[發明專利]一種換流變壓器閥側套管故障檢測裝置

有效

• 申請號: 202011483723.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112698165B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 李康;廖正海;邱宗甲;張國強;陳圖南;韓冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

一種換流變壓器閥側套管故障檢測裝置，由壓力容器、氣用電磁閥、循環氣泵、小型光聲光譜儀和控制電路模塊組成。所述裝置通過循環氣泵在壓力容器內施加擾動，提高換流變閥側套管內氣體絕緣介質的擴散速度。當閥側套管局部發生故障時，套管內各部位的故障特征氣體濃度均勻。所述小型光聲光譜儀通過實時、在線檢測換流變閥側套管內故障特征氣體的濃度值評估換流變閥側套管的絕緣狀態。所述外圍電路控制通過控制循環氣泵的啟停與轉速，改變絕緣介質的擴散速率。本發明解決了換流變壓器運行過程中，因空間及接口限制和氣體擴散速度緩慢，導致換流變閥側套管故障產生特征氣體聚積在擊穿部位，而無法被及時有效檢測的難題。

技術領域

本發明涉及一種換流變壓器閥側套管故障檢測裝置。

背景技術

換流變壓器閥側套管，作為特高壓直流輸電換流變壓器的核心組件之一，其可靠性和穩定性直接關系到交直流混合電網的安全運行。近年來，我國超高壓及特高壓工程得到了迅速地發展，換流變壓器閥側套管的使用量也有了明顯的增加。然而，換流變壓器閥側套管在實際運行中，可能會發生各種各樣的故障，如SF₆充氣套管漏氣、套管末屏故障、套管局部放電或主絕緣擊穿等。當換流變壓器閥側套管發生較為嚴重的套管局部放電或主絕緣擊穿故障時，絕緣介質SF₆發生分解，生成SO₂和H₂S等多種故障特征氣體，同時套管的絕緣性能下降，影響了換流變運行的可靠性。

此外，對于以SF₆作為絕緣介質的換流變壓器閥側套管，國家電網有限公司和中國南方電網有限責任公司頒布的企業標準指出，當SF₆絕緣介質中SO₂和H₂S的濃度超過1μL/L時，說明套管設備發生了明顯的氣隙擊穿故障。因此，檢測SF₆分解產生的SO₂、H₂S等故障特征氣體是換流變壓器閥側套管內部絕緣狀態評估和故障快速診斷的重要手段之一。

在現有的多種換流變壓器閥側套管故障特征氣體檢測技術中，光聲光譜技術具有不消耗載氣和標氣、抗干擾能力強、靈敏度高、系統結構簡單、適合現場在線監測等優點。因此，在換流變壓器閥側套管絕緣狀態評估與故障在線監測方面具有非常大的優勢。然而，在實際運行過程中，由于空間限制，當換流變壓器閥側套管發生局部放電或氣隙擊穿時，絕緣介質SF₆分解產生的SO₂和H₂S等故障特征氣體聚積在擊穿部位，擴散速度緩慢。因此，光聲光譜儀無法有效采集到SF₆分解物，也就無法快速準確判斷SF₆中故障特征氣體的濃度。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，提出一種換流變閥側套管故障檢測裝置。本發明在與換流變壓器閥側套管連通的壓力容器內安裝循環氣泵，提高換流變閥側套管內氣體絕緣介質的流動能力，確保換流變閥側套管發生故障時，換流變閥側套管內各部位的故障特征氣體濃度均勻。

本發明采用的方案如下：

一種換流變壓器閥側套管故障檢測裝置，由壓力容器、氣用電磁閥、循環氣泵、小型光聲光譜儀和控制電路模塊組成。

所述換流變壓器閥側套管安裝在換流變壓器上，由高壓引線接頭、絕緣瓷套、中心銅管、電容芯子和接地法蘭組成。高壓引線接頭位于換流變壓器閥側套管頂部。中心銅管位于換流變壓器閥側套管的中心位置。電容芯子由絕緣紙和鋁箔加壓后交替繞卷在中心銅管上。電容芯子外裝有絕緣瓷套，且電容芯子與絕緣瓷套之間充滿SF₆絕緣介質。接地法蘭安裝在絕緣瓷套末端，接地法蘭裝有注放氣活門。

所述壓力容器經氣流管路與換流變壓器閥側套管接地法蘭上的注放氣活門連接。壓力容器的耐壓要求高于0.4MPa。

所述壓力容器的頂部安裝有壓力表和溫度計，用于實時測量容器內氣體介質的壓力和溫度。