CN102914731A - 一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置。其特点是：包括冲击电压发生器(1)，该冲击电压发生器(1)的输出端在通过串联的电容分压器(2)接地的同时，还与尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)连接，该尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)分别浸没在两个容器中的变压器油里，而该两个容器的底部分别通过接地线接地；在每个接地线上均套装有电流传感器(5)，而电流传感器(5)的输出端通过串联的高通滤波器(7)接示波器(8)的一个输入端，并且该示波器(8)的另一个输入端还与前述电容分压器(2)相连。采用本发明的检测装置可以对变压器油中尖端放电进行冲击电压下的准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置。
背景技术
电力变压器是电网中的重要设备之一，其安全运行关系着整个电网的安全。在变压器内部，金属尖端是常见的缺陷之一，金属尖端会引起电场集中，进而导致放电的产生。变压器在正行运行过程中除了经受工频电压外，还会遭受雷电冲击和操作冲击电压。雷电冲击电压是由于自然界雷雨天气所导致，而断路器动作等则会产生操作冲击电压。雷电冲击和操作冲击的特点是波形迅速上升，然后逐渐下降，其具有电压幅值高，作用时间短的特点。金属尖端放电在工频下的放电特性已经进行了较多研究，但随着近年来特高压电网的发展，操作冲击已经成为变压器绝缘的决定因素，而冲击电压下变压器油中尖端放电特性的研究还较少，特别是冲击电压本身也是一个暂态信号，尖端放电也是一个暂态信号，如何在激励暂态电压下提取暂态放电信号，就是一个需要解决的问题。
因此，研究冲击电压下变压器油中尖端放电的检测，对其干扰的抑制方法进行研究，是准确获得冲击电压下变压器油中尖端放电特性的基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，能够对变压器油中尖端放电进行冲击电压下的准确测量。
一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特别之处在于：包括冲击电压发生器，该冲击电压发生器的输出端在通过串联的电容分压器接地的同时，还与尖端电极和稍不均匀场电极连接，该尖端电极和稍不均匀场电极分别浸没在两个容器中的变压器油里，而该两个容器的底部分别通过接地线接地；在每个接地线上均套装有电流传感器而电流传感器的输出端通过串联的高通滤波器接示波器的一个输入端，并且该示波器的另一个输入端还与前述电容分压器相连。
其中电流传感器与高通滤波器之间、示波器与电容分压器之间均通过波阻抗为50欧姆的测量电缆连接。
其中电容分压器分压比为1000∶1。
其中尖端电极和稍不均匀场电极均通过绝缘盖板与冲击电压发生器的输出端连接，并且尖端电极和稍不均匀场电极距离接地端的距离一致；其中稍不均匀场电极采用罗格夫斯基电极，从而使其放电电压高于尖端电极。
其中电流传感器采用罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz～30MHz。
其中高通滤波器为双通道高通滤波器，并且频率范围下限为3MHz。
其中在两个容器中均完全充满变压器油，而尖端电极和稍不均匀场电极均完全浸没在油中。
经过试验证明，采用本发明的检测装置可以对变压器油中尖端放电进行冲击电压下的准确测量，并且本发明的检测装置抗干扰能力强，适于对油中尖端放电机理、放电特性进行准确测量。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明是一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，包括冲击电压发生器1，该冲击电压发生器1的输出端在通过串联的电容分压器2接地的同时，还与尖端电极3和稍不均匀场电极4连接，该尖端电极3和稍不均匀场电极4分别浸没在两个容器中的变压器油中，而该两个容器的底部分别通过接地线接地；在每个接地线上均套装有电流传感器5，而电流传感器5的输出端通过串联的高通滤波器7接示波器8的输入端，并且该示波器8的另一输入端还与前述电容分压器2相连。
其中电流传感器5与高通滤波器7之间、示波器8与电容分压器2之间均通过波阻抗为50欧姆的测量电缆6连接。电容分压器2分压比为1000∶1。尖端电极3和稍不均匀场电极4均通过绝缘盖板与冲击电压发生器1的输出端连接，并且尖端电极3和稍不均匀场电极4距离接地端(指模型的接地端)的距离一致；其中稍不均匀场电极4采用罗格夫斯基电极，从而使其放电电压高于尖端电极3。
其中电流传感器5采用罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz～30MHz。高通滤波器7为双通道高通滤波器，并且频率范围下限3MHz。
