CN104569753A - 用于变压器油中气泡放电的检测电路和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变压器油中气泡放电的检测电路和系统。其中，该用于变压器油中气泡放电的检测电路包括离线检测支路，与待测变压器相连接，用于在离线状态下检测待测变压器的变压器油中气泡的离线放电情况；在线检测支路，与待测变压器相连接，用于在线状态下检测待测变压器的变压器油中气泡的在线放电情况；以及电源，与待测变压器相连接，用于作为在线状态下待测变压器的工作电源。通过本发明，解决了相关技术中无法对离线检测效果与在线检测效果进行对比的问题。

Description

用于变压器油中气泡放电的检测电路和系统

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种用于变压器油中气泡放电的检测电路和系统。

背景技术

当变压器油中含有气泡时，在变压器绝缘的单元体积内，电场分布与绝缘介质的介电常数成反比，气泡的介电常数小于油介电常数的1/2，所以气泡中的电场强度比油中的要高两倍以上，而气泡的耐电场强度比油纸绝缘要低很多，从而使气泡特别容易发生局部放电。局部放电对绝缘结构起着一种侵蚀作用，在局部放电时，油因电解及电极的肖特基辐射效应使油分解，加上油中原来存在的杂质，故易使纸层处凝集者因聚合作用生成的油泥(多在匝绝缘或其他绝缘的油楔处)，油泥生成将导致散热能力降低，甚至导致热击穿的可能性。

气泡放电的影响因素很多，包括气泡自身的大小、形状、位置及气泡的气体类型、气体内部压力、所嵌入材料(如变压器油或环氧树脂绝缘材料)的特性和运行环境的温度及电场的大小等等。

目前，油中气泡放电检测的方式有两种：离线检测与带电检测。由于检测时气泡所处的温度、内部压力和油速都不一样，因此这两种检测方法测量的结果有所不同。在线检测已经逐步的成为电力设备故障检测的主要手段，但其能否完全取代其离线检测手段尚无定论，这两种检测手段之间是否有着一定的相关性也未知，就目前而言，缺乏用于对比变压器油中气泡离线检测与在线检测方法的平台。

针对相关技术中相关技术中无法对离线检测方法与在线检测方法进行对比的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于变压器油中气泡放电的检测电路和系统，以解决相关技术中无法对离线检测方法与在线检测方法进行对比的问题、。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于变压器油中气泡放电的检测电路。该检测电路可以包括：离线检测支路，与待测变压器相连接，用于在离线状态下检测上述待测变压器的变压器油中气泡的离线放电情况；在线检测支路，与上述待测变压器相连接，用于在在线状态下检测上述待测变压器的变压器油中气泡的在线放电情况；以及电源，与上述待测变压器相连接，用于作为上述在线状态下上述待测变压器的工作电源。

进一步地，上述在线检测支路可以包括：特高频探测仪，设置在上述待测变压器的外壁上，用于在上述在线状态下检测上述待测变压器的变压器油中气泡放电时产生的特高频电磁波，和/或，高频探测仪，设置在上述待测变压器的低压端上，用于在上述在线状态下检测上述待测变压器的变压器油中气泡放电时产生的高频电磁波；以及，信号收发器，用于接收来自上述高频探测仪的上述高频电磁波和/或接收来自上述特高频探测仪的上述特高频电磁波，并将接收到的上述高频电磁波和/或上述特高频电磁波上传至测试终端。

进一步地，上述离线检测支路可以包括：电阻，与上述待测变压器相连接，上述电阻用于在上述离线状态下上述待测变压器的变压器油中气泡放电放电时进行分压；以及，

进一步地，电流探测仪可以连接在上述电阻和上述待测变压器之间，用于在上述待测变压器的变压器油中气泡对上述电阻放电时，检测上述离线检测支路中电流的脉冲信号，并将检测到的上述脉冲信号上传至测试终端。

