CN108427062A - 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法 - Google Patents

采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108427062A
CN108427062A CN201710079481.3A CN201710079481A CN108427062A CN 108427062 A CN108427062 A CN 108427062A CN 201710079481 A CN201710079481 A CN 201710079481A CN 108427062 A CN108427062 A CN 108427062A
Authority
CN
China
Prior art keywords
variable
power sources
frequency power
frequency
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710079481.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108427062B (zh
Inventor
丁晓东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Mudan Electric Technology Co ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710079481.3A priority Critical patent/CN108427062B/zh
Publication of CN108427062A publication Critical patent/CN108427062A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108427062B publication Critical patent/CN108427062B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法,涉及电力设备的交流耐压和局放试验。装置包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器或谐振电容器、采样单元、测控仪等,试验时接入被试品(等效为电容器或电感器)即组成交流耐压和局放试验系统,通过变频电源间歇输出的激励方式使试验系统在交流耐压的同时可进行被试品局放检测而不受供电线路杂波干扰和所述变频电源开关毛刺的影响。对于电力电缆,在这种等幅振荡‑减幅振荡‑增幅振荡周期交替出现的交流耐压试验模式下,不仅可以避免电源干扰对局放测量的影响,还可避免传统阻尼振荡波电缆局放试验因直流升压(非实际工况)不能有效激发局放从而造成漏检的可能性。

