CN111239662A - 一种局部放电监测设备的带电校准装置方法 - Google Patents

一种局部放电监测设备的带电校准装置方法 Download PDF

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刘红文
赵现平
张春丽
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Abstract

本申请提供了一种局部放电监测设备的带电校准装置和方法,该装置包括电极、高压分度电容和绝缘外壳;电极用于将装置与被测设备的接入导体或线路连接;高压分度电容一端与电极连接;绝缘外壳内设保护开关和保护电阻、表面设方波发生器接口和接地接口,其中,保护开关一端与高压分度电容连接、另一端与方波发生器接口连接,保护电阻一端与方波发生器接口连接、另一端与接地接口连接;方波发生器接口用于与方波发生器连接,方波发生器用于提供校准所需方波电压信号;接地接口与接地模块连接,接地模块用于装置的接地。本申请可以实现对局部放电监测设备的带电校准,具有操作安全、方便、可靠的特点,通过本发明校准的局部放电检测设备检测准确度高。

Description

一种局部放电监测设备的带电校准装置方法
技术领域
本申请涉及高压配电网局部放电检测技术领域,尤其涉及一种局部放电监测设备的带电校准装置和方法。
背景技术
电力电缆、电力变压器、开关柜等高压电力设备对电网的正常运行发挥着不可替代的作用,由于在高压电力设备的长时间运行中出现的绝缘自然老化以及环境因素引起的绝缘加速老化的现象,会引发高压电力设备局部放电,局部放电现象的不断持续和发展,就会引起高压电力设备的绝缘损伤,如果任其发展最终会导致绝缘丧失介电性能,造成严重事故,破坏电力系统的安全性和稳定性。
当前开关柜等高压电力设备局部放电检测校正技术仍需停电进行,但是,在实际应用中,一方面存在停电困难的问题,且停电会影响供电可靠性,由于各种原因,高压开关柜等高压电力设备不能按照计划固定停电检修;另一方面,停电会导致设备及线路对地分布电容消失,影响局放检测的灵敏度,测量值比实际放电量小,不能准确反映高压电力设备的运行状态,因此存在安全隐患,严重威胁电网的供电可靠性。
因此,亟需一种装置可以实现局部放电监测的带电校准,突破当前局部放电检测实现带电校准难的技术瓶颈。
发明内容
本发明实施例提供了一种局部放电监测设备的带电校准装置和方法,解决对局部放电监测设备难以实现带电校准的技术问题。
根据本发明实施例的第一方面,提供了一种局部放电监测设备的带电校准装置,所述装置包括电极、高压分度电容和绝缘外壳;
所述电极,用于将所述校准装置与被测设备的接入导体或线路连接;
所述高压分度电容一端与所述电极连接;
所述绝缘外壳内设有保护开关和保护电阻、表面设有方波发生器接口和接地接口,其中,所述保护开关一端与所述高压分度电容连接、另一端与所述方波发生器接口连接,所述保护电阻一端与所述方波发生器接口连接、另一端与所述接地接口连接;
所述方波发生器接口用于与方波发生器连接,所述方波发生器用于提供校准所需方波电压信号;
所述接地接口与接地模块连接,所述接地模块用于所述校准装置的接地。
进一步地,所述校准装置还包括绝缘杆,所述绝缘杆一端与所述绝缘外壳连接。
进一步地,所述接地模块包括接地电线和接地端头,其中,所述接地电线一端用于与所述接地接口连接、另一端用于与所述接地端头连接。
进一步地,所述高压分度电容的电容取值范围为10pF~2000pF。
进一步地,所述保护开关,当所述被测设备所在线路上电压高于预设值电压时,则所述保护开关迅速断开。
进一步地,所述保护电阻的电阻值取值范围为1Ω~5kΩ。
根据本发明实施例的第二方面,提供了一种局部放电监测设备的带电校准方法,采用本发明实施例的第一方面提供的局部放电监测设备的带电校准装置,所述方法包括:
将所述局部放电检测设备的带电校准装置接地;
将方波发生器与所述局部放电监测设备的带电校准装置连接;
