CN104122455A - 设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，包括变频信号发生器、信号调理模块、信号采集模块以及处理模块，所述的变频信号发生器的信号输出端连接到被测变压器的输入端，被测变压器的输出端连接到信号调理模块的接收端以及信号采集模块的接收端。本发明的有益效果是：本发明测试方法及装置操作简单，测量精度高，抗干扰能力强，测量结果信息丰富，能够在复杂的现场环境中完成变压器油纸绝缘频域介电响应特性的测量工作，且本发明测试方法及装置成本低廉，能够在国内电力系统中得到推广应用，进一步完善变压器油纸绝缘老化状态评估和故障诊断，对电力系统可靠运行具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及到一种介电响应的测试装置，特别是涉及到设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置。
背景技术
油浸式电力变压器作为电力系统中能量转换和传输的核心设备，其安全、可靠运行对于电力的稳定供应具有决定性的意义。大部分电力变压器以油纸绝缘作为其内部的主绝缘系统，在实际运行过程中，油纸绝缘系统由于受到电、热、化学、机械等应力的作用而逐渐老化，老化严重时可能引发变压器故障乃至影响整个电网的供电。对于老化前期的电力变压器，需要采取有效的维护措施以延长其使用寿命；对于老化中期的电力变压器，需要采取及时有效的检修措施以消除故障隐患；对于老化后期的电力变压器，需要及时更换以避免故障的发生。鉴于经济和技术上的考虑，亟需对使用中的电力变压器油纸绝缘老化状态和剩余寿命进行准确评估，从而指导实际运行中变压器的运行维护管理，保障设备安全运行。能够有效评估变压器油纸绝缘老化状态的特征参量数量众多，其中传统的特征参量包括绝缘纸聚合度、抗拉伸强度、水分含量以及绝缘油中溶解气体含量、糠醛含量、酸值等，但是获取这些特征参量需要对变压器油纸绝缘进行采样并经历一系列复杂繁琐的化学测量过程，不仅会对实际运行中的变压器内部结构造成损伤，而且操作困难，无法及时地对变压器油纸绝缘老化状态进行准确评估。
近年来，以介电响应理论为基础的变压器绝缘老化状态无损诊断技术受到了研究学者的广泛关注，有专门测试变压器油纸绝缘频域介电响应的装置，但是该装置在测试中经常出现数据出错，因为在设备输入端通常采用绝缘性能良好的屏蔽导线，但是屏蔽导线在用于较大信号输入时，屏蔽效果很好，当信号为pA-nA级别时，导线绝缘介质的寄生电容和静电耦合等会影响到信号的准确传递。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，解决现有的变压器油纸绝缘测试装置，在输入端处，信号传递经常出错的缺陷。
本发明的目的通过下述技术方案实现：设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，包括变频信号发生器、信号调理模块、信号采集模块以及处理模块，所述的变频信号发生器的信号输出端连接到被测变压器的输入端，被测变压器的输出端连接到信号调理模块的接收端以及信号采集模块的接收端，信号调理模块的输出也连接到信号采集模块的接收端，信号采集模块的输出连接处理模块，变频信号发生器的控制端也连接到处理模块上，所述的信号调理模块的接收端处的进入导线采用屏蔽导线，信号采集模块的接受端处的进入导线也采用屏蔽导线，且信号调理模块的接收端和信号采集模块的接受端处都设置有一个屏蔽驱动。本装置中，处理模块的作用，一是控制变频信号发生器的输出，二是通过收到的信息计算出被测变压器中油纸绝缘复电容和介电损耗因数，工作人员即通过计算出的数据，判断被测变压器的老化状况，信号调节模块主要是对被测变压器的信号进行调节，主要有滤波放大的作用，信号采集模块是采集存储收到的信号，然后发送到处理模块。因为设备输入端口处信号经常出现丢失、乱码等问题，所以不仅设置屏蔽电线，还设置一个屏蔽驱动，屏蔽导线包括导体和包裹导体的屏蔽层，屏蔽驱动用被屏蔽导体（即屏蔽层内部的导体）的电位，通过1:1电压跟随器来驱动被屏蔽导体的电位，使得被屏蔽导体和屏蔽层之间始终保持等电位，外部干扰产生的电场即不会影响到被屏蔽导体。
进一步，上述的屏蔽驱动包括电压跟随器F，电压跟随器F的同相输入端连接屏蔽导线内部的导体，其反相输入端连接到屏蔽导线的屏蔽层上，反相输入端还经一个RC滤波器接地，电压跟随器F的输出端连接到输入器件，输入器件即为信号调理模块或信号采集模块，电压跟随器F的输出端与反相输入端之间还设置有一个RC滤波器。屏蔽驱动输入连接屏蔽导线，输出连接到输入器件，即信号调理模块或信号采集模块，电压跟随器F使得被屏蔽导体和屏蔽层之间始终保持等电位，从而保护了被屏蔽导体。
进一步，上述的信号调理模块包括依次连接的电流放大器、低通滤波器、带阻滤波器以及电压放大器，电流放大器即连接到被测变压器的输出，电压放大器即连接到信号采集模块。
进一步，上述的信号采集模块包括A/D转换器和单片机，所述的A/D转换器的输出连接到单片机，单片机的输出连接到处理模块。A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，方便存储和处理。
本发明的有益效果是：本发明在信号输入端口处设置屏蔽驱动，使得屏蔽导线的内部导体与外部屏蔽层之间形成等电位状态，从而隔绝了外部干扰产生的电场对导体的。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2 为屏蔽驱动的电路结构图；
图中，1-变频信号发生器，2-被测变压器，3-信号调理模块，4-电流放大器，5-低通滤波器，6-带阻滤波器，7-电压放大器，8-信号采集模块,9-A/D转换器，10-单片机，11-处理模块，12-屏蔽驱动。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例：
如图1、2所示，设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，包括变频信号发生器1、信号调理模块3、信号采集模块8以及处理模块11，所述的变频信号发生器1的信号输出端连接到被测变压器2的输入端，被测变压器2的输出端连接到信号调理模块3的接收端以及信号采集模块8的接收端，信号调理模块3的输出也连接到信号采集模块8的接收端，信号采集模块8的输出连接处理模块11，变频信号发生器1的控制端也连接到处理模块11上。信号调理模块3包括依次连接的电流放大器4、低通滤波器5、带阻滤波器6以及电压放大器7，电流放大器4即连接到被测变压器2的输出，电压放大器7即连接到信号采集模块8。信号采集模块8包括A/D转换器9和单片机10，所述的A/D转换器9的输入分别连接信号调理模块8和被测变压器2，其输出连接到单片机10，单片机10的输出连接到处理模块11。所述的信号调理模块3的接收端处的进入导线采用屏蔽导线，信号采集模块8的接受端处的进入导线也采用屏蔽导线，且信号调理模块3的接收端和信号采集模块8的接受端处都设置有一个屏蔽驱动12。
