CN108710073B - T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统 - Google Patents
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Abstract
一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，所述系统包括冲击电压发生器、高压导线、套管、GIS外壳、GIS导杆段a、GIS导杆段b、球形电极、带尖端缺陷球形电极、导杆段a特高频传感器、导杆段b特高频传感器、导杆段a盆式绝缘子、导杆段b盆式绝缘子、示波器，其特征在于，所述试验系统采用T型结构，同时对含有缺陷和不含缺陷的电极进行电压的施加并进行局部放电测量，通过比较两路信号获得准确的局部放电信号，避免了外部干扰，提高了检测的准确性。该系统利用一种T型GIS腔体结构，采用两个电极，同时利用特高频传感器进行信号的测量，利用两路信号的对比进行局部放电信号的检测，极大的提高了检测的灵敏性。
Description
技术领域：
本发明涉及电气设备试验领域，特别是涉及一种基于T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统。
背景技术
气体组合电器（Gas Insulated Switchgear, GIS）是电网中的关键设备，其具有维护量小、运行可靠性高的特点。GIS设备在运行过程中会遭受雷电过电压，雷电过电压是一种自然界自然形成的过电压，其具有幅值高、波形前沿陡的特点。此外GIS在运行过程中还会承受操作过电压的作用。
现场对GIS进行冲击耐压试验目前已经是一种较为常见的试验项目，通过现场冲击耐压试验可以发现一些工频耐压试验发现不了的缺陷，这对于保证设备的安全运行具有重要意义。
局部放电是绝缘劣化的重要表征参数，通过局部放电的检测可以对隐藏的绝缘缺陷进行有效发现，并可在设备发生击穿故障前进行处理，从而避免了设备事故对电网的影响。工频电压下局部放电的检测已经研究了很多年，具有较为成熟的检测技术，但在冲击电压下进行局部放电的检测还较少，但近年来也得到了重视。冲击电压下局部放电的检测难点在于干扰的抑制，由于冲击电压发生器本身是采用球隙放电产生波形，其对检测的准确程度具有很大影响，这也导致了难以研究冲击电压下GIS的局部放电特性。因此，如何准确的获得冲击电压下局部放电脉冲，进而对其放电特性进行研究是目前急需解决的难题。
发明内容
本发明为了解决上述如何准确的获得冲击电压下局部放电脉冲，进而对其放电特性进行研究是目前急需解决的难题。本发明针对冲击电压下GIS局部放电的研究，提供了一种基于T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统。
该系统利用一种T型GIS腔体结构，采用两个电极，同时利用特高频传感器进行信号的测量，利用两路信号的对比进行局部放电信号的检测，极大的提高了检测的灵敏性。
本发明采用以下的技术方案：
本发明的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，所述系统包括冲击电压发生器、高压导线、套管、GIS外壳、GIS导杆段a、GIS导杆段b、球形电极、带尖端缺陷球形电极、导杆段a特高频传感器、导杆段b特高频传感器、导杆段a盆式绝缘子、导杆段b盆式绝缘子、示波器，其特征在于，所述试验系统采用T型结构，同时对含有缺陷和不含缺陷的电极进行电压的施加并进行局部放电测量，通过比较两路信号获得准确的局部放电信号，避免了外部干扰，提高了检测的准确性。
所述的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，其特征是在于，所述试验系统采用T型结构，利用两个长度一致的导杆段a、b与试验电极相连，两个导杆段和与电源相连部分的导杆组成T型结构。
所述的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，其特征是在于，所述试验电极采用球形电极，其中一个电极为完整的球电极，另一个电极为含有尖端缺陷的球电极。
所述的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，其特征是在于，所述采样特高频传感器分别同时对两个电极进行测量，通过比较两路传感器信号进行局部放电信号的准确获取，两路特高频传感器具有相同的参数。
本发明的优点和效果是:
本发明的一种基于T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，该系统利用一种T型GIS腔体结构，采用两个电极，同时利用特高频传感器进行信号的测量，利用两路信号的对比进行局部放电信号的检测，极大的提高了检测的灵敏性。所述试验系统采用T型结构，同时对含有缺陷和不含缺陷的电极进行电压的施加并进行局部放电测量，通过比较两路信号获得准确的局部放电信号，避免了外部干扰，提高了检测的准确性。
附图说明
图1为本发明的应用示意图。
图2为本发明的通过两路特高频信号比较获得局部放电信号示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本发明的 一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，所述系统包括冲击电压发生器1、高压导线2、套管3、GIS外壳4、GIS导杆段a5、GIS导杆段b6、球形电极7、带尖端缺陷球形电极8、导杆段a特高频传感器9、导杆段b特高频传感器10、导杆段a盆式绝缘子11、导杆段b盆式绝缘子12、示波器13，其特征在于，所述试验系统采用T型结构，同时对含有缺陷和不含缺陷的电极进行电压的施加并进行局部放电测量，通过比较两路信号获得准确的局部放电信号，避免了外部干扰，提高了检测的准确性。
