CN102128971B - 一种容性设备绝缘带电测试装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于光开关动态选择的绝缘带电测试方法，用于带电测试电力系统容性设备的绝缘性能。电压测量回路由依次连接的电压互感器、二次分压小电压互感器、激光供电数据链路远方模块、光纤、激光供电数据链路本地模块构成；电流测量回路由依次连接的待测容性试品、零磁通穿芯式微电流传感器、激光供电数据链路远方模块、光纤、光开关、激光供电数据链路本地模块构成。本发明不仅能够实现对电压、电流信号的准确、同步采集，为设备绝缘性能的判断提供可靠数据，而且其硬件结构简单，工作可靠，操作方便，实施安全。
Description
技术领域
本发明属电气设备状态维修技术领域，尤其涉及一种用于带电测试电力系统容性设备绝缘性能的方法。
背景技术
电气设备带电测试是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电气设备安全、稳定运行的重要保障。开展带电测试将为电力企业带来巨大的经济和社会效益，同时也为状态检修的开展提供必要条件。随着状态检修工作的全面展开，电气设备绝缘带电测试技术的应用越发重要。
电气设备绝缘带电测试指运行状态下对设备绝缘状态量进行的现场检测，利用传感器、电子计算机等设备，通过对运行中高压设备绝缘状态信号的采集、传输和处理，来实现对电气设备绝缘状态的带电检测。电气设备带电测试技术在国外已有十多年的历史，目前相对较成熟的电气设备带电检测技术主要有局部放电检测，红外检测，超声波检测等。
目前容性设备绝缘性能带电测试还存在一些技术问题。比如信号提取分散性较大，电压互感器角差问题，电流信号提取方式问题，计算方法的泄漏问题，外界的强烈电磁干扰和大气环境影响等，造成测量的数据稳定性、重复性差。除了以上技术问题外，容性设备绝缘带电测试现场实施需要在设备近旁手动进行，自动化程度低，实施工作量大，需要现场熟练人员多人协调工作，由于测试时现场设备在线运行，带电测试工作具有一定的危险性。同时此种方式对于恶劣气候环境下的带电测试不能实施，具有较大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有容性设备绝缘带电测试技术的不足，提供一种能准确、安全、高效的进行容性设备绝缘带电测试的方法。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种容性设备绝缘带电测试装置，其特征在于，包括电压测量回路和电流测量回路，其中，
所述电压测量回路包括依次连接的变电站电压互感器、二次分压小电压互感器、第一激光供电数据链路远方模块、第一激光供电数据链路本地模块；
所述电流测量回路包括依次连接的待测容性试品、第一零磁通穿芯式微电流互感器、第二激光供电数据链路远方模块、第二激光供电数据链路本地模块；
所述激光供电数据链路远方模块与相应的激光供电数据链路本地模块之间通过能量光纤和数据光纤相连；
第一激光供电数据链路本地模块和第二激光供电数据链路本地模块之间通过激光供电数据链路本地模块同步信号连接线相连，并分别通过USB接口连接到工控机上构成整个硬件系统。
所述第一待测容性试品绝缘泄露电流信号由第一零磁通穿芯式微电流互感器在第一容性设备末屏接地线获取。
所述第二激光供电数据链路本地模块与多个激光供电数据链路远方模块相连，其中，所述各激光供电数据链路远方模块与第二激光供电数据链路本地模块之间相连的能量光纤接有第一光开关，所述各激光供电数据链路远方模块与第二激光供电数据链路本地模块之间相连的数据光纤接有第二光开关；在带电测试过程中，通过分别控制两支光开关依次打开不同的光路，使电流测量回路中的本地模块动态选择不同的远方模块，实现电流测量通道的自动切换，完成对不同容性试品的自动带电测试；
所述各激光供电数据链路远方模块分别连接相应的零磁通穿芯式微电流互感器用于测试待测容性试品。
一种基于光开关动态选择的绝缘带电测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.通过工控机上运行的光开关控制程序，将电流测量回路中的第一光开关和第二光开关切换到要测量的电流通道；
b.通过工控机上运行的采集控制程序，电压测量回路和电流测量回路中的激光供电数据链路本地模块发出光脉冲信号触发激光供电数据链路远方模块进行电压、电流信号的同步采集；