本装置中，电流放大器4采用OPA128低噪声放大器，其具有低失调电压、低温度漂移、高输入阻抗和高共模抑制比的特点，可以将通过被测试样的微弱电流信号转换成电压信号，并放大一定的倍数；低通滤波器5选择巴特沃斯有源二阶低通滤波器，具体使用OP37作为滤波电路运放，可以有效滤除电压信号中的高频噪声和干扰；带阻滤波器6选用陷波滤波的方式，陷波电路中采用两个OP37作为运放，可以有效滤除工频（50Hz）噪声和干扰；电压放大器7采用OPA128作为放大电路运放，其放大倍数可调，根据实际情况将经过前三级处理的电压信号幅值进一步放大至0~5V，便于后续的处理分析。
实际中不存在理想的绝缘体，所以实际中电介质的性质可以用电容和电阻并联的等效电路来描述。在正弦交流电场的作用下，电介质内部会因电导和极化的滞后效应产生损耗。复介电常数或复电容可以在宏观上表征电介质极化和损耗的程度。当在电介质两端施加正弦交流电压时，通过电介质的电流与电压会有一定的大小的相位差，此夹角就是电介质的介质损耗角δ，介质损耗角的正切值就是电介质的介质损耗因数tanδ。
因为设备输入端口处信号经常出现丢失、乱码等问题，所以不仅设置屏蔽电线，还设置一个屏蔽驱动，屏蔽导线包括导体和包裹导体的屏蔽层，屏蔽驱动用被屏蔽导体（即屏蔽层内部的导体）的电位，通过1:1电压跟随器来驱动被屏蔽导体的电位，使得被屏蔽导体和屏蔽层之间始终保持等电位，外部干扰产生的电场即不会影响到被屏蔽导体。
进一步，上述的屏蔽驱动12包括电压跟随器F，电压跟随器F的同相输入端连接屏蔽导线内部的导体，其反相输入端连接到屏蔽导线的屏蔽层上，反相输入端还经一个RC滤波器接地，电压跟随器F的输出端连接到输入器件，输入器件即为信号调理模块3或信号采集模块8，电压跟随器F的输出端与反相输入端之间还设置有一个RC滤波器。屏蔽驱动输入连接屏蔽导线，输出连接到输入器件，即信号调理模块3或信号采集模块8，电压跟随器F使得被屏蔽导体和屏蔽层之间始终保持等电位，从而保护了被屏蔽导体。
Claims (4)
1.设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，包括变频信号发生器（1）、信号调理模块（3）、信号采集模块（8）以及处理模块（11），所述的变频信号发生器（1）的信号输出端连接到被测变压器（2）的输入端，被测变压器（2）的输出端连接到信号调理模块（3）的接收端以及信号采集模块（8）的接收端，信号调理模块（3）的输出也连接到信号采集模块（8）的接收端，信号采集模块（8）的输出连接处理模块（11），变频信号发生器（1）的控制端也连接到处理模块（11）上，其特征在于，所述的信号调理模块（3）的接收端处的进入导线采用屏蔽导线，信号采集模块（8）的接受端处的进入导线也采用屏蔽导线，且信号调理模块（3）的接收端和信号采集模块（8）的接受端处都设置有一个屏蔽驱动（12）。
2.根据权利要求1所述的设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，其特征在于，所述的屏蔽驱动（12）包括电压跟随器F，电压跟随器F的同相输入端连接屏蔽导线内部的导体，其反相输入端连接到屏蔽导线的屏蔽层上，反相输入端还经一个RC滤波器接地，电压跟随器F的输出端连接到输入器件，输入器件即为信号调理模块（3）或信号采集模块（8），电压跟随器F的输出端与反相输入端之间还设置有一个RC滤波器。
3.根据权利要求1所述的设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，其特征在于，所述的信号调理模块（3）包括依次连接的电流放大器（4）、低通滤波器（5）、带阻滤波器（6）以及电压放大器（7），电流放大器（4）即连接到被测变压器（2）的输出，电压放大器（7）即连接到信号采集模块（8）。
4.根据权利要求1或2所述的设有屏蔽驱动的变压器油纸绝缘频域介电响应测试装置，其特征在于，所述的信号采集模块（8）包括A/D转换器（9）和单片机（10），所述的A/D转换器（9）输出连接到单片机（10），单片机（10）的输出连接到处理模块（11）。
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|---|---|
| CN (1) | CN104122455A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107941862A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-04-20 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于频域介电响应的变压器油纸绝缘老化诊断系统 |
| CN112394226A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 信号检测电路和电子设备 |
| CN112505510A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-16 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 基于电介质累积效应的电力设备绝缘状态评估预警方法 |
| CN113848390A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-28 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种频域介电响应测试曲线的平滑处理方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2569160Y (zh) * | 2002-09-18 | 2003-08-27 | 新疆特变电工股份有限公司 | 变压器套管绝缘性能在线监测装置 |
| JP3501403B2 (ja) * | 2001-09-05 | 2004-03-02 | 住友金属工業株式会社 | インピーダンス検出回路、インピーダンス検出装置、及びインピーダンス検出方法 |
| US20040246000A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-09 | Areva T&D Sa | Method of detecting partial discharges and diagnostic system for electrical apparatus |
