(2)，電氣室(2)包括至少一件中壓或高壓電氣裝備(3)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控至少一件中壓或高壓電氣裝備中的部分放電的系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明還涉及包括這種監(jiān)控系統(tǒng)的電氣設(shè)施。

背景技術(shù)

中壓和高壓電氣裝備經(jīng)常受到高電流和高電壓電平的影響，并且可能會(huì)發(fā)生部分放電。

在下文中，術(shù)語(yǔ)“中壓”和“高壓”如普遍接受的那樣使用，即“中壓”指的是高于1000伏AC和1500伏DC但不高于52000伏AC和75000伏DC的電壓，術(shù)語(yǔ)“高壓”指的是嚴(yán)格高于52000伏AC和75000伏DC的電壓。

部分放電是一種局部放電，其在高壓的作用下使隔離導(dǎo)電材料的絕緣材料部分短路。

部分放電尤其可能由制造缺陷、不受控的環(huán)境條件或材料磨損引起。

舉例來(lái)說(shuō)，介電材料中的部分放電可能發(fā)生在氣泡中：由于氣體的介電常數(shù)比周圍材料的介電常數(shù)低得多，所以產(chǎn)生的電場(chǎng)顯著高于絕緣材料中存在的電場(chǎng)。如果電壓超過(guò)氣泡中包含的氣體的介電強(qiáng)度極限，就會(huì)發(fā)生部分放電。相反，絕緣體中導(dǎo)電粒子的存在也可能導(dǎo)致部分放電。

其他類型的部分放電可能通過(guò)電暈放電發(fā)生在絕緣材料表面或周圍氣體中。

因此存在兩種類型的部分放電：內(nèi)部部分放電，其發(fā)生在絕緣材料內(nèi)部；外部部分放電，其發(fā)生在絕緣材料的表面或緊鄰絕緣材料周圍的氣體中。

這些部分放電可能增加絕緣材料的介電強(qiáng)度的惡化速率，例如通過(guò)促使材料的腐蝕或氧化。從中期和/或長(zhǎng)期來(lái)看，這種惡化可能變得嚴(yán)重，并最終導(dǎo)致絕緣材料端子的擊穿和電氣裝備的損壞。

這會(huì)增加電氣裝備的安全風(fēng)險(xiǎn)，并因此增加在附近工作的人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。

為了限制這種風(fēng)險(xiǎn)，已知用于監(jiān)控一件電氣裝備中的部分放電的各種方法，例如電學(xué)、聲學(xué)或光學(xué)方法。

因此，文獻(xiàn)EP3258278A1提出了一種基于聲學(xué)分析的方法，該聲學(xué)分析與來(lái)自溫度和濕度傳感器的測(cè)量值相關(guān)。

文獻(xiàn)EP1593981A2提出了一種基于對(duì)部分放電發(fā)生時(shí)的電壓和電流信號(hào)的分析的方法。

也可以使用化學(xué)方法。具體地，外部部分放電可能導(dǎo)致在電氣裝備的絕緣材料的表面上或周圍氣體(尤其是空氣)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致氣體元素的形成，特別是臭氧。

因此，文獻(xiàn)“Characterization of medium voltage equipment ageing bymonitoring of partial discharges chemical and acoustical emission,E.Odic,E.Jouseau,G.Vivien,C-S.Maroni,10th International Electrical InsulationConf.INSUCON 2006,Birmingham:United Kingdom(2006)”提出了一種使用臭氧傳感器監(jiān)控部分放電的方法。

然而，這種方法不容許確定部分放電的具體原因，但是限制這些部分放電發(fā)生的措施可能取決于這些原因。

此外，這種方法被證明在某些情況下是不準(zhǔn)確的。具體地，由傳感器測(cè)量的氣體元素的濃度可能隨時(shí)間變化，例如由于在電氣裝備附近進(jìn)行的其他人類活動(dòng)而造成變化，而與部分放電的發(fā)生或不發(fā)生無(wú)關(guān)。

舉例來(lái)說(shuō)，已知一些工廠或機(jī)動(dòng)車輛交通可能排放臭氧前體物，諸如氮氧化物、碳?xì)浠衔锘驌]發(fā)性有機(jī)化合物。這些臭氧前體物可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)，特別是在來(lái)自的太陽(yáng)紫外線輻射的作用下形成臭氧。