进一步地，上述离线检测支路还可以包括：电容，与上述电阻串联，上述电容用于在上述离线状态下上述待测变压器的变压器油中气泡放电时进行分压。

进一步地，上述电源可以为可变电源，其中，在上述离线状态下，上述可变电源的电压值为0V。

进一步地，上述电源可以为非可变电源，其中，在上述离线状态下，上述非可变电源为开路状态，在上述在线状态下，上述非可变电源为接通状态。

进一步地，上述检测电路还可以包括：电源变压器，与上述电源相连接，用于对上述电源的电压进行变压处理。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种用于变压器油中气泡放电的检测系统。该检测系统可以包括：上述用于变压器油中气泡放电的检测电路；以及测试终端，具有：接收端口和对比单元，上述接收端口用于接收上述检测电路中的离线检测支路的离线检测结果和上述检测电路中的在线检测支路的在线检测结果，上述对比单元用于对上述离线检测结果和上述在线检测结果进行对比处理。

进一步地，上述对比单元可以通过以下方式对上述离线检测结果和上述在线检测结果进行对比处理：判断上述离线检测结果和上述在线检测结果是否一致；以及如果判断出上述离线检测结果和上述在线检测结果不一致，则判断上述在线检测结果是否比上述离线检测结果准确，和/或，解析上述在线检测结果与上述离线检测结果之间的关联关系。

进一步地，上述测试终端还可以用于上述对比单元判断出上述离线检测结果和上述在线检测结果一致或者上述在线检测结果比上述离线检测结果准确时，控制上述离线检测支路处于开路状态，且控制上述在线检测支路处于接通状态。

通过本发明，采用离线检测支路，与待测变压器相连接，用于在离线状态下检测待测变压器的变压器油中气泡的离线放电情况；在线检测支路，与待测变压器相连接，用于在在线状态下检测待测变压器的变压器油中气泡的在线放电情况；以及电源，与待测变压器相连接，用于作为在线状态下待测变压器的工作电源，解决了相关技术中无法对离线检测方法与在线检测方法进行对比的问题，达到了可以对比上述两种检测方式的检测结果的效果。进一步地，根据对比结果，可以给出采用检测效果更好的检测方式的建议。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于变压器油中气泡放电的检测电路的示意图；

图2是根据本发明实施例的油流循环管路的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的油道模型的结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它单元。

根据本发明的实施例，提供了一种用于变压器油中气泡放电的检测电路，该检测电路用于检测变压器油中气泡的放电情况。

图1是根据本发明实施例的用于变压器油中气泡放电的检测电路的示意图。如图1所示，该检测电路可以包括：离线检测支路10、在线检测支路20和电源30。

离线检测支路10与待测变压器A相连接，用于在离线状态下检测待测变压器A的变压器油A2中气泡的离线放电情况；在线检测支路20与待测变压器A相连接，用于在在线状态下检测待测变压器A的变压器油A2中气泡的在线放电情况；以及电源30与待测变压器A相连接，用于作为在线状态下待测变压器A的工作电源30。

需要说明的是，在实际应用时，由于变压器比较笨重，不易挪动，因此，可以采用模拟变压器作为待测变压器，如图1所示，模拟变压器A可以为包括：箱体A1、变压器油A2和试品A3，其中，箱体A1用于模拟实际变压器的外壳，变压器油A2用于模拟实际变压器中的变压器油A2，试品A3为来自实际变压器的部分材料。

上述检测电路可以用于对变压器进行离线检测，也可以用于对变压器进行在线检测。并且，上述电源30可以为可变电源或者非可变电源，所谓可变电源是指电源30的电压值为一个数值范围，在使用时，用户可以选择检测所需要的电压值；而所谓非可变电源是指电源30的电压值为一个特定的数值，在使用时，用户只能在该电压值下执行相应的检测任务。

