CN109471008A - 一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法。现行方法不能同时对电抗器的耐压和局放进行检测。本发明方法的电路包括高压直流电源、充电控制开关、振荡控制开关、被测电抗器、无局放耦合电容器、电压表、检测阻抗和局部放电检测仪。被测电抗器接入检测电路，首先断开振荡控制开关、闭合充电控制开关，对无局放耦合电容器充电至预设电压，充满后断开充电控制开关、闭合振荡控制开关，通过局部放电检测仪得到阻尼振荡波曲线，如该曲线在电压峰值处不存在跌落突变，且为正常平滑且无脉冲信号，则判断被测电抗器绝缘状况合格。本发明方法简单易行，振荡回路电源负载功率小，检测电压控制方便，可满足不同电压等级下的电抗器绝缘状况检测。

Description

一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，涉及一种电抗器绝缘状况的检测方法，具体涉及一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法。
背景技术
并联电抗器作为电网变电设备的主要部件，其安全稳定直接影响电网的安全。并联电抗器的事故大多数是由于其内部局部放电、发热引起的绝缘油持续劣化、绝缘部件损坏所造成。对电抗器绝缘状况的检测以耐压和局部放电检测为主。
目前电抗器局放检测主要采用交流电源升压技术。如图1所示，该种检测方法通过调压器T1和试验变压器T2对输入的交流电源AC稳步升压至预设电压；通过无局放耦合电容C，检测阻抗Z采集、传输至局部放电检测仪J，局部放电检测仪J对检测数据进行计算、分析得到被测电抗器L的局部放电信息。该种方式采用交流电源持续加压，对试验电源要求较高，存在试验容量大，所需试验装备复杂，电源负载功率大等缺点。
测量电抗器耐压状况的方法一般利用机械开关(球隙法)瞬间击穿导通产生振荡波回路的方法，如机械行业标准JB/T 10775-2007。如图2所示，试验过程通过调压器AT、试验变压器TC先将电容器C充电至试验电压，然后关合球隙Q直到发生击穿，电容器C和被测电抗器Lx形成串联振荡电路，球隙Q的击穿电压就是电容器C的充电电压，即被测电抗器Lx两端的试验电压。该方法主要是利用机械开关(改变球隙距离)来完成瞬间导通过程，此方法在球隙击穿时会产生过冲电压，对电抗器造成冲击，但被测电抗器本身经过冲击后即成报废器件了，不具有检测的意义。另外，该方法只针对电抗器的耐压测量，未给出电抗器局放如何测量判断。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，该方法同时对电抗器的耐压和局部放电进行检测。
为实现上述检测方法，本发明采用如下检测电路：包括高压直流电源、充电控制开关、振荡控制开关、被测电抗器、无局放耦合电容器、电压表、检测阻抗和局部放电检测仪。
所述的高压直流电源正极接充电控制开关的一端，充电控制开关的另一端和振荡控制开关的一端接被测电抗器的一端，无局放耦合电容器和电压表并联后的一端接被测电抗器的另一端，并联后的另一端接检测阻抗的信号输入端；高压直流电源的负极、振荡控制开关的另一端接地，局部放电检测仪接检测阻抗的信号输出端，检测阻抗的接地端接地。
检测阻抗的具体结构：包括磁芯，磁芯上套有两组线圈，分别作为原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1、电阻R1、分布电容C并联后的一端作为信号输入端，另一端接接地端；副边电感L2、电阻R2并联后的一端作为信号输出端，另一端接接地端。
进一步，所述的高压直流电源的输出电压为300V～60KV，输出电压和频率与被测电抗器的电压等级相匹配。
进一步，所述的充电控制开关和振荡控制开关为固体电子开关，充电控制开关和振荡控制开关规格均与高压直流电源电压匹配。
进一步，所述的无局放耦合电容器与被测电抗器电压等级匹配，检测阻抗满足振荡回路中的耦合电容器电容量大小在检测阻抗调谐电容范围内。
进一步，所述的局部放电检测仪具有信号采集，数字信号处理以及图像显示分析功能。
利用上述电路进行电抗器绝缘状况的检测，该方法采用直流高压电源对被测电抗器充电，利用固体高压电子开关代替原有球隙，在开关导通时无电压过冲；并利用被测电抗器与无局放耦合电容器串联形成的振荡回路进行耐压状况检测，最后根据检测阻抗传回局部放电检测仪的波形判断被测电抗器的局部放电状况。
通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，包括耐压检测和局部放电检测，具体方法如下：