将所述局部放电检测设备的带电校准装置与被测设备的接入导体或线路的带电部分连接;
通过所述方波发生器向所述被测设备的接入导体或线路注入方波电压信号;
对局部放电监测设备进行校准。
进一步地,所述对局部放电监测设备进行校准,包括:
通过所述方波发生器发出所述方波电压信号,所述方波电压信号作用在所述高压分度电容上;
所述高压分度电容接收所述方波电压信号后输出电荷量信号,并将所述电荷量信号注入所述连接局部放电检测装置的导体或线路;
所述电荷量信号大小为:q0=C1 U0
其中,U0为所述方波电压信号的幅值,C1为所述高压分度电容的电容量;
所述局部放电检测设备的显示器上响应的读数为α0,则可得放电量的分度系数为:K0=q00
当所述局部放电监测设备发生局部放电时,在所述局部放电检测设备的显示器上响应的读数为α1,可根据所述分度系数K0,求取所述局部放电监测设备的局部放电量为:q1=α1*K0
由以上技术方案可见,本发明实施例提供的局部放电监测设备的带电校准装置和方法,该装置包括电极、高压分度电容和绝缘外壳;所述高压分度电容,一端与所述电极连接、另一端与所述绝缘外壳连接;所述绝缘外壳,内设有保护开关和保护电阻、表面设有方波发生器接口和接地接口,其中所述保护开关一端与所述高压分度电容连接、另一端与所述方波发生器接口连接,所述保护电阻一端与所述方波发生器接口连接、另一端与所述接地接口连接;所述方波发生器接口与方波发生器连接,所述方波发生器用于提供校准所需方波电压信号。通过电极使得该装置与待检测系统连接,高压分度电容阻隔配电线路的高压,进而方波发生器可以向待监测系统注入方波电压信号,实现对局部放电监测设备的带电校准,提高对局部放电监测设备检测准确度。另外,高压分度电容能够阻隔配电线路的高压,使得该装置可以适用于所有高压设备,包括电缆、电力变压器、开关柜等高压电力设备,因此具有适用范围广的特点;保护开关能够在被测设备所在线路电压过高时及时断开,具有保护装置的作用,能够延长装置的使用寿命;保护电阻在高压分度电容击穿时保护用户的作用,使得装置具有操作安全的特点;该装置体积较小,便于携带,是一种便携式局部放电监测设备带电校准装置,突破了当前对局部放电监测设备检测实现带电校准难的技术瓶颈,提高检测准确度,对于现场应用有较高的实用价值。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种局部放电监测设备的带电校准装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种局部放电监测设备的带电校准装置的工作原理图;
图3为本发明实施例提供的一种局部放电监测设备的带电校准方法的流程图。
附图标记说明:
图1:1为电极,2为高压分度电容,3为保护开关,4为方波发生器接口,5为保护电阻,6为接地接口,7为接地模块,71为接地电线,72为接地端头,8为绝缘杆,9为绝缘外壳;
图2:装置A为局部放电检测设备的带电校准装置,C1为高压分度电容,R1为保护电阻,装置B为局部放电检测设备,C2为耦合电容器,R2为检测阻抗。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
图1为本实施例提供的一种局部放电监测设备的带电校准装置的结构示意图,如图1所示,该带电校准装置包括电极1、高压分度电容2、保护开关3、方波发生器接口4、保护电阻5、接地接口6、接地模块7、接地电线71、接地端头72、绝缘杆8、绝缘外壳9。
具体的,电极1,用于将装置与被测局部放电监测设备所在线路连接。本装置采用的电极为市场上常见的电极,如碳棒电极、Pt电极、钛电极、Cu电极等,可以将电极1制作成弯钩或者夹片的形状,方便于电极1与被测设备所在线路的连接。
高压分度电容2,一端与电极1连接,电容取值范围为10pF~2000pF。高压分度电容2可以阻隔被测设备所在线路的高压,从而使得方波发生器可以通过本发明装置与高压线路连接,并且在方波发生器注入方波电压信号时可以产生电荷量,从而可以根据电荷量实现局部放电监测设备的带电校验。较宽度电容取值范围使得该装置可以适用于更多种类的高压设备,包括电缆、电力变压器、开关柜等高压电力设备,因此具有适用范围广的特点。