例如，在电源30为非可变电源，且电源30为开路状态时，离线检测支路10可以用于检测待测变压器A的变压器油A2中气泡的离线放电情况。其中，离线检测支路10可以包括：电阻R、电容C和电流探测仪102。具体地，如果电流探测仪102检测到离线检测支路10中存在脉冲电流，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡放电，电容C可以用于为电阻R分压。如果电流探测仪102未检测到离线检测支路10中存在脉冲电流，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡未放电。

进一步地，电流探测仪102在检测到脉冲电流时，可以将其上传至测试终端。测试终端可以根据该脉冲电流分析离线检测方式的检测效果。

例如，电源30为非可变电源，且电源30为闭合状态时，在线检测支路20可以用于检测待测变压器A的变压器油A2中气泡的在线放电情况。其中，在线检测支路20可以包括：高频探测仪202、特高频探测仪204和信号收发器206。具体地，如果高频探测仪202检测到高频电磁波，或者特高频探测仪204检测到特高频电磁波，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡产生放电。进一步地，高频探测仪202检测到高频电磁波，或者特高频探测仪204检测到特高频电磁波时，可以将电磁波信号上传至测试终端。测试终端可以根据该电磁波分析在线检测方式的检测效果；如果高频探测仪202和特高频探测仪204都未检测到电磁波，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡未产生放电。

通过本发明实施例，由于既可以采用变压器油A2中气泡放电的离线检测，又能采用变压器油A2中气泡放电的在线检测，因此可以对所在相同环境下的同一变压器进行两种方式的检测，并且得到各自的检测结果，达到了可以对比上述两种检测方式的检测结果的效果。进一步地，根据对比结果，可以给出采用检测效果更好的检测方式的建议。

优选地，在本发明实施例中，如图1所示，在线检测支路20可以包括：高频探测仪202和信号收发器206；或者在线检测支路20可以包括：特高频探测仪204和信号收发器206；或者在线检测支路20可以包括：高频探测仪202、特高频探测仪204和信号收发器206。高频探测仪202设置在待测变压器A的外壁上，即箱体A1的外壁上，用于在在线状态下检测待测变压器A的变压器油A2中气泡放电时产生的高频电磁波，特高频探测仪204设置在待测变压器A的低压端上，用于在在线状态下检测待测变压器A的变压器油A2中气泡放电时产生的特高频电磁波。信号收发器206用于接收来自高频探测仪202的高频电磁波和/或接收来自特高频探测仪204的特高频电磁波，并将接收到的高频电磁波和/或特高频电磁波上传至测试终端。如果高频探测仪202检测到高频电磁波，或者特高频探测仪204检测到特高频电磁波，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡产生放电。进一步地，当高频探测仪202检测到高频电磁波，或者特高频探测仪204检测到特高频电磁波时，可以将电磁波信号上传至测试终端。测试终端可以根据该电磁波分析在线检测方式的检测效果。如果高频探测仪202和特高频探测仪204都未检测到电磁波，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡未产生放电。

优选地，在本发明实施例中，如图1所示，前述离线检测支路10可以包括：电阻R和电流探测仪102。电阻R与待测变压器A相连接，电阻R用于在离线状态下待测变压器A的变压器油A2中气泡放电时进行分压；电流探测仪102连接在电阻R和待测变压器A之间，用于在待测变压器A的变压器油A2中气泡放电时，检测离线检测支路10中电流的脉冲信号，并将检测到的脉冲信号上传至测试终端。具体地，如果电流探测仪102检测到离线检测支路10中存在脉冲电流，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡对电阻R放电，如果电流探测仪102未检测到离线检测支路10中存在脉冲电流，则表明待测变压器A的变压器油A2中气泡未对电阻R放电。电流探测仪102在检测到脉冲电流时，可以将其上传至测试终端。测试终端可以根据该脉冲电流分析离线检测方式的检测效果。

优选地，在本发明实施例中，如图1所示，前述离线检测支路10还可以包括：电容C。电容C与电阻R串联，电容C用于在离线状态下待测变压器A的变压器油A2中气泡放电时进行分压。

