CN106556745A - 一种直流分压器及其电容量和介质损耗检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流分压器及其电容量和介质损耗检测方法，所述直流分压器包括绝缘套管、安装在所述绝缘套管内的高压臂和低压臂，所述绝缘套管的顶端同轴安装有金属导电筒，其底端同轴安装有金属基座，所述高压臂的高压端与金属导电筒电气相连，所述金属基座接地；所述金属导电筒通过开关与高压极线电气相连，连接所述高压臂低压端的引线与连接所述低压臂高压端的引线在所述绝缘套管外部通过短接跳线连接。本发明提供的直流分压器散热性能好，可靠性好，可对高压臂和低压臂分别进行加压试验，检测直流分压器高压臂和低压臂的电容量和介质损耗，操作简便，安全性高。

Description

一种直流分压器及其电容量和介质损耗检测方法

技术领域

本发明涉及一种直流分压器和检测方法，具体讲涉及一种高压臂和低压臂通过外部短接跳线串联的直流分压器、以及该直流分压器的电容量和介质损耗检测方法。

背景技术

近年来，直流工程的建设越来越多，特别是特高压直流的快速发展，使得直流输电技术得以广泛应用。换流站预防性试验和检修是设备运行和维护工作中一个重要环节，其目的在于检查电气设备在长期运行中是否保持良好状态，以便发现缺陷及时处理，是保证电气设备安全运行的重要措施。这些预防性试验，大部分需要拆除引线，特别是对于直流电气设备来说，因电压等级高，试验时拆、接引线需要耗费的人力、物力更多，既延长了停电时间，又因经常拆、接引线可能造成设备及人员安全问题。

另一方面，电网可靠率要求的不断提高，导致停电试验工期不断缩短，这也就对电气试验的效率及数据可靠性提出了更高的要求。为缩短试验工作时间，降低试验拆线工作带来的高劳动强度，对设备进行不拆线试验的需求也越来越大。为此，开展直流一次电气设备现场不拆线进行预防性试验的探索性研究工作具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种直流分压器及其电容量和介质损耗检测方法。

本发明提供的技术方案是：一种直流分压器，包括绝缘套管、安装在所述绝缘套管内的高压臂和低压臂，所述绝缘套管的顶端同轴安装有金属导电筒，其底端同轴安装有金属基座，所述高压臂的高压端与金属导电筒电气相连，所述金属基座接地；其改进之处在于：所述金属导电筒通过开关与高压极线电气相连；连接所述高压臂低压端的引线与连接所述低压臂高压端的引线在所述绝缘套管外部通过短接跳线连接。

优选的，所述绝缘套管包括同轴连接的第一绝缘套管和第二绝缘套管，所述高压臂和所述低压臂分别安装在第一绝缘套管和第二绝缘套管内；所述第一绝缘套管两端分别同轴安装所述金属导电筒和第一金属法兰；所述第二绝缘套管两端分别安装第二金属法兰和第三金属法兰，所述第三金属法兰与所述金属基座固定；所述第一金属法兰与所述第二金属法兰固定，所述第一金属法兰与所述第二金属法兰之间安装有绝缘层，用于将所述第一金属法兰与所述第二金属法兰电气隔离。

优选的，所述金属导电筒为开口向下的中空圆柱体，其横截面直径与所述绝缘套管的横截面直径相等，所述金属导电筒上设有散热件；所述散热件包括同中心设于所述金属导电筒外壁上的圆环形金属散热片和垂直设于所述金属导电筒顶部内外两侧的散热片。

优选的，所述高压臂包括若干个串联的圆盘状的第一RC并联单元，所述第一RC单元由电阻R1和电容C1并联组成，所述第一RC并联单元沿所述绝缘套管的轴向方向依次堆叠后固定在所述金属导电筒和第一金属法兰之间，所述高压臂的高压端通过沿绝缘套管轴线的金属支撑件与所述金属导电筒顶端电气相连，其低压端通过直接压接方式与所述第一金属法兰电气相连；

所述高压臂与第一绝缘套管之间的圆环形区域内安装有两端分别与所述金属导电筒和所述第一金属法兰相连的第一箝位电阻。

进一步，所述第一金属法兰上方的第一绝缘套管侧壁上安装有垂直于所述绝缘套管轴线方向的中压套管，连接所述高压臂低压端的引线经所述中压套管引出至所述绝缘套管外。

进一步，绝缘套管外侧的第一金属法兰上固定有中压套管，连接所述第一金属法兰的引线经所述中压套管引出。

进一步，所述第三金属法兰包括同中心的内层金属法兰和外层金属法兰，所述内层金属法兰与所述外层金属法兰之间设有同中心的绝缘环，用于将所述内层金属法兰与所述外层金属法兰电气隔离，所述内层金属法兰与金属基座之间设有绝缘隔离层，用于将所述内层金属法兰与所述金属基座电气隔离。

