CN102841040B - 交直流叠加检测gis内微粒的系统 - Google Patents

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Abstract

交直流叠加检测GIS内微粒的系统，本发明包括直流电压倍压筒（1）、交流电压发生器（2）和超声局放测试装置（3）组成，本发明提出了一种通过交、直流电压叠加检测GIS内金属微粒的方法，具有测试简单，效果显著等显著优点。

Description

交直流叠加检测GIS内微粒的系统
技术领域
本发明涉及用于GIS缺陷诊断的交直流高压叠加局部放电信号测量和诊断技术领域。
背景技术
GIS（Gas Insulated Switchgear）气体绝缘组合电器由于其在电力系统的关键作用，常常被应用于需要高可靠性和高供电连续性的重要领域，因而其担负这重要的责任。同时，GIS被认为是免维护产品，但在电力生产应用实际中发现，GIS并没有人们想象的效果好，时常出现绝缘问题，甚至导致GIS发生故障。因而，电力科研工作者希望通过一种无损检测方法获取GIS内部绝缘问题的实质证据，进而通知供电部门提前进行倒闸操作，安全跳开本条线路，进行绝缘设备故障隔离，进行绝缘出现问题设备的更换或检修，以提高供电可靠性，。满足工业和民用电需求。
大量生产实际经验，表明GIS内金属微粒是导致GIS出现绝缘故障的主要原因。因而，在电力设备绝缘状态监测领域提出了很多检测方法，但这些方法主要通过绝缘缺陷在高压下产生的局部放电现象密切相关，例如声、光、电、热、射线等检测方法。但这些方法主要是各有各的特点，对于金属微粒的检测始终没有很好解决办法，因为通常的局部放电检测方法包括脉冲电流法、超声检测法和超高频检测方法，当金属微粒没有达到局部放电起始场强和初始电子崩时，该类缺陷是不会产生局部放电，因为采用脉冲电流和超高频检测方法就不用具有其明显的优势，但金属微粒在电场作用和橡胶锤锤击GIS外壳时，均会出现金属微粒跳动现象，并释放超声机械振动信号，纵然没有发生局部放电现象，超声检测方法对于GIS内部的金属导电微粒也具有较高的灵敏度。
通常GIS采用交流进行输电，金属微粒是在交流电压下进行测试。大量试验表明，直流电压下金属微粒跳动程度比在交流电压下强烈。因此，本发明提出采用给GIS施加直流电压，然后通过超声检测方法进行测试，对金属微粒进行检测的应用系统。
发明内容
本发明的目的在于有效解决GIS内金属微粒检测技术难题，提出一种交流和直流电压叠加检测金属微粒的方法。
本发明是通过下列技术方案来实现的。 交直流叠加检测GIS内微粒的系统，本发明特征是：该系统包含直流电压倍压筒、交流电压发生器和超声局放测试装置三部分，其连接结构为：
直流电压倍压筒由直流电压倍压筒用高压硅堆、倍压电容、滤波电容、直流电压倍压筒用调压器和直流电压倍压筒用升压变压器组成；高压硅堆A端与水电阻A连接并通过直流转换开关一路连接至引线套管，另一路通过交流转换开关连接至水电阻B，水电阻B与交流电压发生器连接；引线套管连接至GIS本体内部的高压导体；高压硅堆B端与直流电压倍压筒用升压变压器、直流电压倍压筒用调压器依序连接，直流电压倍压筒用升压变压器、直流电压倍压筒用调压器分别与交流电压发生器连接；
超声局放测试装置的超声传感器接触式通过耦合剂贴合在GIS外壳表面，金属微粒位于GIS本体内部，在GIS本体内部还设有高压导体，在GIS外壳表面一端接地；超声传感器通过超声前置放大器与信号处理显示终端连接。
通过橡胶锤锤击GIS本体，金属微粒摆脱表面粘滞力，进而在电场作用起跳并撞击GIS本体，进而产生超声信号，超声传感器获取信号后，通过信号线连接至超声前置信号放大器，然后再连接至信号处理显示终端。 
下面结合附图及实例进一步说明本发明内容。
附图说明
图1交直流叠加检测GIS内微粒的系统示意图。
图中：1、直流电压倍压筒；2、交流电压发生器；3、超声局放测试装置；4、直流电压发生器用调压器；5、直流电压发生器用升压变压器；6-13、直流电压倍压桶用高压硅堆；14、直流电压倍压桶用倍压电容；15、直流电压倍压桶用滤波电容；16、水电阻A；17、直流转换开关；18、交流转换开关；19、水电阻B；20、引线套管；21、GIS本体；22、高压导体；23、接地；24、GIS内金属微粒；25、GIS外壳；26、橡胶锤；27、超声传感器；28、超声前置放大器；29、信号处理显示终端；30、引线。
具体实施方式
见图1，交直流叠加检测GIS内微粒的系统，本发明特征是：该系统包含直流电压倍压筒1、交流电压发生器2和超声局放测试装置3三部分，其连接结构为：
直流电压倍压筒1由直流电压倍压筒用高压硅堆、倍压电容14、滤波电容15、直流电压倍压筒用调压器4和直流电压倍压筒用升压变压器5组成；高压硅堆A 13端与水电阻A16连接并通过直流转换开关17一路连接至引线套管20，另一路通过交流转换开关18连接至水电阻B 19，水电阻B 19与交流电压发生器2连接；引线套管20连接至GIS本体21内部的高压导体22；高压硅堆B 6端与直流电压倍压筒用升压变压器5、直流电压倍压筒用调压器4依序连接，直流电压倍压筒用升压变压器5、直流电压倍压筒用调压器4分别与交流电压发生器2连接；
超声局放测试装置3的超声传感器27接触式通过耦合剂贴合在GIS外壳25表面，金属微粒24位于GIS本体21内部，在GIS本体21内部还设有高压导体22，在GIS外壳25表面一端接地23；超声传感器27通过超声前置放大器28与信号处理显示终端29连接。
通过橡胶锤26锤击GIS本体21，金属微粒24摆脱表面粘滞力，进而在电场作用起跳并撞击GIS本体，进而产生超声信号，超声传感器27获取信号后，通过信号线31连接至超声前置信号放大器28，然后再连接至信号处理显示终端29。 
如图1所示，该图给出了交直流叠加检测GIS内微粒的系统示意图。图中主要体现，首先通过直流电压转换开关17控制直流电压接入GIS本体21，此时交流电压转换开关18打开；测试GIS内部超声局放信号图谱和锤击GIS本体时的超声信号图谱，由于锤击时GIS内部微粒会跳动，因而其超声信号幅值图谱将会明显不同，通过此差异进行比较分析和判断GIS内部微粒存在与否；进一步，通过交流转换开关18闭合，直流电压转换开关17断开，测试GIS内部超声局放信号图谱和锤击GIS本体时的超声信号图谱；然后直流电压转换开关17和交流转换开关18同时闭合，测试GIS内部超声局放信号图谱和锤击GIS本体时的超声信号图谱；最终通过比较三种情况下的微粒存在情况，相互印证判断微粒存在的可靠依据。