c.采集到的电压、电流信号在远方模块经过电光转换，通过数据光纤传输回激光供电数据链路本地模块，再转换为电信号进入工控机进行处理，得到设备绝缘的电压波形、泄漏电流波形、电容值和介质损耗角正切值；
d.上述c步骤完成后，工控机上运行的光开关控制程序自动将第一光开关和第二光开关切换到要测量的下一个电流通道，开始下一个设备的带电测试。
所述的零磁通穿芯式微电流传感器采用深度负反馈技术和特殊的屏蔽措施，使铁芯工作在理想的零磁通状态，并具有较好的温度特性和抗电磁干扰能力，可保证微弱信号采集的准确性和真实性。传感器的安装不需要改动设备一次接线。在现场安装传感器和激光供电数据链路远方模块，其他装置均可布置在控制室内，之间通过光纤连接，解决带电测试中的绝缘(过电压防护)问题和电磁干扰问题。光开关的接入可以使电流测量回路中的本地模块动态选择不同的远方模块，实现电流测量通道的自动切换，完成对不同容性试品的自动带电测试。所述硬件系统安装完毕后，以后每次带电测试时，不再需要到现场实施，操作人员只需在控制室内即可完成对设备的带电测试。
本发明不仅能够实现对电压、电流信号的准确、同步采集，为设备绝缘性能的判断提供可靠数据，而且其硬件结构简单，工作可靠，操作方便，实施安全。
附图说明
图1是根据本发明实施例的测量一个容性试品原理框图；
图2是根据本发明实施例的测量多个容性试品原理框图。
附图标记：
1-变电站电压互感器；21-第一待测容性试品；22-第二待测容性试品；3-二次分压小电压互感器；41-第一零磁通穿芯式微电流互感器；42-第二零磁通穿芯式微电流互感器；60-第三激光供电数据链路远方模块；61-第一激光供电数据链路远方模块；62-第二激光供电数据链路远方模块；71-第一光开关；72-第二光开关；81-第一激光供电数据链路本地模块；82-第二激光供电数据链路本地模块；9-工控机；10-能量光纤；11-数据光纤；131-第一容性设备末屏接地线；132-第二容性设备末屏接地线。
具体实施方式
实施例一：
参看图1，本发明通过变电站电压互感器1和一个用于二次分压的小电压互感器3获取电压信号，二次分压小电压互感器3将100V电压信号分压至5V以下；第一待测容性试品21绝缘泄露电流信号由第一零磁通穿芯式微电流互感器41在第一容性设备末屏接地线131获取。电压测量回路由依次连接的电压互感器1、二次分压小电压互感器3、第三激光供电数据链路远方模块60、能量光纤10、数据光纤11、第一激光供电数据链路本地模块81构成；其中，激光供电数据链路本地模块通过能量光纤为激光供电数据链路远方模块和微电流互感器提供能量，并通过发出光脉冲信号触发激光供电数据链路远方模块进行电压、电流信号的同步采集；采集的电压和电流信号在激光供电数据链路远方模块转换为光信号后通过数据光纤传输回激光供电数据链路本地模块，再转换为电信号送入工控机9处理。
电流测量回路由依次连接的第一待测容性试品21、第一零磁通穿芯式微电流互感器41、第一激光供电数据链路远方模块61、能量光纤、数据光纤、第二激光供电数据链路本地模块构成；电压测量回路的第一激光供电数据链路本地模块81和电流测量回路的第二激光供电数据链路本地模块82分别通过USB接口连接到工控机9上构成整个硬件系统，此外，第一激光供电数据链路本地模块81、第二激光供电数据链路本地模块82之间通过激光供电数据链路本地模块同步信号连接线相连。二次分压小电压互感器3、第一零磁通穿芯式微电流互感器41和第三激光供电数据链路远方模块60、第一激光供电数据链路远方模块61安装在设备现场，其中，二次分压小电压互感器以及微电流互感器均通过传感器与激光供电数据链路远方模块连接线与激光供电数据链路远方模块相连。其他装置均布置在控制室内。
实施例二：
需要说明的是，虽然本实施例中描述了两个待测容性试品的情况，但这并不对本发明造成限制，依据本实施例本领域的技术人员可以容易地实现测试多于两个容性试品的方案。
如图2所示，其中电压测量回路与实施例一中相同，电流测量回路中，第一待测容性试品21绝缘泄露电流信号由第一零磁通穿芯式微电流互感器41在第一容性设备末屏接地线131获取，第二待测容性试品22绝缘泄露电流信号由第二零磁通穿芯式微电流互感器42在第二容性设备末屏接地线132获取。