进一步，低压臂包括一个圆盘状的第二RC并联单元，所述第二RC单元由电阻R2和电容C2并联组成，所述第二RC并联单元同轴固定在第二金属法兰和所述内层金属法兰之间；所述第二RC并联单元通过直接压接方式与所述第二金属法兰盘和所述内层金属法兰盘电气相连；

第二绝缘套管的侧壁上留有两个通孔，分别连接所述低压臂高压端和低压端的引线或分别连接所述第二金属法兰和所述内层金属法兰的引线经所述通孔引出至所述第二绝缘套管外；连接所述低压臂高压端的引线或连接所述第二金属法兰的引线在绝缘套管外部通过短接跳线与从中压套管引出的引线电气相连；

连接所述低压臂低压端的引线或连接所述内层金属法兰的引线在绝缘套管外部接地；

所述低压臂与所述第二绝缘套管之间的圆环形区域内安装有两端分别与所述第二金属法兰和所述内层金属法兰相连的第二箝位电阻。

本发明的另一目的在于提供一种直流分压器电容量和介质损耗检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，断开连接高压臂低压端和低压臂高压端的短接跳线；

步骤2，用反向接线法检测所述高压臂电容量和介质损耗：闭合开关，将高压极线接地；在所述高压臂低压端加10KV高压；测量所述高压臂电容量和介质损耗；

步骤3，用正向接线法检测所述低压臂电容量和介质损耗：断开金属基座的接地线；检测低压臂低压端的接地引线是否接地良好，接地良好时，在低压臂的高压端加10KV电压；测量低压臂电容量和介质损耗。

优选的，采用同一套检测装置检测高压臂电容量和介质损耗、以及低压臂的电容量和介质损耗，所述检测装置包括电桥测量仪，电源盘和隔离开关，温、湿度计和电压表；

所述电源盘通过隔离开关与所述电桥测量仪的输入端相连，当检测高压臂电容量和介质损耗时，将电桥测量仪的输出端通过高压套管与高压臂的低压端相连；当检测低压臂电容量和介质损耗时，将电桥测量仪的输出端与低压臂高压端相连；

所述电源盘用于提供220V电压给所述电桥测量仪，所述电桥测量仪将所述220V电压升高到10KV后给所述高压臂的低压端或所述低压臂的高压端加压，并测量、显示所述高压臂的电容量和介质损耗或所述低压臂的电容量和介质损耗；所述温、湿度计用于测量直流分压器所在的环境温度和湿度，所述电压表用于测量所述电源盘的输出电压，当电压表检测所述电源盘输出电压为220V时，闭合隔离开关，从而接通所述电源盘和所述电桥测量仪。

与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：

(1)本发明提供的直流分压器，其高压臂低压端和低压臂的高压端在绝缘套管外部通过短接跳线相连，采用非直接连接设计，在进行分压器电容量和介质损耗检测时，可直接在绝缘套管外部连接或断开，便于对高压臂和低压臂分别进行检测，操作更加快捷方便。

(2)本发明提供的直流分压器，其高压臂的低压端通过中压套管引出，可利用中压套管对高压臂进行反向加压试验，测量高压臂的介质损耗和电容量，可防止无套管时，因为加压导致闪络损坏设备；便于对分压器满足现有试验设备施加10kV电压要求，实验时更加安全可靠。

(3)本发明提供的直流分压器，其第一绝缘套管的顶端与金属导电筒相连通，高压臂的高压端通过金属支撑件与金属导电筒的顶端电气连接，其中金属导电筒上设有散热件，可在金属导电筒内形成散热区域，提高了直流分压器在进行加压试验时的散热效率，可防止直流分压器在加压过程中，由于电压差过大导致直流分压器内绝缘被径向击穿，威胁设备和试验人员的安全。

(4)本发明提供的直流分压器在金属导电筒和第一金属法兰之间设置第一箝位电阻，在第二金属法兰和内层金属法兰设置第二箝位电阻，可防止直流分压器在加压过程中，金属法兰或金属导电筒上产生电荷积累，击穿大地或绝缘材料，防止局部短路放电现象，提高了直流分压器电容量和介质损耗检测的可靠性。

