CN103954896A - 一种油纸绝缘局部放电起始电压试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油纸绝缘局部放电起始电压试验系统，包括：交流高压电源、高压阻容分压器、油纸绝缘试品罐体、局部放电测试仪和上位机；交流高压电压与油纸绝缘试品罐体连接；高压阻容分压器与油纸绝缘试品罐体连接；局部放电测试仪与油纸绝缘试品罐体连接，并对其内部局部放电信号进行采集；上位机，与交流高压电源、局部放电测试仪双向通信连接。本发明采用局部放电测试仪对不同温度、电极结构的油纸复合绝缘进行局放放电起始电压测试，实现了油纸绝缘系统的局部放电起始电压准确测量。

Description

一种油纸绝缘局部放电起始电压试验系统

技术领域

本发明属于电力领域，特别涉及一种油纸绝缘局部放电起始电压(U_PDIV)试验系统。

背景技术

电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。若局部放电长期存在，一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿对电力设备进行局部放电试验不但能够了解设备的绝缘状况还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题确定绝缘故障的原因及其严重程度。局部放电起始电压是局部放电测试中最关键的指标之一，其准确测量直接关系到设备绝缘结构的设计、生产、制造、运行及维护等等诸多方面。

IEC TR61294标准对油纸绝缘局部放电起始电压规定为放电量超过100pC的外施电压，其对外施电压波形、电极结构、环境温度等均未进行详细规定。目前尚无成熟的适用于油纸绝缘局部放电起始电压测试系统，无法进一步满足电网油浸式设备对运行可靠性及安全性严格要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种油纸绝缘局部放电起始电压试验系统，所述系统用于测量油纸绝缘试品发生局部放电时的局部放电起始电压，其特征在于，包括：交流高压电源、油纸绝缘试品罐体、高压阻容分压器、局部放电测试仪和上位机；

交流高压电源与油纸绝缘试品罐体连接，用于为所述罐体中的油纸绝缘试品提供局部放电试验所需的外施电压；

高压阻容分压器与油纸绝缘试品罐体连接，用于对油纸绝缘试品上施加的电压信号进行测量；

局部放电测试仪，用于对油纸绝缘试品内部的局部放电信号进行采集；

上位机，与交流高压电源、局部放电测试仪双向通信连接，接收局部放电测试仪的局部放电信号，并对试品的外施电压进行幅值和波形控制。

优选的，所述系统还包括控制台、调压器，控制台、调压器、交流高压电源顺次连接，所述调压器连接于所述交流高压电源的电源端，用于进行试验电压的调整；上位机与调压器连接，且上位机通过调压器、并通过所述局部放电信号来利用所述调压器控制交流高压电源以实现对施加于油纸绝缘试品的所述外施电压的幅值和/或波形的控制。

优选的，所述油纸绝缘试品罐体的罐体为耐高温有机玻璃罐体，所述油纸绝缘试品罐体除包括罐体自身外，还包括：电极结构、高压套管、加热装置、油温测量与温度显示装置；

所述油纸绝缘试品罐体作为交流高压电源的负载，罐体内部充变压器油；

所述电极结构用于放置油纸绝缘试品；所述高压套管用于将所述交流高压电源输出的交流高压引入所述油纸绝缘试品罐体并施加于电极结构上；

所述加热装置用于对所述油纸绝缘试品罐体中的变压器油进行加热；

所述油温测量与温度显示装置用于测量、显示罐体内部变压器油的温度。

优选的，所述局部放电测试仪对罐体内局部放电信号的获取有两种方式，其一是通过所述分压器的低压臂采集局部放电信号，其二是通过试品罐体接地引入测量阻抗来采集局部放电信号。

优选的，上位机包括至少一监视器，监视器上显示其所接收的局部放电测试仪发送的局部放电信号，且：

上位机具备对局部放电测试仪的信号采集参数进行设置的能力，包括采样频率、测试时间、数据显示方式选择；其中：采样频率的范围为0-1MHz；测试时间的范围为从零至数小时；数据显示方式则有二维的Q-φ，N-φ方式和三维的Q-φ-T，N-Q-φ方式，N表示放电重复次数，Q表示放电量，φ表示放电相位。

