[發(fā)明專利]用于變壓器局部放電檢測的套管脈沖電流傳感系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114200269A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾靜嵐;王國彬;魏登峰;葉兆平;鄭書生;于利穎;萬寶睿;王康;劉冰;吳達(dá);卞志文;陳曄;林一泓;鄭宇;陳擴(kuò)松
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)福建省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/62
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 張燈燦;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種用于變壓器局部放電檢測的套管脈沖電流傳感系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括弧形屏蔽環(huán)、TMR傳感器和采集裝置，所述屏蔽環(huán)套設(shè)于套管根部外側(cè)，所述屏蔽環(huán)上設(shè)有開口，在所述屏蔽環(huán)的開口處設(shè)置所述TMR傳感器，所述TMR傳感器經(jīng)射頻電纜連接采集裝置。該方法通過安裝在套管根部外側(cè)的屏蔽環(huán)的磁芯接收脈沖電流信號，感應(yīng)電荷、產(chǎn)生電壓；產(chǎn)生的電壓通過TMR傳感器向外輸出，通過其接頭芯線傳輸至射頻電纜中，然后由采集裝置接收顯示。該系統(tǒng)及方法不僅有利于提高檢測靈敏度和準(zhǔn)確性，而且安全性高，實(shí)現(xiàn)及檢測成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于變壓器局部放電檢測的套管脈沖電流傳感系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來我國電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生了多起變壓器與套管爆炸事故，這些事故往往導(dǎo)致局部區(qū)域乃至大面積停電，給國民經(jīng)濟(jì)和社會穩(wěn)定帶來巨大的負(fù)面影響。局部放電是電力變壓器與套管絕緣故障的前期征兆和重要誘因。對在運(yùn)行中的電力變壓器開展局部放電檢測具有重要意義。

目前，變壓器局部放電測量的方法主要有：超聲波法、脈沖電流法、特高頻法等。超聲波法靈敏度低，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料比較復(fù)雜，超聲波傳播過程中衰減嚴(yán)重，因而超聲波檢測范圍不超過1米，對于繞組內(nèi)部、套管內(nèi)部的局部放電無能為力。特高頻通過檢測局部放電輻射出的電磁波信號來判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在局部放電現(xiàn)象和局部放電類型，其檢測頻帶一般在0.3～3GHz頻率范圍內(nèi)，其采用傳感器一般采用內(nèi)置式安裝方式，按照安裝方式可以分為：放油閥式、人手孔式、油箱接縫式。放油閥式、人手孔式傳感器的安裝需要解決好油密封問題，難以推廣應(yīng)用；接縫式傳感器靈敏度低。且內(nèi)置式安裝方法適用于在變壓器投運(yùn)前或者停電檢修時(shí)安裝，且對傳感器尺寸限制較多，安裝困難，需要對變壓器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，增加了油密封結(jié)構(gòu)，從而增加了安全風(fēng)險(xiǎn)，影響變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。脈沖電流法是目前國內(nèi)外認(rèn)可度最高的一種方法，有系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。但是該方法抗干擾能力差，僅能用于實(shí)驗(yàn)室檢測，無法用于現(xiàn)場檢測。已有相關(guān)文獻(xiàn)指出變壓器內(nèi)部的局部放電信號可以從變壓器油箱、法蘭接縫、套管等處電流傳感器檢測到，這就為變壓器局部放電信號的外部檢測提供了可能。目前適用于變壓器在線檢測的脈沖電流傳感器主要安裝在變壓器各個(gè)接地線上實(shí)現(xiàn)局部放電信號的捕捉和分析，實(shí)際上變壓器的出線套管位置也是有待開發(fā)的局部放電測量位置。對套管外置式傳感器的研究主要集中于有末屏接地線結(jié)構(gòu)的高壓套管上；在套管末屏接地線上進(jìn)行局部放電檢測，一方面對需要打開末屏，對末屏結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，會產(chǎn)生末屏放電；另一方面由于接地電流的影響，會降低檢測的靈敏度；此外還有相當(dāng)一部分低電壓等級的出線套管本身沒有套管末屏接地結(jié)構(gòu)。

綜上所述，現(xiàn)有幾種局部放電測量方法存在以下幾點(diǎn)不足：第一，現(xiàn)有的幾種方法無法實(shí)現(xiàn)帶電檢測，檢測靈敏度低，內(nèi)置式安裝方法存在很多局限性。第二，現(xiàn)有的外置式檢測方法容易受到干擾，電磁屏蔽性能差，抗干擾能力有待提高。第三，現(xiàn)有脈沖電流傳感器，針對不同尺寸的檢測位置，需要采用不同大小的傳感器，無法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)；制作的模具尺寸不一，浪費(fèi)生產(chǎn)材料，造成工期較長，給檢測和運(yùn)維造成諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于變壓器局部放電檢測的套管脈沖電流傳感系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法不僅有利于提高檢測靈敏度和準(zhǔn)確性，而且安全性高，實(shí)現(xiàn)及檢測成本低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于變壓器局部放電檢測的套管脈沖電流傳感系統(tǒng)，包括弧形屏蔽環(huán)、TMR傳感器和采集裝置，所述屏蔽環(huán)套設(shè)于套管根部外側(cè)，所述屏蔽環(huán)上設(shè)有開口，在所述屏蔽環(huán)的開口處設(shè)置所述TMR傳感器，所述TMR傳感器經(jīng)射頻電纜連接采集裝置。

進(jìn)一步地，所述屏蔽環(huán)套設(shè)于套管接地法蘭的外周部，且所述屏蔽環(huán)與變壓器外殼相連，以將屏蔽環(huán)接地置于零電位。

進(jìn)一步地，所述屏蔽環(huán)的尺寸、所述屏蔽環(huán)開口處的寬度分別小于設(shè)定值，以使屏蔽環(huán)與套管的間距以及屏蔽環(huán)與TMR傳感器的氣隙寬度盡量小。

進(jìn)一步地，所述TMR傳感器設(shè)置于屏蔽環(huán)開口處的中間位置。