(5)本发明提供的直流分压器检测方法，在反接线法测量高压臂电容量和介质损耗时，以高压极线为地线，避免了因拆线导致的检测时间延长的问题。

附图说明

图1为本发明提供的直流分压器的电路原理图；

图2为本发明提供的直流分压器的结构示意图；

图3为直流分压器高压臂电容量和介质损耗检测的原理图；

其中1-金属支撑件；2-第一绝缘套管；3-金属导电筒；4-散热件；5-第一箝位电阻；6-高压臂；7-中压套管；8-第一金属法兰；9-绝缘层；10-第二金属法兰；11-低压臂；12-第二绝缘套管；13-外层金属法兰；14-内层金属法兰；15-绝缘隔离层；16-金属基座；17-绝缘环；18-第二箝位电阻；20-短接跳线；21-高压极线。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

本发明提供直流分压器如图1-2所示：该直流分压器包括绝缘套管、安装在所述绝缘套管内的高压臂6和低压臂11，所述绝缘套管的顶端同轴安装有金属导电筒3，其底端同轴安装有金属基座16，所述高压臂6的高压端与金属导电筒3电气相连，所述金属基座16接地；所述金属导电筒3通过开关与高压极线21电气相连，连接所述高压臂6低压端的引线与连接所述低压臂11高压端的引线在所述绝缘套管外部通过短接跳线20连接，引线与短接跳线20之间为插拔式接线，可方便随时连接或断开短接跳线20，在对直流分压器进行加压时，操作更加快捷方便。

为了将高压臂6与低压臂11在管内电气隔离，绝缘套管由同轴连接的第一绝缘套管2和第二绝缘套管12组成，所述高压臂6和所述低压臂11分别安装在第一绝缘套管2和第二绝缘套管12内；所述第一绝缘套管2两端分别同轴安装所述金属导电筒3和第一金属法兰8；所述第二绝缘套管12两端分别安装第二金属法兰10和第三金属法兰，所述第三金属法兰与所述金属基座16固定；所述第一金属法兰8与所述第二金属法兰10固定，所述第一金属法兰8与所述第二金属法兰10之间安装有绝缘层9，用于将所述第一金属法兰8与所述第二金属法兰10电气隔离。

所述金属导电筒3为开口向下的中空圆柱体，其横截面直径与所述绝缘套管的横截面直径相等，所述金属导电筒3上设有散热件4；所述散热件4包括同中心设于所述金属导电筒3外壁上的圆环形金属散热片和垂直设于所述金属导电筒3顶部内外两侧的散热片。可在金属导电筒3内形成散热区域，提高了直流分压器在进行加压试验时的散热效率，可防止直流分压器在加压过程中，由于电压差过大导致直流分压器内绝缘被径向击穿，威胁设备和试验人员的安全。

所述高压臂6包括若干个串联的圆盘状的第一RC并联单元，所述第一RC单元由电阻R1和电容C1并联组成，所述第一RC并联单元沿所述绝缘套管的轴向方向依次堆叠后固定在所述金属导电筒3和第一金属法兰8之间，所述高压臂6的高压端通过沿绝缘套管轴线的金属支撑件1与所述金属导电筒3顶端电气相连，其低压端通过直接压接方式与所述第一金属法兰8电气相连；

所述高压臂6与第一绝缘套管2之间的圆环形区域内安装有两端分别与所述金属导电筒3和所述第一金属法兰8相连的第一箝位电阻5。可防止直流分压器在加压过程中，在第一金属法兰8和金属导电筒3上产生电荷积累，击穿大地或绝缘材料，防止局部短路放电现象。

所述第一金属法兰8上方的第一绝缘套管2侧壁上安装有垂直于所述绝缘套管轴线方向的中压套管7，连接所述高压臂6低压端的引线经所述中压套管7引出至所述绝缘套管外。可利用中压套管7对高压臂6进行反向加压试验，测量高压臂6的介质损耗和电容量，可防止无套管时，因为加压导致闪络损坏设备；便于对分压器满足现有试验设备施加10kV电压要求，实验时更加安全可靠。

如果不在绝缘外筒上安装中压套管7，还可以选择在绝缘套管外侧的第一金属法兰8上固定中压套管7，将连接所述第一金属法兰8的引线经所述中压套管7引出，可达到上述相同的效果。

所述第三金属法兰包括同中心的内层金属法兰14和外层金属法兰13，所述内层金属法兰14与所述外层金属法兰13之间设有同中心的绝缘环17，用于将所述内层金属法兰14与所述外层金属法兰13电气隔离，所述内层金属法兰14与金属基座16之间设有绝缘隔离层15，用于将所述内层金属法兰14与所述金属基座16电气隔离。