绝缘外壳9内设有保护开关3和保护电阻5、表面设有方波发生器接口4和接地接口6,其中,保护开关3一端与高压分度电容2连接、另一端与方波发生器接口4连接,保护电阻5一端与方波发生器接口4连接、另一端与接地接口6连接。绝缘外壳9可以采用市场上常见的固体绝缘材料,如纤维制品、橡胶、塑料及其制品、陶瓷制品、混合绝缘材料等,具有绝缘电阻高、机械强度高、耐热性好、轻便等特点。保护开关3为过载保护器开关或控制与保护开关等,当被测设备所在线路上电压高于预设值电压时,则保护开关3迅速断开,因此保护开关3具有保护校准装置的作用,避免校准装置在超过额定电压工况下长时间工作导致装置老化快寿命短的问题。保护电阻5的电阻值取值范围为1Ω~5kΩ,当装置前端的高压分度电容2发生击穿等故障时,保护电阻5发挥作用,可以防止发生击穿故障时伤害到用户。方波发生器接口4用于与方波发生器连接,方波发生器用于提供校准所需方波电压信号。通过方波发生器接口4使得方波发生器与装置连接,进而通过方波发生器向被测设备所在线路注入方波电压信号,从而实现带电校准。接地接口6用于与接地模块7连接。接地模块7包括接地电线71和接地端头72,实现装置的接地。接地端头72可以设置为锥形或者细柱等形状,方便将接地模块7与大地牢固连接,以确保接地充分,防止使用过程中出现接地断开伤害到用户或者装置的情况。
进一步地,校准装置还包括绝缘杆8,绝缘杆8一端与绝缘外壳9连接。绝缘杆8的设置用于当被测设备所在的线路位置较高时方便通过绝缘杆8将电极与线路连接,而不需要额外的辅助设备。绝缘杆8与绝缘外壳9部分的连接可拆卸,并且可以设置为可伸缩的形状,在保证绝缘性能情况下采用轻便材料,使得整个装置轻便且方便携带。
图2为本发明实施例提供的一种局部放电监测设备的带电校准装置的工作原理图,图3为本发明实施例提供的一种局部放电监测设备的带电校准方法的流程图,如图3所示,该带电检准方法包括;
S01将局部放电检测设备的带电校准装置接地。
将接地模块的接地电线与局部放电检测设备的带电校准装置的接地接口连接,然后将接地模块的接地端头与大地连接。接地端头接地时要避开绝缘介质防止接地不充分,可以插入泥土中以确保接地的充分。
S02将方波发生器与局部放电监测设备的带电校准装置连接。
根据待测设备和待测设备所在线路的特点,选择合适型号的方波发生器,通过方波发生器接口,将方波发生器与局部放电监测设备的带电校准装置连接,检查连接的可靠性。
S03将局部放电检测设备的带电校准装置与被测设备的接入导体或线路连接。
在完成局部放电检测设备的带电校准装置接地和方波发生器的连接之后,通过电极将局部放电检测设备的带电校准装置与被测设备的接入导体或线路连接。此处的连接可以根据被测设备所在线路的情况采用点式接触连接,例如将电极钩挂在被测设备的接入导体或线路上从而实现接触。
S04通过方波发生器向被测设备的接入导体或线路注入方波电压信号。
方波发生器可以发出方波电压信号,在进行校准测试时,通过方波发生器发出一定幅值的方波电压信号,发出的方波电压信号幅值可以根据被测试设备和测试设备所在线路的具体情况选择,如100V、300V、500V等。
S05对局部放电监测设备进行校准。
通过方波发生器发出方波电压信号,方波电压信号作用在高压分度电容上;
高压分度电容接收方波电压信号后输出电荷量信号,并将电荷量信号注入连接局部放电检测装置的导体或线路;
电荷量信号大小为:q0=C1 U0
其中,U0为方波电压信号的幅值,C1为高压分度电容的电容量;
局部放电检测设备的显示器上响应的读数为α0,则可得放电量的分度系数为:
K0=q00
当局部放电监测设备发生局部放电时,在局部放电检测设备的显示器上响应的读数为α1,可根据分度系数K0,求取局部放电监测设备的局部放电量为:q1=α1*K0