优选地，在本发明实施例中，电源30可以为可变电源，其中，在离线状态下，可变电源的电压值为0V。可变电源的电压可以是0～240V，在在线状态下，可变电源的电压不为0V，在在线检测时，可以用户的检测需要选择可变电源的相应电压值。这样，可以验证在各种电压等级下，并综合上述检测到的脉冲电流和电磁波，评估变压器油A2中的气泡放电发生、发展和被击穿的规律。

优选地，在本发明实施例中，电源30为非可变电源，其中，在离线状态下，非可变电源为开路状态，在在线状态下，非可变电源为接通状态。在线状态下，电源30的电压为非可变电源30特定的电压值。

优选地，在本发明实施例中，如图1所示，前述检测电路还可以包括：电源变压器40。电源变压器40用于将电源30的电压转换为在线检测支路20需要的电压。电源变压器40与电源30相连接，用于对电源30进行变压处理。电源变压器40用于将电源30的电压转换为在线检测支路20需要的电压。

根据本发明的实施例，提供了一种用于变压器油中气泡放电的检测系统，该检测系统用于检测变压器油中气泡的放电情况。该检测系统可以包括：用于变压器油中气泡放电的检测电路和测试终端。

用于变压器油中气泡放电的检测电路与前述实施例中的相同，在此不再赘述。

测试终端具有：接收端口和对比单元，接收端口用于接收检测电路中的离线检测支路的离线检测结果和检测电路中的在线检测支路的在线检测结果，对比单元用于对离线检测结果和在线检测结果进行对比处理。电流探测仪在检测到脉冲电流时，可以将其上传至测试终端。测试终端可以根据该脉冲电流分析离线检测方式的检测效果。高频探测仪检测到高频电磁波，或者特高频探测仪检测到特高频电磁波时，也可以将电磁波信号上传至测试终端。测试终端可以根据该电磁波分析在线检测方式的检测效果。

通过本发明实施例，由于测试终端可以接收用于变压器油中气泡放电的检测电路中的离线检测支路的离线检测结果和检测电路中的在线检测支路的在线检测结果进而进行对比，因此可以根据对比结果，给出采用检测效果更好的检测方式的建议。

优选地，在本发明实施例中，前述对比单元可以通过以下方式对离线检测结果和在线检测结果进行对比处理：判断离线检测结果和在线检测结果是否一致；以及如果判断出离线检测结果和在线检测结果不一致，则判断在线检测结果是否比离线检测结果准确，和/或，判断离线检测结果和在线检测结果是否一致，如果判断出离线检测结果和在线检测结果不一致，则解析在线检测结果与离线检测结果之间的关联关系。

优选地，在本发明实施例中，前述测试终端还用于对比单元判断出离线检测结果和在线检测结果一致或者在线检测结果比离线检测结果准确时，控制离线检测支路处于开路状态，且控制在线检测支路处于接通状态。

其中，离线检测与在线检测都可以对油色谱与局部放电信号进行检测。实验表明，当气泡放电比较微弱时，离线检测的效果要好于在线检测的效果；当气泡放电比较强时，离线检测和在线检测都可以有效检测出气泡放电情况，在这种情况下，优选地，可以使用在线检测方式对气泡放电情况进行检测。

在两种检测方式的检测结果都一致时，优选在线检测方式检测变压器油中气泡的放电情况。因为在实际实施时，如果使用离线检测方式，需要切断供电电源，这样可能导致区域性断电，影响民众生活。而在线检测方式无需切断供电电源，可以直接检测变压器油中气泡放电情况，这样，不会导致区域性断电，且操作方便有效。

需要说明的是，在实验过程中，可以采用变压器模型来模拟实际的变压器，如图2所示，可以通过图2所示的油流循环管路模型来模拟实际的变压器中的油流循环管路，其中，该油流循环管路模型可以包括：油道模型A4、油泵B、流量控制阀门C、温控仪D和流量计E。