本发明采用冲击电压发生器1作为设备的激励电压，该发生器可产生雷电冲击电压和操作冲击电压。发生器最高电压为1800kV。还采用电容分压器2进行激励电压波形的获得，电容分压器2分压比为1000∶1。
试品同时采用两种电极结构，分别为变压器油中尖端电极3和变压器油中稍不均匀场电极4，两种电极外部容器结构一样，都通过绝缘盖板与高压电源(冲击电压发生器1)相连。电极距离接地端距离一致。稍不均匀场电极4采用罗格夫斯基电极，因此其放电电压远高于尖端电极3。
放电信号传感器采用电流传感器5，电流传感器5采用罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz～30MHz，套接在试品接地线上，通过波阻抗为50欧姆的测量电缆6接入高通滤波器7。
高通滤波器7为双通道，频率范围为下限3MHz，可有效抑制冲击电压发生器1产生的位移电流。
分压器得到的激励电压信号和罗格夫斯基线圈得到的局部放电信号接入示波器8进行采集和分析，示波器8采用泰克4104，具有四通道、1G带宽，5GHz采样率。
图1为发明中冲击电压下局部放电测量的的应用示意图，其中：冲击电压发生器1可产生雷电冲击和操作冲击，电容分压器2与冲击电压发生器1并联，试品与电容分压器2并联，两个电流传感器5分别套接在两个试品电极接地线上，分压器获得的电压信号、电流传感器5获得的放电信号通过高通滤波器7接入示波器8进行采集和分析。对尖端电极3和稍不均匀场电极4同时施加冲击电压和测量，由于稍不均匀场电极4放电电压远高于尖端电极3，因此如果检测到两者具有相同的放电信号，则为激励源或者外部的干扰信号，如果尖端电极3套接的电流传感器5测量到放电信号而稍不均匀场电极4未测量到放电信号，则说明放电信号来自尖端电极3，进而可进行放电信号的准确检测。
实际试验中，根据试验的需要，可以灵活调整各参赛，例如取：冲击电压发生器1参数可根据被试设备额定电压进行选取，分压器变比也可根据实际情况进行选取，金属尖端长度和尖端曲率半径可根据试验情况进行选择。
以上对本发明所提供的电气设备冲击电压下局部放电测试系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：包括冲击电压发生器(1)，该冲击电压发生器(1)的输出端在通过串联的电容分压器(2)接地的同时，还与尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)连接，该尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)分别浸没在两个容器中的变压器油里，而该两个容器的底部分别通过接地线接地；在每个接地线上均套装有电流传感器(5)，而电流传感器(5)的输出端通过串联的高通滤波器(7)接示波器(8)的一个输入端，并且该示波器(8)的另一个输入端还与前述电容分压器(2)相连。
2.如权利要求1所述的一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：其中电流传感器(5)与高通滤波器(7)之间、示波器(8)与电容分压器(2)之间均通过波阻抗为50欧姆的测量电缆(6)连接。
3.如权利要求1所述的一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：其中电容分压器(2)分压比为1000∶1。
4.如权利要求1所述的一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：其中尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)均通过绝缘盖板与冲击电压发生器(1)的输出端连接，并且尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)距离接地端的距离一致；其中稍不均匀场电极(4)采用罗格夫斯基电极，从而使其放电电压高于尖端电极(3)。
5.如权利要求1所述的一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：其中电流传感器(5)采用罗格夫斯基线圈，其测量频带为100kHz～30MHz。
6.如权利要求1所述的一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：其中高通滤波器(7)为双通道高通滤波器(7)，并且频率范围下限为3MHz。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的一种基于双电极的冲击电压下变压器油中尖端放电的检测装置，其特征在于：其中在两个容器中均完全充满变压器油，而尖端电极(3)和稍不均匀场电极(4)均完全浸没在油中。
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