所述的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，其特征是在于，所述试验系统采用T型结构，利用两个长度一致的导杆段a5、b6与试验电极相连，两个导杆段和与电源相连部分的导杆组成T型结构。
所述的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，其特征是在于，所述试验电极采用球形电极，其中一个电极为完整的球电极，另一个电极为含有尖端缺陷的球电极。
所述的一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，其特征是在于，所述采样特高频传感器分别同时对两个电极进行测量，通过比较两路传感器信号进行局部放电信号的准确获取，两路特高频传感器具有相同的参数。
本发明采用冲击电压发生器作为激励电压，冲击电压发生器的幅值和参数可任意调节。
冲击电压通过高压套管引入试验腔体中的高压导杆上，试验腔体采用与实际GIS设备材料一致的铝制金属外壳，模拟实际GIS设备结构，试验腔体接地。试验腔体内充SF6气体。
高压导杆进入GIS试验腔体后分别分为两路，分别为GIS导杆段1和导杆段2，两个导杆具有完全相同的长度。两段导杆段尾部为球形电极，球形电极的半径可根据实际情况任意调节，其中一个球形电极无缺陷，其电场分布为稍不均匀电场，另一个球形电极带有金属尖端电极，金属尖端电极的长度和曲率半径可任意调节。在两个GIS导杆段尾部有特高频传感器，两个传感器具有完全相同的参数，其带宽为300MHz-3GHz。
由于不含缺陷的球形电极为稍不均匀电场分布，其一旦出现局部放电即会导致击穿，因此其局放起始电压等于其击穿电压。含有金属尖端缺陷的球形电极由于存在极不均匀电场，其局放起始电压远低于其击穿电压。因此当含有金属尖端缺陷的球形电极在外加电压的激励下产生局部放电时，只会在其对应的特高频传感器上检测到局部放电信号。而对于冲击电压发生器所产生的的干扰信号，则可在两个传感器上都检测到干扰信号。则通过比较两路传感器的信号可进行干扰的抑制，进而获得准确的局部放电信号。
本发明的核心思想在于利用GIS的T型结构，在两个完全相同的GIS段中布置两个电极，在试验电压下一个会产生局部放电，另一个不会产生局部放电，则通过对两个电极信号的同时检测来进行干扰的抑制，获得准确的局部放电信号。
图1为本发明的应用示意图，其中：冲击电压发生器1可产生不同参数的冲击电压，参数包括波头时间及波尾时间， 将冲击电压通过高压套管引入GIS试验腔体的高压导杆上。GIS导杆为T型结构，其中导杆段a和导杆段b具有完全相同的长度，而导杆段a末端的球形电极无缺陷，导杆段b末端的球形电极含有金属尖端缺陷。在GIS腔体的两个末端内置有特高频传感器，其具有完全相同的参数。由于导杆段a末端的球形电极其局放起始电压和击穿电压一致，而导杆段b末端的球形电极其局放起始电压远低于击穿电压，因此在外加电压激励下一旦导杆段b的球形电极产生局部放电信号，则导杆段a的球形电极不会产生任何放电信号。则通过比较两路特高频传感器的信号可鉴别干扰和真正的局部放电信号。具体示意图如图2所示，14为冲击电压下导杆段a末端的特高频传感器测量到的信号，15为导杆段b末端的特高频传感器测量到的信号，由于外加干扰同时作用到两个传感器器上，因此其具有相同幅值和时间的干扰。但对于传感器10，由于绝缘子11和12的阻挡作用，其只能检测到该球形电极所产生的局部放电信号，因此通过比较两路信号，可知16为实际的局部放电信号，其余为干扰信号。
实际试验中，根据试验的需要，可以灵活调整各参赛，例如取：冲击电压发生器参数可根据需要进行选取，金属尖端的长度和曲率半径可根据需要选取，球形电极的半径可根据需要选取，特高频传感器的参数可根据需要选取，特高频传感器距离球形电极的距离可根据需要任意选取。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种T型结构的气体组合电器冲击电压下局部放电试验系统，所述系统包括冲击电压发生器（1）、高压导线（2）、套管（3）、GIS外壳（4）、GIS导杆段a（5）、GIS导杆段b（6）、球形电极（7）、带尖端缺陷球形电极（8）、导杆段a（5）特高频传感器（9）、导杆段b（6）特高频传感器（10）、导杆段a（5）盆式绝缘子（11）、导杆段b（6）盆式绝缘子（12）、示波器（13），其特征在于，所述试验系统采用T型结构，同时对含有缺陷和不含缺陷的电极进行电压的施加并进行局部放电测量；所述试验系统采用T型结构，利用两个长度一致的导杆段a（5）、GIS导杆段b（6）与试验电极相连，GIS导杆段a（5）、GIS导杆段b（6）和与电源相连部分的导杆组成T型结构；所述试验电极采用球形电极，其中一个电极为完整的球形电极（7），另一个电极为含有带尖端缺陷球形电极（8）；两个GIS导杆段尾部有特高频传感器（9、10），而导杆段a（5）末端的球形电极无缺陷即球形电极（7），与球形电极（7）对应设置有导杆段a（5）特高频传感器（9），导杆段b（6）末端的球形电极含有金属尖端缺陷即带尖端缺陷球形电极（8），与带尖端缺陷球形电极（8）对应设置导杆段b（6）特高频传感器（10）；所述采样特高频传感器（9、10）分别同时对两个电极进行测量，通过比较导杆段a（5）特高频传感器（9）和导杆段b（6）特高频传感器（10）两路传感器信号进行局部放电信号的准确获取，两路特高频传感器具有相同的参数；导杆段b（6）特高频传感器（10）由于导杆段a（5）盆式绝缘子（11）和导杆段b（6）盆式绝缘子（12）的阻挡作用，其只能检测到该带尖端缺陷球形电极（8）所产生的局部放电信号，GIS外壳（4）采用铝制金属外壳；所述带尖端缺陷球形电极（8）其金属尖端的长度和曲率半径可任意调节。
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