各微电流互感器均通过传感器与激光供电数据链路远方模块连接线与相应的激光供电数据链路远方模块相连。本实施例中，第一零磁通穿芯式微电流互感器41连接第一激光供电数据链路远方模块61、第二零磁通穿芯式微电流互感器42连接第一激光供电数据链路远方模块62。电压测量回路的第一激光供电数据链路本地模块81和电流测量回路的第二激光供电数据链路本地模块82分别通过USB接口连接到工控机9上构成整个硬件系统，此外，第一激光供电数据链路本地模块81、第二激光供电数据链路本地模块82之间通过激光供电数据链路本地模块同步信号连接线相连。二次分压小电压互感器3、第一零磁通穿芯式微电流互感器41、第二零磁通穿芯式微电流互感器42和第三激光供电数据链路远方模块60、第一激光供电数据链路远方模块61、第二激光供电数据链路远方模块62安装在设备现场。其他装置均布置在控制室内。
第二激光供电数据链路本地模块82与第一激光供电数据链路远方模块61、第二激光供电数据链路远方模块62之间的能量光纤接有第一光开关71，数据光纤接有第二光开关72。在带电测试过程中，通过分别控制两个光开关依次打开不同的光路，使电流测量回路中的本地模块动态选择不同的远方模块，实现电流测量通道的自动切换，完成对多个容性试品的自动带电测试。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种容性设备绝缘带电测试装置，其特征在于，包括电压测量回路和电流测量回路，其中， 所述电压测量回路包括依次连接的变电站电压互感器（1）、二次分压小电压互感器（3）、激光供电数据链路远方模块（60）、第一激光供电数据链路本地模块（81）；
所述电流测量回路包括多个电流测量通道，每个电流测量通道包括依次连接的一待测容性试品、一零磁通穿芯式微电流互感器和一激光供电数据链路远方模块，所述电流测量回路还包括第二激光供电数据链路本地模块（82），所述第二激光供电数据链路本地模块（82）与多个电流测量通道中各激光供电数据链路远方模块相连，其中，所述各激光供电数据链路远方模块与第二激光供电数据链路本地模块（82）之间相连的能量光纤接有第一光开关（71），所述各激光供电数据链路远方模块与第二激光供电数据链路本地模块（82）之间相连的数据光纤接有第二光开关（72）；所述光开关依次打开不同的光路，使电流测量回路中的第二激光供电数据链路本地模块动态选择不同的激光供电数据链路远方模块，实现电流测量通道的自动切换，所述各激光供电数据链路远方模块分别连接相应的零磁通穿芯式微电流互感器用于测试待测容性试品；
所述激光供电数据链路远方模块与相应的激光供电数据链路本地模块之间通过能量光纤和数据光纤相连；所述激光供电数据链路本地模块通过能量光纤为激光供电数据链路远方模块和零磁通穿芯式微电流互感器提供能量，并通过发出光脉冲信号触发激光供电数据链路远方模块进行电压、电流信号的同步采集，采集的电压和电流信号在激光供电数据链路远方模块转换为光信号后通过数据光纤传输回激光供电数据链路本地模块，再转换为电信号送入工控机（9）处理；第一激光供电数据链路本地模块（81）和第二激光供电数据链路本地模块（82）之间通过激光供电数据链路本地模块同步信号连接线相连，并分别通过USB接口连接到工控机（9）上构成整个硬件系统。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待测容性试品绝缘泄漏电流信号由零磁通穿芯式微电流互感器在待测容性试品末屏接地线获取。
3.一种应用权利要求1所述的装置进行容性设备绝缘带电测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.通过工控机(9)上运行的光开关控制程序，将电流测量回路中的第一光开关(71)和第二光开关(72)切换到要测量的电流测量通道；
b.通过工控机(9)上运行的采集控制程序，电压测量回路和电流测量回路中的激光供电数据链路本地模块发出光脉冲信号触发激光供电数据链路远方模块进行电压、电流信号的同步采集；
c.采集到的电压、电流信号在激光供电数据链路远方模块经过电光转换，通过数据光纤传输回激光供电数据链路本地模块，再转换为电信号进入工控机进行处理，得到待测容性试品绝缘的电压波形、泄漏电流波形、电容值和介质损耗角正切值；
d.上述c步骤完成后，工控机(9)上运行的光开关控制程序自动将第一光开关(71)和第二光开关(72)切换到要测量的下一个电流测量通道，开始下一个待测容性试品的带电测试。
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