Description

采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法
技术领域
本发明涉及电力设备的交流耐压及局部放电(以下简称局放)测量试验,尤其是采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法。
背景技术
在电力线路投运之前或检修之后,都要对电力元件或设备的绝缘状态进行检验和评估,交流耐压是其中最基本的试验项目。新的国家电力试验规程要求高压电缆(66kV及以上)在交流耐压的同时应进行局放测量,以求更全面地评价电缆绝缘状态。以往使用变频谐振耐压试验装置进行交流耐压时可同步测量局放,但常因变频电源自身和供电线路窜入的干扰,使试验系统局放信号的观察和检测灵敏度受到影响,测量效果不佳,有时局放信号甚至被这些干扰信号淹没,根本无法观测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法,使变频谐振耐压试验装置在交流耐压同步测量局放时不受变频电源和供电线路干扰的影响。为实现这个目的,本发明构造了由变频电源、励磁变压器、谐振电抗器或谐振电容器、采样单元、测控仪等组成的变频谐振耐压局放试验装置,试验时接入被试品(等效为电容器或电感器)组成交流耐压和局放试验系统,其构成与以往的变频谐振耐压试验装置构成无异,但所述变频电源须为逆变式变频电源。
所述变频电源采用交-直-交不控整流和单相H桥逆变电路,输出调制波或矩形波电压,频率范围从数十赫兹到数百赫兹。
所述变频电源内装有单片机控制系统,可实现所述H桥逆变电路开关管的驱动以及试品闪络、供电线路跳闸、过电流、输出搭地等保护功能。
所述测控仪可以是笔记本电脑,亦可是具有操作系统和人机交互界面的专用操作仪,其中装有变频谐振和间歇激励控制程序,运行该程序可实现所述变频电源的输出电压频率/脉宽调节和间歇输出控制、试验电压频率/幅值/波形测量显示、局放信号测量显示、试验操作及保护等功能。
所述采样单元可以采用容性耦合器,亦可采用感性耦合器或容性耦合器+感性耦合器。
所述采样单元和测控仪采用电池供电,所述测控仪与所述变频电源和采样单元间的联系采用光纤或无线方式,以实现试验系统内高低压和强弱电的电气隔离。
本发明通过所述变频电源间歇输出且在间歇期间短路输出端的激励方式使试验系统在交流耐压同步测量局放过程中不受供电线路杂波干扰和所述变频电源开关毛刺干扰的影响。
试验时通过调节所述变频电源的输出电压频率,使所述谐振电抗器或谐振电容器与被试品组成的LC回路达到谐振状态,再通过调节所述变频电源的输出电压脉宽,使被试品上的谐振电压达到设定值,试验系统进入等幅振荡(交流耐压)状态,这时由程控使所述变频电源间歇输出激励电压且在间歇期间短路输出端,在被试品上的电压波形即由等幅振荡变为等幅振荡-减幅振荡-增幅振荡交替出现,在减幅振荡期间,所述变频电源处于无输出且输出端短路的状态,此时进行局放测量,即可避免变频电源开关毛刺和供电线路杂波干扰的影响。
所述变频电源输出电压间歇的周期数决定了减幅振荡持续的周期数,通过调节间歇周期数可以控制试验电压的幅值波动,使其落在交流耐压试验规程要求的偏差范围之内。
所述变频电源的间歇输出和输出端短路动作由所述单片机控制系统按人为通过所述测控仪设定的动作参数执行。
对于电力电缆,在这种等幅振荡-减幅振荡-增幅振荡交替出现的交流耐压试验模式下,不仅可避免所述变频电源的开关毛刺和供电线路杂波对被试品局放测量的影响,而且阻尼振荡电压之前的持续交流电压可以充分激发被试电缆产生局放,试验模拟被试品的实际工况,避免了传统阻尼振荡波电缆局放试验因直流升压(非实际工况)不能有效激发局放从而造成漏检的可能性。
本发明的益处还在于用一套装置可进行电力电缆、变压器、电抗器、互感器、电容器、开关等各类电力设备的交流耐压试验,并很好地满足交流耐压试验需同步检测局放的国家规程新要求,经济效益显著。
附图说明 图1是本发明装置的电路原理图(接入容性被试品),图中S代表变频电源、T代表励磁变压器、L代表谐振电抗器、Cb代表采样单元(容性耦合方式),CX代表被试品(等效为电容器),CK代表测控仪,虚线代表测控联系;图2是本发明装置的电路原理图(接入感性被试品),图中S代表变频电源、T代表励磁变压器、C代表谐振电容器、Cb和Lb代表采样单元(容性+感性耦合方式),LX代表被试品(等效为电感器),CK代表测控仪,虚线代表测控联系;图3是试验系统在谐振态、连续激励时的试验电压波形;图4是试验系统在谐振态、间歇激励时的试验电压波形。
具体实施方式
例1 参见附图1所示的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,接入被试品CX后组成交流耐压和局放试验系统。试验时通过调节变频电源S的输出电压频率使谐振电抗器L和被试品CX组成的LC回路达到谐振状态,再通过调节变频电源S的输出电压脉宽使被试品CX上的谐振电压达到设定值,试验系统进入等幅振荡(交流耐压)状态,试验电压波形见附图3。此时由程控使变频电源S间歇输出激励电压并在间歇期间短路输出端,在被试品CX上的试验电压波形即由等幅振荡变为等幅振荡-减幅振荡-增幅振荡交替出现,见附图4。通过调节间歇周期数,可使减幅满足规程要求(如小于5%)。在减幅振荡期间(bn-cn)变频电源S处于无输出且输出端短路状态,此时进行局放测量和波形观察,就避免了变频电源S的开关毛刺和供电回路杂波干扰的影响。如果变频电源S的功率足够大,增幅振荡周期数(cn-an+1)将小于减幅振荡周期数(bn-cn)。为保证试验电压的波动幅度处于规程规定的偏差范围以内,设计谐振电抗器L的Q值应足够高,且激励电压间歇周期数取1~2个即可(这已满足局放测量的要求)。
例2 参见附图2所示的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,接入被试品LX后组成交流耐压和局放试验系统。试验时通过调节变频电源S的输出电压频率使谐振电容器C和被试品LX组成的LC回路达到谐振状态,再通过调节变频电源S的输出电压脉宽使被试品LX上的谐振电压达到设定值,试验系统进入等幅振荡(交流耐压)状态,试验电压波形见附图3。此时由程控使变频电源S间歇输出激励电压并在间歇期间短路输出端,在被试品LX上的试验电压波形即由等幅振荡变为等幅振荡-减幅振荡-增幅振荡交替出现,见附图4。通过调节间歇周期数,可使减幅满足规程要求(如小于5%)。在减幅振荡期间(bn-cn)变频电源S处于无输出且输出端短路状态,此时进行局放测量和波形观察,就避免了变频电源S的开关毛刺和供电回路杂波干扰的影响。如果变频电源S的功率足够大,增幅振荡周期数(cn-an+1)将小于减幅振荡周期数(bn-cn)。为保证试验电压的波动幅度处于规程规定的偏差范围以内,要求被试品LX的Q值应足够高,且激励电压间歇周期数取1~2个即可(这已满足局放测量的要求)。

Claims (10)