油道模型A4用于模拟实际变压器中的油道。其中，油道模型A4可以是有机绝缘材料制造而成的。油道模型A4用于盛装变压器油A2；油泵B用于往油道模型A4内输油；流量控制阀门C用于控制变压器油A2的流速；温控仪D用于测量变压器油A2的温度；流量计E用于测量变压器油A2的流速。

如图3所示，待测变压器的变压器油A2中气泡游离在油道模型A4的高压电极A6与低压电极A7之间，由于变压器油A2中产生的气泡放电，因此使电荷从低压电极A7移向高压电极A6，进而产生磁场。由于针形的屏蔽罩更容易放电，即形状越尖的屏蔽罩越容易放电，在检测气泡放电时，容易造成干扰，导致检测结果不准确，因此，在本发明实施例中，采用球形屏蔽罩A5，可以防止由于其放电对气泡放电造成干扰。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，包括：

离线检测支路，与待测变压器相连接，用于在离线状态下检测所述待测变压器的变压器油中气泡的离线放电情况；

在线检测支路，与所述待测变压器相连接，用于在在线状态下检测所述待测变压器的变压器油中气泡的在线放电情况；以及

电源，与所述待测变压器相连接，用于作为所述在线状态下所述待测变压器的工作电源。

2.根据权利要求1所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述在线检测支路包括：

特高频探测仪，设置在所述待测变压器的外壁上，用于在所述在线状态下检测所述待测变压器的变压器油中气泡放电时产生的特高频电磁波，和/或，高频探测仪，设置在所述待测变压器的低压端上，用于在所述在线状态下检测所述待测变压器的变压器油中气泡放电时产生的高频电磁波；以及，

信号收发器，用于接收来自所述高频探测仪的所述高频电磁波和/或接收来自所述特高频探测仪的所述特高频电磁波，并将接收到的所述高频电磁波和/或所述特高频电磁波上传至测试终端。

3.根据权利要求1所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述离线检测支路包括：

电阻，与所述待测变压器相连接，所述电阻用于在所述离线状态下所述待测变压器的变压器油中气泡放电时进行分压；以及，

电流探测仪，连接在所述电阻和所述待测变压器之间，用于在所述待测变压器的变压器油中气泡对所述电阻放电时，检测所述离线检测支路中电流的脉冲信号，并将检测到的所述脉冲信号上传至测试终端。

4.根据权利要求3所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述离线检测支路还包括：

电容，与所述电阻串联，所述电容用于在所述离线状态下所述待测变压器的变压器油中气泡放电时进行分压。

5.根据权利要求1所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述电源为可变电源，其中，在所述离线状态下，所述可变电源的电压值为0V。

6.根据权利要求1所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述电源为非可变电源，其中，在所述离线状态下，所述非可变电源为开路状态，在所述在线状态下，所述非可变电源为接通状态。

7.根据权利要求1所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：

电源变压器，与所述电源相连接，用于对所述电源的电压进行变压处理。

8.一种用于变压器油中气泡放电的检测系统，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任一项所述用于变压器油中气泡放电的检测电路；以及

测试终端，具有：接收端口和对比单元，所述接收端口用于接收所述检测电路中的离线检测支路的离线检测结果和所述检测电路中的在线检测支路的在线检测结果，所述对比单元用于对所述离线检测结果和所述在线检测结果进行对比处理。

9.根据权利要求8所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述对比单元通过以下方式对所述离线检测结果和所述在线检测结果进行对比处理：

判断所述离线检测结果和所述在线检测结果是否一致；以及

如果判断出所述离线检测结果和所述在线检测结果不一致，则判断所述在线检测结果是否比所述离线检测结果准确，和/或，解析所述在线检测结果与所述离线检测结果之间的关联关系。

10.根据权利要求9所述的用于变压器油中气泡放电的检测电路，其特征在于，所述测试终端还用于所述对比单元判断出所述离线检测结果和所述在线检测结果一致或者所述在线检测结果比所述离线检测结果准确时，控制所述离线检测支路处于开路状态，且控制所述在线检测支路处于接通状态。