将被测电抗器接入检测电路，首先将振荡控制开关断开，再将充电控制开关闭合，高压直流电源对无局放耦合电容器充电至预设电压；
无局放耦合电容器充满电后，电压表数值达到高压直流电源电压输出值时，将充电控制开关断开，再将振荡控制开关闭合，被测电抗器和无局放耦合电容器形成串联振荡回路，被测电抗器上即产生暂态的高压阻尼振荡，通过局部放电检测仪接收、处理、显示检测阻抗采集到的振荡波信号，最终在局部放电检测仪显示出阻尼振荡波曲线：
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条在电压峰值处存在跌落突变，则判断被测电抗器未达到耐压值,被测电抗器绝缘状况不合格；如该阻尼振荡波曲线是一条完整的衰减振荡波曲线，则判断被测电抗器达到耐压值，继续进行局部放电检测：
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条有脉冲信号的阻尼振荡波曲线，则判断被测电抗器存在局部放电，被测电抗器绝缘状况不合格；
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条正常平滑且无脉冲信号的阻尼振荡波曲线，则判断被测电抗器无局部放电，且达到耐压值，被测电抗器绝缘状况合格。
本发明方法无需对检测回路持续供电，方法简单易行，改变了传统电抗器局放和耐压状况检测方式，同时解决了JB/T 10775-2007中电压过冲的问题；且振荡回路电源负载功率小，检测电压控制方便，可满足不同电压等级下的电抗器绝缘状况检测；在满足试验要求的前提下大大减少试验设备的数量、电源功率，很好的解决了交流电源加压方式下电抗器绝缘状况检测存在的问题。
附图说明
图1为现有电抗器局部放电检测电路示意图；
图2为JB/T 10775-2007测量电抗器耐压示意图；
图3为本发明方法采用电路的电路图；
图4为图3中检测阻抗的电路示意图；
图5为耐压不正常波形图；
图6为耐压正常、但存在局放阻尼振荡波形图；
图7为耐压正常、且不存在局放阻尼振荡波形图。
具体实施例
一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，该方法采用的检测电路如图3所示：包括高压直流电源1、充电控制开关2、振荡控制开关3、被测电抗器4、无局放耦合电容器5、电压表6、检测阻抗7和局部放电检测仪8。
高压直流电源1正极接充电控制开关2的一端，充电控制开关2的另一端和振荡控制开关3的一端接被测电抗器4的一端，无局放耦合电容器5和电压表6并联后的一端接被测电抗器4的另一端，并联后的另一端接检测阻抗7的信号输入端；高压直流电源1的负极、振荡控制开关3的另一端接地，局部放电检测仪8接检测阻抗7的信号输出端，检测阻抗7的接地端接地。
如图4所示，检测阻抗7包括磁芯，磁芯上套有两组线圈，分别作为原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1、电阻R1、分布电容C并联后的一端作为信号输入端，另一端接接地端；副边电感L2、电阻R2并联后的一端作为信号输出端，另一端接接地端。
其中，高压直流电源1的输出电压为300V～60KV，输出电压和频率与被测电抗器4的电压等级相匹配；充电控制开关2和振荡控制开关3为固体电子开关，充电控制开关2和振荡控制开关3规格均与高压直流电源1电压匹配；无局放耦合电容器5与被测电抗器4电压等级匹配，检测阻抗7满足振荡回路中的耦合电容器电容量大小在检测阻抗调谐电容范围内；局部放电检测仪8具有信号采集，数字信号处理以及图像显示分析功能。
在进行电抗器耐压试验时，根据被试电抗器电压参数，选择相应的直流电源进行升压到要考核的耐压值，若检测仪器显示的波形为正常的振荡波，则电抗器耐压合格，若升压到要考核的耐压值，显示波形发生明显跌落突变，则电抗器耐压不合格，如图5所示。
在进行电抗器局放试验时，只需在固体高压电子开关断开的情况下合上高压开关对电抗器充电，待电抗器充电完毕断开高压开关，合上固体电子开关，使电抗器与电容器构成闭合振荡回路，通过LC电路自身振荡产生的波形即可判断电抗器是否存在局放故障，如图6和7。
具体检测方法如下：
将被测电抗器4接入检测电路，首先将振荡控制开关3断开，再将充电控制开关2闭合，高压直流电源1对无局放耦合电容器5充电至预设电压；
无局放耦合电容器5充满电后，电压表6数值达到高压直流电源1电压输出值时，将充电控制开关2断开，再将振荡控制开关3闭合，被测电抗器4和无局放耦合电容器5形成串联振荡回路，被测电抗器4上即产生暂态的高压阻尼振荡，通过局部放电检测仪8接收、处理、显示检测阻抗7采集到的振荡波信号，最终在局部放电检测仪8显示出阻尼振荡波曲线：