Claims (1)

1.交直流叠加检测GIS内微粒的系统，其特征是：该系统包含直流电压倍压筒（1）、交流电压发生器（2）和超声局放测试装置（3）三部分，其连接结构为：
直流电压倍压筒（1）由直流电压倍压筒用高压硅堆、倍压电容（14）、滤波电容（15）、直流电压倍压筒用调压器（4）和直流电压倍压筒用升压变压器（5）组成；高压硅堆A（13）端与水电阻A（16）连接并通过直流转换开关（17）一路连接至引线套管（20），另一路通过交流转换开关（18）连接至水电阻B（19），水电阻B（19）与交流电压发生器（2）连接；引线套管（20）连接至GIS本体（21）内部的高压导体（22）；高压硅堆B（6）端与直流电压倍压筒用升压变压器（5）、直流电压倍压筒用调压器（4）依序连接，直流电压倍压筒用升压变压器（5）、直流电压倍压筒用调压器（4）分别与交流电压发生器（2）连接；
超声局放测试装置（3）的超声传感器（27）接触式通过耦合剂贴合在GIS外壳（25）表面，金属微粒（24）位于GIS本体（21）内部，在GIS本体（21）内部还设有高压导体（22），在GIS外壳（25）表面一端接地（23）；超声传感器（27）通过超声前置放大器（28）与信号处理显示终端（29）连接。
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