低压臂11包括一个圆盘状的第二RC并联单元，所述第二RC单元由电阻R2和电容C2并联组成，所述第二RC并联单元同轴固定在第二金属法兰10和所述内层金属法兰14之间；所述第二RC并联单元通过直接压接方式与所述第二金属法兰10盘和所述内层金属法兰14盘电气相连；

第二绝缘套管12的侧壁上留有两个通孔，分别连接所述低压臂11高压端和低压端的引线或分别连接所述第二金属法兰10和所述内层金属法兰14的引线经所述通孔引出至所述第二绝缘套管12外；连接所述低压臂11高压端的引线或连接所述第二金属法兰10的引线在绝缘套管外部通过短接跳线20与从中压套管7引出的引线电气相连；

连接所述低压臂11低压端的引线或连接所述内层金属法兰14的引线在绝缘套管外部接地；所述低压臂11与所述第二绝缘套管12之间的圆环形区域内安装有两端分别与所述第二金属法兰10和所述内层金属法兰14相连的第二箝位电阻18。可防止直流分压器在加压过程中，在第二金属法兰10和内层金属法兰14上产生电荷积累，击穿大地或绝缘材料，防止局部短路放电现象。

本发明还提供一种用于检测上述直流分压器电容量和介质损耗的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，断开连接高压臂6低压端和低压臂11高压端的短接跳线20；

步骤2，用反向接线法检测所述高压臂6电容量和介质损耗：闭合开关，将高压极线21接地；在所述高压臂6低压端加10KV高压；测量所述高压臂6电容量和介质损耗；以高压极线21为地线，避免了因拆线导致的试验时间延长的问题。

步骤3，用正向接线法检测所述低压臂11电容量和介质损耗：断开金属基座16的接地线；检测低压臂11低压端的接地引线是否接地良好，接地良好时，在低压臂11的高压端加10KV电压；测量低压臂11电容量和介质损耗。

如图3所示：采用同一套检测装置检测高压臂6电容量和介质损耗、以及低压臂11的电容量和介质损耗，所述检测装置包括电桥测量仪，电源盘和隔离开关，温、湿度计和电压表；

所述电源盘通过隔离开关与所述电桥测量仪的输入端相连，当检测高压臂6电容量和介质损耗时，将电桥测量仪的输出端通过高压套管与高压臂6的低压端相连；当检测低压臂11电容量和介质损耗时，将电桥测量仪的输出端与低压臂11高压端相连；

所述电源盘用于提供220V电压给所述电桥测量仪，所述电桥测量仪将所述220V电压升高到10KV后给所述高压臂6的低压端或所述低压臂11的高压端加压，并测量、显示所述高压臂6的电容量和介质损耗或所述低压臂11的电容量和介质损耗；所述温、湿度计用于测量直流分压器所在的环境温度和湿度，所述电压表用于测量所述电源盘的输出电压，当电压表检测所述电源盘输出电压为220V时，闭合隔离开关，从而接通所述电源盘和所述电桥测量仪。

检测结束后，断开隔离开关，拆除连接线，将待测分压器充分放电，恢复好短接跳线20。对检测数据进行分析，计算高压臂6中单个第一RC并联单元的电容量C1，以及低压臂11的第二RC并联单元的电容量C2，在同等测量条件下，也就是环境温、湿度相同，加压相同的情况下，当电容量C1与电容量C2的测量差不超过±3％时，判断电容量测量结果正确，测量的介质损耗满足标准要求时，判断介质损耗测量值合格。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种直流分压器，包括绝缘套管、安装在所述绝缘套管内的高压臂和低压臂，所述绝缘套管的顶端同轴安装有金属导电筒，其底端同轴安装有金属基座；所述高压臂的高压端与金属导电筒电气相连，所述金属基座接地；其特征在于：所述金属导电筒通过开关与高压极线电气相连；连接所述高压臂低压端的引线与连接所述低压臂高压端的引线在所述绝缘套管外部通过短接跳线连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流分压器，其特征在于：

所述绝缘套管包括同轴连接的第一绝缘套管和第二绝缘套管，所述高压臂和所述低压臂分别安装在第一绝缘套管和第二绝缘套管内；所述第一绝缘套管两端分别同轴安装所述金属导电筒和第一金属法兰；所述第二绝缘套管两端分别安装第二金属法兰和第三金属法兰，所述第三金属法兰与所述金属基座固定；所述第一金属法兰与所述第二金属法兰固定，所述第一金属法兰与所述第二金属法兰之间安装有绝缘层，用于将所述第一金属法兰与所述第二金属法兰电气隔离。