优选的，所述的油纸绝缘试品包括矿物油、植物油、硅油、绝缘纸、绝缘板、绝缘木。

本发明的技术效果为：采用局部放电检测对油纸复合绝缘上的局部放电放电量进行准确测量，实现了电极结构、环境温度等对油纸绝缘PDIV影响及测量。系统能够适用于多种油纸绝缘系统的PDIV测试，采用局部放电检测进行放电量测量，实现油纸绝缘PDIV的准确测量，保证油纸绝缘局部放电检测的精确性，同时大幅提升了油纸绝缘局部放电测试数据的可用性。

附图说明

图1为本发明局部放电起始电压试验系统结构示意图；

图2为本发明的交流高压电源与油纸绝缘试品罐体连接示意图；

图3为本发明的油纸复合绝缘试品罐体结构示意图；

图4为本发明的油纸复合绝缘试品电极结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

请参阅图1，本发明的局部放电起始电压试验系统包括交流高压电源、油纸绝缘试品罐体、高压阻容分压器、局部放电测试仪和上位机；交流高压电源与油纸绝缘试品罐体连接，为油纸绝缘提供局部放电所需的电压；高压阻容分压器与油纸绝缘试品罐体连接，为油纸绝缘外施电压信号进行准确测量；局部放电测试仪用于对油纸绝缘试品中局部放电信号进行测试与信号采集；上位机，与交流高压电源、局部放电测试仪双向通信连接，接收局部放电测试仪的局部放电信号，并对油纸绝缘试品的外施电压进行幅值和波形控制。

如图2所示，本发明的交流高压电源包括控制台、高压交流电源和调压器组成，控制台、调压器、高压电源顺次连接，所述控制台用于对试验过程中交流高压电源的控制；所述调压器连接于电源端，用于进行试验电压的调整；所述的高压阻容分压器用于对负载电压幅值和波形进行准确测量；其中：上位机与调压器连接，且上位机通过调压器、并通过所述局部放电信号来利用所述调压器控制交流高压电源以实现对施加于油纸绝缘试品的所述外施电压的幅值和/或波形的控制。

请参阅图3，本发明的油纸复合绝缘试品罐体除耐高温有机玻璃(耐高温有机玻璃能便于对罐体内部情况进行观测，典型的，如PMMA)罐体自身之外，还包括：高压套管、可更换的电极结构、电加热器和电加热毯等以便用于对所述油纸绝缘试品罐体中的变压器油进行加热的加热装置、以及至少包括油温传感器、温度显示及控制器的油温测量与温度显示装置。对于该罐体，参见图3，上电极利用环氧板进行固定，高电压信号利用高压套管引入油纸绝缘试品罐体的上电极，绝缘纸板为代表的油纸绝缘试品放置在接地电极及信号电极上，罐体内充变压器油，并应用环氧盖板对罐体进行密封。罐体底端安装电加热器，罐体下部外部包裹电加热毯，罐体内部的底部则设有温度传感器，以对罐体内部油温进行检测和控制。

请参阅图4，其通过具体的电极结构参数示意了本发明的可更换的电极结构，包括尖板电极、板板电极及悬浮电极三种，可实现不同电极结构类型的局部放电起始电压测量。本领域技术人员应当知晓，图4示意的参数仅供参考，不同实施例下的参数可能依据实际试验情况有所不同。就本实施例而言，有别于其它油纸复合绝缘局部放电起始电压试验方法或系统，本发明通过不同绝缘油、绝缘纸板材料的组合，利用可更换的电极结构实现不同油纸绝缘试品产生多种类型的局部放电起始电压的准确测试。