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条在电压峰值处存在跌落突变，则判断被测电抗器4未达到耐压值,被测电抗器4绝缘状况不合格(如图5所示)；否则，判断被测电抗器4达到耐压值，继续进行局部放电检测(如该阻尼振荡波曲线是一条完整的衰减振荡波曲线，则判断被测电抗器4达到耐压值，进一步观察曲线)：
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条有脉冲信号的阻尼振荡波曲线，则判断被测电抗器4存在局部放电，被测电抗器4绝缘状况不合格(如图6所示)；
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条正常平滑且无脉冲信号的阻尼振荡波曲线，则判断被测电抗器4无局部放电，且达到耐压值，被测电抗器4绝缘状况合格(如图7所示)。

Claims (5)

1.一种通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，包括耐压检测和局部放电检测，采用的电路包括高压直流电源(1)、充电控制开关(2)、振荡控制开关(3)、被测电抗器(4)、无局放耦合电容器(5)、电压表(6)、检测阻抗(7)和局部放电检测仪(8)，其特征在于：
所述的高压直流电源(1)正极接充电控制开关(2)的一端，充电控制开关(2)的另一端和振荡控制开关(3)的一端接被测电抗器(4)的一端，无局放耦合电容器(5)和电压表(6)并联后的一端接被测电抗器(4)的另一端，并联后的另一端接检测阻抗(7)的信号输入端；高压直流电源(1)的负极、振荡控制开关(3)的另一端接地，局部放电检测仪(8)接检测阻抗(7)的信号输出端，检测阻抗(7)的接地端接地；
所述的检测阻抗(7)包括磁芯，磁芯上套有两组线圈，分别作为原边电感L1和副边电感L2；原边电感L1、电阻R1、分布电容C并联后的一端作为信号输入端，另一端接接地端；副边电感L2、电阻R2并联后的一端作为信号输出端，另一端接接地端；
具体检测方法是：
将被测电抗器(4)接入检测电路，首先将振荡控制开关(3)断开，再将充电控制开关(2)闭合，高压直流电源(1)对无局放耦合电容器(5)充电至预设电压；
无局放耦合电容器(5)充满电后，电压表(6)数值达到高压直流电源(1)电压输出值时，将充电控制开关(2)断开，再将振荡控制开关(3)闭合，被测电抗器(4)和无局放耦合电容器(5)形成串联振荡回路，被测电抗器(4)上即产生暂态的高压阻尼振荡，通过局部放电检测仪(8)接收、处理、显示检测阻抗(7)采集到的振荡波信号，最终在局部放电检测仪(8)显示出阻尼振荡波曲线：
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条在电压峰值处存在跌落突变，则判断被测电抗器(4)未达到耐压值,被测电抗器(4)绝缘状况不合格；如该阻尼振荡波曲线是一条完整的衰减振荡波曲线，则判断被测电抗器(4)达到耐压值，继续进行局部放电检测：
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条有脉冲信号的阻尼振荡波曲线，则判断被测电抗器(4)存在局部放电，被测电抗器(4)绝缘状况不合格；
如该阻尼振荡波曲线的振荡波波形是一条正常平滑且无脉冲信号的阻尼振荡波曲线，则判断被测电抗器(4)无局部放电，且达到耐压值，被测电抗器(4)绝缘状况合格。
2.如权利要求1所述的通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，其特征在于：所述的高压直流电源(1)的输出电压为300V～60KV，输出电压和频率与被测电抗器(4)的电压等级相匹配。
3.如权利要求1所述的通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，其特征在于：所述的充电控制开关(2)和振荡控制开关(3)为固体电子开关，充电控制开关(2)和振荡控制开关(3)规格均与高压直流电源(1)电压匹配。
4.如权利要求1所述的通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，其特征在于：所述的无局放耦合电容器(5)与被测电抗器(4)电压等级匹配，检测阻抗(7)满足振荡回路中的耦合电容器电容量大小在检测阻抗调谐电容范围内。
5.如权利要求1所述的通过振荡波检测电抗器绝缘状况的方法，其特征在于：所述的局部放电检测仪(8)具有信号采集，数字信号处理以及图像显示分析功能。
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