3.根据权利要求1所述的一种直流分压器，其特征在于：

所述金属导电筒为开口向下的中空圆柱体，其横截面直径与所述绝缘套管的横截面直径相等，所述金属导电筒上设有散热件；所述散热件包括同中心设于所述金属导电筒外壁上的圆环形金属散热片和垂直设于所述金属导电筒顶部内外两侧的散热片。

4.根据权利要求1所述的一种直流分压器，其特征在于：

所述高压臂包括若干个串联的圆盘状的第一RC并联单元，所述第一RC单元由电阻R1和电容C1并联组成，所述第一RC并联单元沿所述绝缘套管的轴向方向依次堆叠后固定在所述金属导电筒和第一金属法兰之间，所述高压臂的高压端通过沿绝缘套管轴线的金属支撑件与所述金属导电筒顶端电气相连，其低压端通过直接压接方式与所述第一金属法兰电气相连；

所述高压臂与第一绝缘套管之间的圆环形区域内安装有两端分别与所述金属导电筒和所述第一金属法兰相连的第一箝位电阻。

5.根据权利要求4所述的一种直流分压器，其特征在于：

所述第一金属法兰上方的第一绝缘套管侧壁上安装有垂直于所述绝缘套管轴线方向的中压套管，连接所述高压臂低压端的引线经所述中压套管引出至所述绝缘套管外。

6.根据权利要求4所述的一种直流分压器，其特征在于：

绝缘套管外侧的第一金属法兰上固定有中压套管，连接所述第一金属法兰的引线经所述中压套管引出。

7.根据权利要求2所述的一种直流分压器，其特征在于：

所述第三金属法兰包括同中心的内层金属法兰和外层金属法兰，所述内层金属法兰与所述外层金属法兰之间设有同中心的绝缘环，用于将所述内层金属法兰与所述外层金属法兰电气隔离，所述内层金属法兰与金属基座之间设有绝缘隔离层，用于将所述内层金属法兰与所述金属基座电气隔离。

8.根据权利要求7所述的一种直流分压器，其特征在于：

低压臂包括一个圆盘状的第二RC并联单元，所述第二RC单元由电阻R2和电容C2并联组成，所述第二RC并联单元同轴固定在第二金属法兰和所述内层金属法兰之间；所述第二RC并联单元通过直接压接方式与所述第二金属法兰盘和所述内层金属法兰盘电气相连；

第二绝缘套管的侧壁上留有两个通孔，分别连接所述低压臂高压端和低压端的引线或分别连接所述第二金属法兰和所述内层金属法兰的引线经所述通孔引出至所述第二绝缘套管外；连接所述低压臂高压端的引线或连接所述第二金属法兰的引线在绝缘套管外部通过短接跳线与从中压套管引出的引线电气相连；

连接所述低压臂低压端的引线或连接所述内层金属法兰的引线在绝缘套管外部接地；

所述低压臂与所述第二绝缘套管之间的圆环形区域内安装有两端分别与所述第二金属法兰和所述内层金属法兰相连的第二箝位电阻。

9.一种用于检测权利要求1中直流分压器电容量和介质损耗的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1，断开连接高压臂低压端和低压臂高压端的短接跳线；

步骤2，用反向接线法检测所述高压臂电容量和介质损耗：闭合开关，将高压极线接地；在所述高压臂低压端加10KV高压；测量所述高压臂电容量和介质损耗；

步骤3，用正向接线法检测所述低压臂电容量和介质损耗：断开金属基座的接地线；检测低压臂低压端的接地引线是否接地良好，接地良好时，在低压臂的高压端加10KV电压；测量低压臂电容量和介质损耗。

10.根据权利要求9所述的一种直流分压器检测方法，其特征在于：

采用同一套检测装置检测高压臂电容量和介质损耗、以及低压臂的电容量和介质损耗，所述检测装置包括电桥测量仪，电源盘和隔离开关，温、湿度计和电压表；

所述电源盘通过隔离开关与所述电桥测量仪的输入端相连，当检测高压臂电容量和介质损耗时，将电桥测量仪的输出端通过高压套管与高压臂的低压端相连；当检测低压臂电容量和介质损耗时，将电桥测量仪的输出端与低压臂高压端相连；

所述电源盘用于提供220V电压给所述电桥测量仪，所述电桥测量仪将所述220V电压升高到10KV后给所述高压臂的低压端或所述低压臂的高压端加压，并测量、显示所述高压臂的电容量和介质损耗或所述低压臂的电容量和介质损耗；所述温、湿度计用于测量直流分压器所在的环境温度和湿度，所述电压表用于测量所述电源盘的输出电压，当电压表检测所述电源盘输出电压为220V时，闭合隔离开关，从而接通所述电源盘和所述电桥测量仪。