CN102680869B - 局部放电光频信号试验仪 - Google Patents
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Abstract
一种局部放电光频信号试验仪，属用于产生强弱不同、频率有别的电火花，并将其转换为电信号输出的设备。变压器副边绕组零线端接导电板，变压器副边绕组第一、第二、第三抽头分别经第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3接于第一、第二和第三导电柱，第一、第二和第三电极板下端与导电板之间对应安装有成对设置的电极针，电极球和电极板。每一导电柱均从一个导电筒内伸出，每一导电柱上装有弹簧，每一导电柱顶部有绝缘按钮。光电采样管安装在光电转换器壳体上。本试验仪通过多种放电形式产生电火花，并将其转换为电信号输出，为局部放电测量仪器等提供测量信息。本发明具有便于携带、方便使用的特点。
Description
技术领域
本发明涉及局部放电试验装置，具体是电力部门用于产生光辐强弱、频率不同的电火花并将其转换为电信号输出的模拟放电试验装置。
背景技术
高压电气设备因长期运行，负荷冲击等，会使绝缘层出现气泡间隙、高温杂质等，在强电场作用下可能发生局部放电。放电的带电质子会撞击金属表面，形成电荷转移，产生出发光现象，同时还会引发热、声、臭氧等，使绝缘材料进一步腐蚀，形成恶性循环，最终使绝缘材料严重损伤乃至击穿，给电力系统造成严重安全隐患。
局部放电装置监测的主要对象是光电与频谱信号，利用光电探测器和高频探测头将光辐射信号转换为电信号，通过对电信号的分析处理来反映局部放电的强弱，从而检测判断故障的严重性，向生产管理系统发出信息通报。
为尽快发现早期放电现象，须安装局部放电监测装置。局放监测装置研制和使用中需进行室内和现场试验，该试验常用大型升压方式做，具有危险性、破坏性。采用本局部放电模拟装置，可做基础试验、排故试验等，减少大型试验次数。
现有局部放电模拟装置如图1所示，在35kV、110 kV等高压开关柜1上，安放好两个金属件作为放电电极2（如拴在刀闸裸露部分）；选择探测器3采集信号的最佳位置，经试验电缆4，将升降压控制台6调节升高到数万伏的试验电压送给线路刀闸等，在栓系在上面的电极2将会放电，发出电火花。因为此是作高压冲击性试验，具有相当危险性，故周围必须加装围栏5、7和设置专人监护等，非常严肃紧张。
试验大型，却不一定成功。比如我们在一次现场试验中，配合的师傅已经把电压加得很高，电极放电强度已很大，肉眼便可见光辐达到一厘米以上。可探测器竟然没有反应，两三次升压试验所现状况相同，明显是探测器出了问题，但几次分析调节都未排解故障，不得已，只好撤离现场。回到自己单位，最终检查出是光电采样管坏了。更换后，要重返现场做试验，就不那么容易了，因为又得重新申请，重新联络，等待重新安排等，非常被动和不便。
这种现场试验方式的优点是符合运行工况，接近实测效果，可以选择探测器置放的最佳位置等；缺点是排场大，危险大，设备损伤大，而且一次升压往往在几分钟内完成，故若出现探测器安装不对或者器件损坏现象等，在紧急状态下很难判断排解故障，造成试验失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种局部放电光频信号试验仪，旨在通过多种放电形式产生强弱不同、频率有别的电火花，并将其转换为电信号输出，为局部放电监测装置等提供更宽更多的测量信息。
本发明的目的是这样实现的：一种局部放电光频信号试验仪，包括光电采样管和频率采集天线与光电转换器连接，变压器B初级绕组引入220V市电，变压器B次级绕组的第一抽头串接第一电容C1后接于第一导电柱，第一导电柱下端上安装有电极板，变压器B次级绕组的第二抽头串接第二电容C2后接于第二导电柱，第二导电柱下端上安装有电极球，变压器B次级绕组的第三抽头串接第三电容C3后接于第三导电柱，第三导电柱下端安装有电极针，变压器B次级绕组零线端接于导电板，导电板上位于电极板、电极球以及电极针的正下方分别经电极座对应安装有另一电极板，另一电极球以及另一电极针；上述变压器的第一抽头、第二抽头以及第一抽头分别输出220V、150V以及100V电压；上述第一、第二、第三导电柱均采用可调节式结构，该可调节式结构为：导电筒固定在器壁上，导电柱从上向下穿出导电筒，弹簧设置在导电柱上，弹簧位于导电筒下方，导电柱上端有绝缘按钮。
上述第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3的容量分别为0.47μf、0.33μf和0.1μf。
本发明的有益效果是：
1、本局部放电光频信号试验仪小巧轻便，容易携带，不仅在实验室可以运用，在工作现场和生产厂家试验中仍有特殊作用。比如，大型加压放电前，可先运用本仪器接通220V电源，做预备性放电试验，确认信号采集、光电转换器件等工作正常后，再接通工频高压试验仪（如耐压仪），做真实的、高达数万伏的放电试验。这样，既可保证成功率，又可减少高电压加在输电设备中的破坏性影响，所以，本局部放电光频信号试验仪是很有意义，很有作用的。
2、本试验仪在导电板上安置的电极座，还有另一作用是便于更换。因电极在产生电火花过程中，对金属接触件很容易烧出毛刺、缺口、蜂窝状，所以随时更换该类部件，既可保证完整的试验效果，又能保护其它器件少受损伤，具有双重作用。
3、本试验仪是机电一体化的仪器，采用高导磁、多抽头、100瓦环形变压器提供能源，经多路电容耦合，整定出电极针、电极球、电极板多种放电形式，通过对弹簧支柱的按压，产生放电信号强弱、频率数据有别的电火花，为局部放电、光谱分析和高频测试仪提供信息渠道，用以检测判断工作是否正常，功能是否实现，对实验室调试和现场预备检测，减少数万伏高电压对电气设备的盲目性施加，造成额外损伤等。导电板及电极座（三个）设计为可替换式，增强了结构的灵活性，更加保证试验效果。