获得多组局部放电监测设备的局部放电量取平均值,以对局部放电监测设备进行更加准确的性能评价。
本说明书中的实施例采用递进的方式描述。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接连接,对于相关领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,有语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述校准装置包括电极(1)、高压分度电容(2)和绝缘外壳(9);
所述电极(1),用于将所述校准装置与被测设备的接入导体或线路连接;
所述高压分度电容(2)一端与所述电极(1)连接;
所述绝缘外壳(9)内设有保护开关(3)和保护电阻(5)、表面设有方波发生器接口(4)和接地接口(6),其中,所述保护开关(3)一端与所述高压分度电容(2)连接、另一端与所述方波发生器接口(4)连接,所述保护电阻(5)一端与所述方波发生器接口(4)连接、另一端与所述接地接口(6)连接;
所述方波发生器接口(4)用于与方波发生器连接,所述方波发生器用于提供校准所需方波电压信号;
所述接地接口(6)与接地模块(7)连接,所述接地模块(7)用于所述校准装置的接地。
2.根据权利要求1所述的局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述校准装置还包括绝缘杆(8),所述绝缘杆(8)一端与所述绝缘外壳(9)连接。
3.根据权利要求1所述的局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述接地模块(7)包括接地电线(71)和接地端头(72),其中,所述接地电线(71)一端用于与所述接地接口(6)连接、另一端用于与所述接地端头(72)连接。
4.根据权利要求1所述的局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述高压分度电容(2)的电容取值范围为10pF~2000pF。
5.根据权利要求1所述的局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述保护开关(3),当所述被测设备所在线路上电压高于预设值电压时,则所述保护开关(3)迅速断开。
6.根据权利要求1所述的局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述保护电阻(5)的电阻值取值范围为1Ω~5kΩ。
7.一种局部放电监测设备的带电校准方法,采用权利要求1~6中任一项所述的局部放电监测设备的带电校准装置,其特征在于,所述方法包括:
将所述局部放电检测设备的带电校准装置接地;
将方波发生器与所述局部放电监测设备的带电校准装置连接;
将所述局部放电检测设备的带电校准装置与被测设备的接入导体或线路的带电部分连接;
通过所述方波发生器向所述被测设备的接入导体或线路注入方波电压信号;
对局部放电监测设备进行校准。
8.根据权利要求7所述的局部放电监测设备的带电校准方法,其特征在于,所述对局部放电监测设备进行校准,包括:
通过所述方波发生器发出所述方波电压信号,所述方波电压信号作用在所述高压分度电容上;
所述高压分度电容接收所述方波电压信号后输出电荷量信号,并将所述电荷量信号注入所述连接局部放电检测装置的导体或线路;
所述电荷量信号大小为:q0=C1 U0
其中,U0为所述方波电压信号的幅值,C1为所述高压分度电容的电容量;
所述局部放电检测设备的显示器上响应的读数为α0,则可得放电量的分度系数为:
K0=q00
当所述局部放电监测设备发生局部放电时,在所述局部放电检测设备的显示器上响应的读数为α1,可根据所述分度系数K0,求取所述局部放电监测设备的局部放电量为:q1=α1*K0
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