1.采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,由变频电源、励磁变压器、谐振电抗器或谐振电容器、采样单元、测控仪等构成,试验时接入被试品(等效为电容器或电感器)组成交流耐压和局放试验系统,其特征是其构成与以往的变频谐振耐压试验装置构成无异,但所述变频电源须为逆变式变频电源。
2.根据权利要求1所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,其特征是所述变频电源采用交-直-交不控整流和单相H桥逆变电路,输出调制波或矩形波电压,频率范围从数十赫兹到数百赫兹。
3.根据权利要求1所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,其特征是所述变频电源内装有单片机控制系统,可实现所述H桥逆变电路开关管的驱动以及试品闪络、供电线路跳闸、过电流、输出搭地等保护功能。
4.根据权利要求1所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,其特征是所述测控仪可以是笔记本电脑,亦可是具有操作系统和人机交互界面的专用操作仪,其中装有变频谐振和间歇激励控制程序,运行该程序可实现所述变频电源的输出电压频率/脉宽调节和间歇输出控制、试验电压频率/幅值/波形测量显示、局放信号测量显示、试验操作及保护等功能。
5.根据权利要求1所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,其特征是所述采样单元可以采用容性耦合器,亦可采用感性耦合器或容性耦合器+感性耦合器。
6.根据权利要求1所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置,其特征是所述采样单元和测控仪采用电池供电,所述测控仪与所述变频电源和采样单元间的联系采用光纤或无线方式,以实现试验系统内高低压和强弱电的电气隔离。
7.采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法,其特征是通过所述变频电源间歇输出且在间歇期间短路输出端的激励方式,使试验系统在交流耐压同步测量局放过程中避免供电线路杂波干扰和所述变频电源开关毛刺干扰的影响。
8.根据权利要求7所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法,其特征是试验时通过调节所述变频电源的输出电压频率,使所述谐振电抗器或谐振电容器与被试品组成的LC回路达到谐振状态,再通过调节所述变频电源的输出电压脉宽,使被试品上的谐振电压达到设定值,试验系统进入等幅振荡(交流耐压)状态,这时由程控使所述变频电源间歇输出激励电压,在被试品上的电压波形即由等幅振荡变为等幅振荡-减幅振荡-增幅振荡交替出现,在减幅振荡期间,所述变频电源处于无输出且输出端短路的状态,此时进行局放测量,可避免变频电源开关毛刺和供电线路杂波干扰的影响。
9.根据权利要求7所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法,其特征是所述变频电源输出电压间歇的周期数决定了减幅振荡持续的周期数,通过调节间歇周期数可以控制试验电压的幅值波动,使其落在交流耐压试验规程要求的偏差范围之内。
10.根据权利要求7所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法,其特征是所述变频电源的间歇输出和输出端短路动作由所述单片机控制系统按人为通过所述测控仪设定的动作参数执行。
CN201710079481.3A 2017-02-14 2017-02-14 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法 Active CN108427062B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710079481.3A CN108427062B (zh) 2017-02-14 2017-02-14 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710079481.3A CN108427062B (zh) 2017-02-14 2017-02-14 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108427062A true CN108427062A (zh) 2018-08-21
CN108427062B CN108427062B (zh) 2021-04-20