附图说明
图1是现有高压柜局部放电的示意图。
图2是本发明的光频信号试验仪的结构示意图。
具体实施方式
图2示出，本发明包括光电采样管和频率采集天线与光电转换器连接，变压器B初级绕组引入220V市电，变压器B次级绕组的第一抽头（即火线端）串接第一电容C1后接于第一导电柱，第一导电柱下端上安装有电极板7，变压器B次级绕组的第二抽头串接第二电容C2后接于第二导电柱，第二导电柱下端安装有电极球6，变压器B次级绕组的第三抽头串接第三电容C3后接于第三导电柱，第三导电柱下端安装有电极针5，变压器B次级绕组零线端接于导电板8，导电板8上位于电极板7、电极球6以及电极针5的正下方分别经电极座对应安装有另一电极板，另一电极球以及另一电极针；变压器的第一抽头、第二抽头以及第一抽头分别输出220V、150V以及100V电压；第一、第二、第三导电柱均采用可调节式结构，该可调节式结构为：导电筒2固定在器壁上，导电柱1从上向下穿出导电筒2，弹簧4设置在导电柱1上，弹簧4位于导电筒下方或者位于导电筒内，导电柱1上端有绝缘按钮。第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3的容量分别为0.47μf、0.33μf和0.1μf。图2中B是高导磁、多抽头100W环形变压器。
从图2可以看到，220V市电由开关K控制接通，经变压器B变压，分220V、150V、100V三档输出，分别接C1容量为0.47μf、C2容量为0.33μf、C3容量为0.1μf、耐压400V以上的金属膜电容，利用容抗Xc起放电连接和防止短路作用，再进入第一、第二和第三导电柱，每个导电柱外有导向筒2，导向筒经定位压板3固定在器壁上，弹簧4固定在导电柱上，便于压下和回弹恢复，一对电极针、一对电极球以及一对电极板从小到大产生不同的放电效果。变压器副边另一端连接导电板8，三个电极座（图2中电极针、电极球下方有电极座9，电极板下方有电极台12）均与导电板8作电源连接。光电采样管10安装在光电转换器的壳体上。
在了解光源试验仪结构和功能后，不论是在实验室还是在现场，根据局部放电装置的研制与应用需要，我们都可以操作制造出光电和频率试验信号。现举例介绍：环形变压器B副边最高电压220V抽头，经电容C1耦合后，传给第一导电柱，变压器B副边的另一端经导电板8传给电极台12，此时若压下绝缘按钮AN1，两个电极板逐渐合拢，两电极板间将逐步喷发出越来越强烈的电火花11，由此，光电转换器的光电采样管10和频率天线13将收集到光波和高频信号，经内部转换处理，变成电信号输出，向运行人员和生产管理系统发出警示信息。
在C2、C3支路，当分别压下绝缘按钮AN2、绝缘按钮AN3时，同样会在一对电极针、一对电极球中激发出电火花，可供给局部放电装置的测量试验用。
电极针、电极球和电极板不仅感应或碰击释放的光电信号强弱不一样，而且产生的光波脉冲也不尽相同，这对设有光带频谱分析和高频测试功能的局部放电装置及相关仪器，将提供更宽更多的测量信息。
Claims (1)
1.一种局部放电光频信号试验仪，包括，光电采样管（10）和频率采集天线（13）分别与光电转换器（11）连接，其特征是，变压器B初级绕组引入220V市电，变压器B次级绕组的第一抽头串接第一电容C1后接于第一导电柱，第一导电柱下端上安装有电极板（7），变压器B次级绕组的第二抽头串接第二电容C2后接于第二导电柱，第二导电柱下端上安装有电极球（6），变压器B次级绕组的第三抽头串接第三电容C3后接于第三导电柱，第三导电柱下端安装有电极针（5），变压器B次级绕组零线端接于导电板（8），导电板（8）上位于电极板（7）、电极球（6）以及电极针（5）的正下方分别经电极座对应安装有另一电极板，另一电极球以及另一电极针；上述变压器B的第一抽头、第二抽头以及第三抽头分别输出220V、150V以及100V电压；上述第一导电柱、第二导电柱、第三导电柱均采用可调节式结构，该可调节式结构为：导电筒（2）固定在器壁上，导电柱（1）从上向下穿出导电筒（2），弹簧（4）设置在导电柱（1）上，弹簧（4）位于导电筒下方，导电柱（1）上端有绝缘按钮；
所述第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3的容量分别为0.47μf、0.33μf和0.1μf。
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
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Effective date of registration: 20121219 Address after: 641000 Neijiang, Sichuan Province, Taibai Road, Dongxing District No. 190 Applicant after: Neijiang Power Bureau of Sichuan Electric Power Co., Ltd. Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 641000 Neijiang, Sichuan Province, Taibai Road, Dongxing District No. 190 Applicant before: Neijiang Power Bureau of Sichuan Electric Power Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant |