CN108427062B - 采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法 - Google Patents
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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方法，涉及电力设备的交流耐压和局放试验。试验时将变频谐振耐压试验装置接入被试品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。在激励间歇期间试验电压必然下降，通过调节所述变频电源输出电压间歇周波数可控制其幅值波动范围，最终满足交流耐压试验规程对试验电压偏差的要求。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)而存在的漏检可能性。
Description
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，本发明在试验时将变频谐振耐压试验装置连接被试品(等效为电容器或电感器)组成交流耐压和局放试验系统，所述变频谐振耐压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、测控仪等组成，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-等幅振荡交 替出现，间歇期间为减幅振荡，所述变频电源处于无输出且输出端短路的状态，此时由程控 同步测量局放，即可避免变频电源开关毛刺和供电线路杂波干扰的影响。
所述变频电源采用交-直-交不控整流和单相H桥逆变电路，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、过电流保护等功能；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。
在激励间歇期间试验电压必然下降，通过调节所述变频电源输出电压间歇周波数可控制其幅值波动范围，最终满足交流耐压试验规程对试验电压偏差的要求。
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缓慢升压(非实际工况)不能有效激发局放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是变频谐振耐压试验装置接入容性被试品后组成的交流耐压和局放试验系统的电路原理图，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是变频谐振耐压试验装置接入感性被试品后组成的交流耐压和局放试验系统的电路原理图，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所示的变频谐振耐压试验装置接入被试品CX后组成的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或2个即可，这已满足局放测量的要求。
例2参见附图2所示的变频谐振耐压试验装置接入被试品LX后组成的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或2个即可，这已满足局放测量的要求。
Claims (3)
1.采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法，试验时将变频谐振耐压试验装置连接被试品组成交流耐压和局放试验系统，所述变频谐振耐压装置由变频电源、励磁变压器、谐振电抗器或谐振电容器、采样单元、测控仪构成，其特征是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-等幅振荡交替出现，间歇期间为减幅振荡，所述变频电源处于无输出且输出端短路状态，此时由程控同步测量局放，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不能有效激发局放而存在漏检的可能性。
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方法，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，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和过电流保护功能；所述测控仪为笔记本电脑或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和脉宽调节，间歇输出控制，试验电压频率、幅值和波形测量显示，局放信号测量显示，试验操作和保护功能。
3.根据权利要求2所述的采用间歇激励的变频谐振耐压局放试验方法，其特征是通过调节变频电源输出电压间歇的周波数来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。
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