Family

ID=63155220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710079481.3A Active CN108427062B (zh) 2017-02-14 2017-02-14 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108427062B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109581161A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 西安交通大学 一种基于振荡波的10kV变压器便携式局部放电检测系统
CN110879337A (zh) * 2019-11-06 2020-03-13 广州供电局有限公司 震荡波电压产生电路及电缆局部放电检测装置
CN112034317A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 国网山东省电力公司电力科学研究院 振荡局放电压锁定电路、局部放电试验系统及工作方法
CN112782538A (zh) * 2020-12-25 2021-05-11 深圳供电局有限公司 基于超低频电源开断信号的电缆局部放电检测方法和装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1719268A (zh) * 2005-08-04 2006-01-11 上海思源电气股份有限公司 无局放变频谐振试验系统
DE102007015490B3 (de) * 2007-03-30 2008-09-11 Hochschule Bremen Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Teilentladungen an einem Hochspannungsbauteil
CN101349734A (zh) * 2008-09-02 2009-01-21 薛建仁 一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置
JP2009097894A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Fuji Electric Systems Co Ltd 部分放電測定装置、部分放電測定装置の校正方法および部分放電測定方法
CN201247305Y (zh) * 2008-09-02 2009-05-27 薛建仁 一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置
CN201662604U (zh) * 2010-04-02 2010-12-01 北京特种机械研究所 变频谐振电源
CN101984357A (zh) * 2010-11-12 2011-03-09 杨玉玠 局部放电测量中使用的混合线性放大式兆瓦级谐振电源
CN102346203A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 丁晓东 一种调频串联谐振及振荡波高压发生器
CN104808121A (zh) * 2015-04-13 2015-07-29 国家电网公司 一种基于振荡波测试的配电电缆局部放电测试方法
CN105277907A (zh) * 2015-09-30 2016-01-27 国家电网公司 一种局放传感器的现场评估系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1719268A (zh) * 2005-08-04 2006-01-11 上海思源电气股份有限公司 无局放变频谐振试验系统
DE102007015490B3 (de) * 2007-03-30 2008-09-11 Hochschule Bremen Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Teilentladungen an einem Hochspannungsbauteil
JP2009097894A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Fuji Electric Systems Co Ltd 部分放電測定装置、部分放電測定装置の校正方法および部分放電測定方法
CN101349734A (zh) * 2008-09-02 2009-01-21 薛建仁 一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置
CN201247305Y (zh) * 2008-09-02 2009-05-27 薛建仁 一种用于电气设备试验用的振荡波产生装置
CN201662604U (zh) * 2010-04-02 2010-12-01 北京特种机械研究所 变频谐振电源
CN102346203A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 丁晓东 一种调频串联谐振及振荡波高压发生器
CN101984357A (zh) * 2010-11-12 2011-03-09 杨玉玠 局部放电测量中使用的混合线性放大式兆瓦级谐振电源
CN104808121A (zh) * 2015-04-13 2015-07-29 国家电网公司 一种基于振荡波测试的配电电缆局部放电测试方法
CN105277907A (zh) * 2015-09-30 2016-01-27 国家电网公司 一种局放传感器的现场评估系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. JENNINGS 等: "A partial discharge monitor for the measurement of partial discharges in a high voltage plant by the transient earth voltage technique", 《1993 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTIAL DISCHARGE》 *
王超 等: "110kV电力电缆串联谐振交流耐压试验分析", 《电气制造》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109581161A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 西安交通大学 一种基于振荡波的10kV变压器便携式局部放电检测系统
CN110879337A (zh) * 2019-11-06 2020-03-13 广州供电局有限公司 震荡波电压产生电路及电缆局部放电检测装置
CN112034317A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 国网山东省电力公司电力科学研究院 振荡局放电压锁定电路、局部放电试验系统及工作方法
CN112034317B (zh) * 2020-08-31 2023-11-28 国网山东省电力公司电力科学研究院 振荡局放电压锁定电路、局部放电试验系统及工作方法
CN112782538A (zh) * 2020-12-25 2021-05-11 深圳供电局有限公司 基于超低频电源开断信号的电缆局部放电检测方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108427062B (zh) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108427062A (zh) 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验装置及方法
US20140216157A1 (en) Method for Determining Arc Discharge as well as Failure of Mechanical Vibration and Abnormal Displacement in Power Equipment Using Acoustic Energy Feature
CN105486987A (zh) 局部放电检测系统
CN202816254U (zh) 电力电缆试验及故障测寻一体化培训设备
CN203299270U (zh) 一种用于准确测量cvt电网侧电压谐波的装置
CN105738777A (zh) 高压电缆高频局部放电带电检测中环境干扰的模拟装置
US20110216450A1 (en) Transformer failure analysis system
CN209496104U (zh) 一种用于高压电缆耐压试验时局部放电测试系统
CN203299264U (zh) 一种过电压在线监测系统
CN204256111U (zh) 局部放电检测系统
CN204101642U (zh) 一种介质损耗因数测量装置
CN202929160U (zh) 一种变压器现场局部放电试验补偿测量装置
CN207457360U (zh) 一种多路电容器高频纹波老化试验装置
CN103018573B (zh) 一种交联聚乙烯电力电缆介质损耗值的现场测量系统
CN206362900U (zh) 工频和瞬态电磁环境对开关二次监控设备的性能研究系统
CN204008864U (zh) 工频接地阻抗测试仪
CN106646051B (zh) 一种避雷器试验装置及方法
CN113358990B (zh) 一种振荡波测试系统
Buzdugan et al. About power quality monitoring in residential grids
CN103809012A (zh) 基于光学电场传感器的电压波形信号同步输出装置
CN103338025A (zh) 工频调感谐振装置及其调频判断工频串联谐振状态的方法
CN203365622U (zh) 一种放电试验装置及控制该装置的快速接地开关装置
CN106130358A (zh) 一种变压器控制设备
CN104569672A (zh) 电容器工频叠加谐波试验装置
CN104764951B (zh) 一种380v电压等级的apf的检测平台及检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231222

Address after: Room 354, Building B8, No. 9 Science and Technology Innovation Avenue, Zhongshan Science and Technology Park, Jiangbei New District, Nanjing City, Jiangsu Province, 211505

Patentee after: Nanjing Mudan Electric Technology Co.,Ltd.

Address before: 210061 No.3 lanhui Road, high tech Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province

Patentee before: Ding Xiaodong

TR01 Transfer of patent right