| CN101822540A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-08 | 上海诺诚电气有限公司 | 肌电放大器及采样肌电信号的方法 |
| CN102062746A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-05-18 | 西南交通大学 | 一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法 |
| CN102090885A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-06-15 | 浙江大学 | 一种多通道人体皮肤电位采集系统 |
| CN102364336A (zh) * | 2011-04-29 | 2012-02-29 | 武汉华和机电技术有限公司 | 用于桩基超声波检测的超声波传感器 |
| CN202758060U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-02-27 | 广东电网公司电力科学研究院 | 用于高电位端测差的电压互感器校验仪差压信号输入引线 |
| CN203149038U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-08-21 | 武陟县电业总公司 | 一种变压器油纸绝缘测试系统 |
| CN203220360U (zh) * | 2013-05-06 | 2013-10-02 | 上海海神医疗电子仪器有限公司 | 用于肌电图诱发电位仪的采样线缆屏蔽驱动装置 |
-
2014
- 2014-08-19 CN CN201410407757.2A patent/CN104122455A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3501403B2 (ja) * | 2001-09-05 | 2004-03-02 | 住友金属工業株式会社 | インピーダンス検出回路、インピーダンス検出装置、及びインピーダンス検出方法 |
| CN2569160Y (zh) * | 2002-09-18 | 2003-08-27 | 新疆特变电工股份有限公司 | 变压器套管绝缘性能在线监测装置 |
| US20040246000A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-09 | Areva T&D Sa | Method of detecting partial discharges and diagnostic system for electrical apparatus |
| CN101822540A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-08 | 上海诺诚电气有限公司 | 肌电放大器及采样肌电信号的方法 |
| CN102062746A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-05-18 | 西南交通大学 | 一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法 |
| CN102090885A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-06-15 | 浙江大学 | 一种多通道人体皮肤电位采集系统 |
| CN102364336A (zh) * | 2011-04-29 | 2012-02-29 | 武汉华和机电技术有限公司 | 用于桩基超声波检测的超声波传感器 |
| CN202758060U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-02-27 | 广东电网公司电力科学研究院 | 用于高电位端测差的电压互感器校验仪差压信号输入引线 |
| CN203149038U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-08-21 | 武陟县电业总公司 | 一种变压器油纸绝缘测试系统 |
| CN203220360U (zh) * | 2013-05-06 | 2013-10-02 | 上海海神医疗电子仪器有限公司 | 用于肌电图诱发电位仪的采样线缆屏蔽驱动装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘益岑: "变压器油纸绝缘电介质响应测试系统的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
| 李潇潇: "变压器绝缘纸板微水分在线监测系统的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107941862A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-04-20 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于频域介电响应的变压器油纸绝缘老化诊断系统 |
| CN112394226A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 信号检测电路和电子设备 |
| CN112505510A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-16 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 基于电介质累积效应的电力设备绝缘状态评估预警方法 |
| CN112505510B (zh) * | 2020-12-15 | 2023-09-26 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 基于电介质累积效应的电力设备绝缘状态评估预警方法 |
| CN113848390A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-28 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种频域介电响应测试曲线的平滑处理方法 |
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