CN113866340A - 一种开关柜冲击电压试验及诊断方法 - Google Patents

Abstract

一种开关柜冲击电压试验及诊断方法，属试验领域。在冲击电压发生器与两台待测开关柜之间分别串联一个限流电阻，建立试验电连接关系；在两台待测开关柜的玻璃窗上分别设置一个特高频传感器；在每台开关柜金属柜体上分别设置一个机械振动传感器；各特高频传感器和机械振动传感器的信号输出端与示波器的信号输入端分别对应连接；对两台开关柜同时进行冲击电压试验，同时监测两台开关柜的特高频和机械振动信号，对比两台开关柜检测到的特高频和机械振动信号，进行开关柜是否存在击穿或局放的判断。通过对两台开关柜同时进行冲击试验，一方面提高了试验工作效率，另一方面提高了对“击穿”和“局部放电”缺陷判断的准确性。可广泛用于配电开关柜的测试领域。

Description

一种开关柜冲击电压试验及诊断方法

技术领域

本发明属于配电设备的耐压试验领域，尤其涉及一种用于开关柜的冲击电压试验及故障诊断方法。

背景技术

开关柜是一种电气设备，开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。

随着供电网络的不断扩大，对供电网络的运行和管理能力日益提高，开关柜在配电网(简称配网)中的使用量越来越大，对开关柜进行“工频”及“局放”测试，是保证设备状态的关键手段。

但现场实际工作经验表明，冲击电压试验对于开关柜等设备的金属尖端等缺陷的发现，相比工频试验要更加灵敏。冲击电压试验在GIS、电力变压器等主网设备上已经进行了较多试验，具有丰富的经验；但由于配网设备数量大，如何合理有效的进行开关柜等配网设备的冲击电压试验还缺乏经验。

此外，对开关柜等配网设备进行冲击试验时，如何有效判断是否存在击穿及是否存在局放也具有较大难度，由于冲击电压本身具有“一过”性、“暂态”性的特点，即使发生了击穿，从记录示波器的波形上有时也难以准确判断。而对于局部放电，则更加难以判断。

在实际工作中，如何能够提高对开关柜进行“冲击电压”试验的工作效率，并能够有效进行“击穿”及“局放”(局部放电之简称)故障的准确诊断，是一个急待解决的实际技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种开关柜冲击电压试验及诊断方法。其对两台开关柜同时进行冲击电压试验，同时分别采集两台开关柜的特高频信号和机械振动信号并进行比较，根据两个开关柜特高频信号和机械振动信号的比较结果，可以迅速判断各开关柜是否存在“局放”、“击穿”及机械紧固不牢等缺陷，提高了试验工作效率，也提高了对“击穿”和“局部放电”故障的判断准确性。

本发明的技术方案是：提供一种开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是：

1)在一个冲击电压发生器和两台待测开关柜之间建立测试硬件电连接关系；

2)在每个待测开关柜上分别设置一个特高频传感器和一个机械振动传感器；

3)在各个特高频传感器和机械振动传感器与一台示波器之间建立硬件电连接关系；

4)开启冲击电压发生器，同时对两台待测开关柜进行冲击电压试验，同时采集两台开关柜的特高频和机械振动信号；

5)比较两台待测开关柜的特高频和机械振动信号；

6)根据两台待测开关柜的特高频或机械振动信号的幅值关系，进行两台待测开关柜是否存在“局放”、“击穿”及“机械紧固不牢”等缺陷的诊断。

具体的，所述的两台待测开关柜具有相同的金属柜体结构。

进一步的，所述冲击电压发生器的输出端，分别经过一个限流电阻，与一台被试开关柜对应电联接。

具体的，当两台开关柜检测到的特高频和机械振动信号幅值之差不足2倍时，判定此时为干扰信号。

具体的，当两台开关柜的特高频信号幅值之差不足2倍时，查看机械振动信号；当第一台开关柜机械振动信号的幅值是第二台开关柜振动信号幅值的2倍以上时，判定第一台开关柜存在“机械紧固不牢”缺陷。

具体的，两台开关柜机械振动信号幅值之差不足2倍时，查看特高频信号，当第一台开关柜特高频信号的幅值大于第二台开关柜特高频信号的幅值2倍以上时，判定第一台开关柜存在“局部放电”信号。

具体的，当第一台开关柜机械振动和特高频信号的幅值均是第二台开关柜机械振动和特高频信号幅值的2倍以上时，判断第一台开关柜存在“内部击穿”内部击穿故障。

本发明所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，采用一台冲击电压发生器分别通过限流电阻连接两台开关柜，同时对两台待测开关柜同时进行冲击试验，一方面提高试验效率，另一方面提高对击穿和局部放电的判断准确性。