本发明的测试流程：(1)依据IEC TR61294对局部放电起始电压Up进行测试，即，以1kV/s的升压速度进行升压，若局部放电测试仪检测到局放的放电量超过100pC则记录下放电电压，然后降压至零，休息至少1分钟后，再以同样方式获得Up值，至少重复十次后求平均值，可获得依据IEC TR61294规定的局部放电起始电压；(2)以1kV/s的升压速度从0升压至0.7倍Up，然后按照每步骤升压1kV的幅度逐步升压，同时以局部放电测试仪检测放电量，直至第X步骤时放电量超过100pC，将此时的外施电压(0.7Up+XkV)作为局部放电起始电压。

本发明的上位机用于对各被试油纸绝缘试品的局部放电数据进行显示，如发现异常将发出报警，同时上位机可以通过远程控制油纸绝缘试品上的电压进行调控。

可选的，上位机包括至少一监视器，监视器上显示其所接收的局部放电测试仪发送的局部放电信号，且：

上位机具备对局部放电测试仪的信号采集参数进行设置的能力，包括采样频率、测试时间、数据显示方式选择；其中：采样频率的范围为0-1MHz；测试时间的范围为从零至数小时；数据显示方式则有二维的Q-φ，N-φ方式和三维的Q-φ-T，N-Q-φ方式，N表示放电重复次数，Q表示放电量，φ表示放电相位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种油纸绝缘局部放电起始电压试验系统，所述系统用于测量油纸绝缘试品发生局部放电时的局部放电起始电压，其特征在于，包括：交流高压电源、油纸绝缘试品罐体、高压阻容分压器、局部放电测试仪和上位机；

交流高压电源与油纸绝缘试品罐体连接，用于为所述罐体中的油纸绝缘试品提供局部放电试验所需的外施电压；

高压阻容分压器与油纸绝缘试品罐体连接，用于对油纸绝缘试品上施加的电压信号进行测量；

局部放电测试仪，用于对油纸绝缘试品内部的局部放电信号进行采集；

上位机，与交流高压电源、局部放电测试仪双向通信连接，接收局部放电测试仪的局部放电信号，并对试品的外施电压进行幅值和波形控制。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述系统还包括控制台、调压器，控制台、调压器、交流高压电源顺次连接，所述调压器连接于所述交流高压电源的电源端，用于进行试验电压的调整；上位机与调压器连接，且上位机通过调压器、并通过所述局部放电信号来利用所述调压器控制交流高压电源以实现对施加于油纸绝缘试品的所述外施电压的幅值和/或波形的控制。

3.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述油纸绝缘试品罐体的罐体为耐高温有机玻璃罐体，所述油纸绝缘试品罐体除包括罐体自身外，还包括：电极结构、高压套管、加热装置、油温测量与温度显示装置；

所述油纸绝缘试品罐体作为交流高压电源的负载，罐体内部充变压器油；

所述电极结构用于放置油纸绝缘试品；所述高压套管用于将所述交流高压电源输出的交流高压引入所述油纸绝缘试品罐体并施加于电极结构上；

所述加热装置用于对所述油纸绝缘试品罐体中的变压器油进行加热；

所述油温测量与温度显示装置用于测量、显示罐体内部变压器油的温度。

4.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述局部放电测试仪对罐体内局部放电信号的获取有两种方式，其一是通过所述分压器的低压臂采集局部放电信号，其二是通过试品罐体接地引入测量阻抗来采集局部放电信号。

5.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：

上位机包括至少一监视器，监视器上显示其所接收的局部放电测试仪发送的局部放电信号，且：

上位机具备对局部放电测试仪的信号采集参数进行设置的能力，包括采样频率、测试时间、数据显示方式选择；其中：采样频率的范围为0-1MHz；测试时间的范围为从零至数小时；数据显示方式则有二维的Q-φ，N-φ方式和三维的Q-φ-T，N-Q-φ方式，N表示放电重复次数，Q表示放电量，φ表示放电相位。

6.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：优选的，所述的油纸绝缘试品包括矿物油、植物油、硅油、绝缘纸、绝缘板、绝缘木。