与现有技术比较，本发明的优点是：

本发明的技术方案，对两台待测的开关柜同时进行冲击电压试验，同时监测两台开关柜的特高频和机械振动信号，对比两台开关柜检测到的特高频和机械振动信号，进行开关柜是否存在击穿或局放的判断；通过对两台开关柜同时进行冲击试验，一方面提高了试验工作效率，另一方面提高了对“击穿”和“局部放电”缺陷判断的准确性。

附图说明

图1是本发明开关柜冲击电压试验的硬件连接示意图；

图2是本发明诊断方法的实施步骤示意图。

图中1为冲击电压发生器，2a、2b为限流电阻，3a、3b为开关柜，3a1、3b1为开关柜的玻璃窗，4a、4b为特高频传感器，5a、5b为机械振动传感器，6为示波器。

具体实施方式

下面结合附图例对本发明做进一步说明。

图1中，给出了本发明技术方案的开关柜冲击电压试验的硬件连接示意图。其中1为冲击电压发生器，其可产生1.2/50μs的雷电冲击电压，也可产生250/2500μs的操作冲击电压，或标准规定的振荡型冲击电压波形。

2a、2b为分别连接两台被试开关柜的限流电阻，其阻值为10kΩ，其作用一方面是限制试品击穿时的过电流，另一方面是隔离两台被试开关柜，使得信号互相不影响。

3a、3b为两台被试开关柜，两台被试开关柜具有完全一样的金属柜体结构。

3a1、3b1为开关柜的玻璃窗(此处指的是在开关柜正面柜门上的观察窗)。

4a、4b为分别放置在被试开关柜玻璃窗处的特高频传感器，其带宽为100MHz～1GHz。

5a、5b为分别放置在两台被试开关柜金属柜体处的机械振动传感器，其带宽为0～4kHz。

特高频和机械振动传感器在两个被试开关柜的布置位置一致，以保证检测数据的可比性和一致性。

6为检测特高频和机械振动信号的示波器，其采样率为2.5GHz，带宽500MHz。

首先按照图1所示的连接关系，建立起试验中需要的电路连接关系。

具体的，在冲击电压发生器1的输出端与两台待测开关柜3a、3b之间，通过分别串联的限流电阻2a、2b，建立起对应的试验电路连接关系；在两台待测开关柜3a、3b的玻璃窗3a1和3b1上，分别设置一个特高频传感器4a及4b；在每台开关柜的金属柜体上，分别设置一个机械振动传感器5a(或5b)；所有特高频传感器和机械振动传感器的信号输出端，与示波器6的信号输入端分别对应连接。

由于冲击电压发生器、限流电阻、特高频传感器、机械振动传感器和示波器均为现有市售产品，故其工作原理在此不再叙述。

由于特高频信号和机械振动信号的测试为现有技术，故其具体测试方法及测试步骤在此不再叙述。

图2中，本发明所述的开关柜冲击电压试验故障诊断方法的步骤如下：

步骤1：通过冲击电压发生器及限流电阻，同时对两台被试开关柜进行冲击电压试验，同时采集两台开关柜的特高频和机械振动信号；

步骤2：当两台开关柜检测到的特高频和机械振动信号幅值之差不足2倍时，判定此时为干扰信号；

步骤3：当两台开关柜的特高频信号幅值之差不足2倍时，查看机械振动信号；当一台开关柜机械振动信号的幅值是另一台开关柜振动信号幅值的2倍以上时，判定此开关柜存在“机械紧固不牢”缺陷；

步骤4：当两台开关柜机械振动信号幅值之差不足2倍时，查看特高频信号，当一台开关柜特高频信号的幅值大于另一台开关柜特高频信号的幅值2倍以上时，判定此开关柜存在“局部放电”信号；

步骤5：当一台开关柜机械振动和特高频信号的幅值均是另一台开关柜机械振动和特高频信号幅值的2倍以上时，判断此台开关柜存在“内部击穿”内部击穿故障；

根据以上步骤，进行开关柜是否存在“局放”、“击穿”及“机械紧固不牢”等缺陷的诊断。

本发明的技术方案，采用一台冲击电压发生器分别通过限流电阻连接两台开关柜，同时对两台待测开关柜同时进行冲击试验，在试验过程中，同时测量两台被试开关柜的特高频信号的机械振动信号，分别对比两台开关柜检测到的特高频和机械振动信号幅值，进行开关柜是否存在击穿或局放的判断。该介乎方案通过对两台开关柜同时进行冲击试验，一方面提高了配电开关柜冲击电压试验的试验效率，另一方面提高了对配电开关柜“击穿”和“局部放电”缺陷的判断准确性。本发明可广泛用于配电开关柜的测试领域。

Claims (10)

1.一种开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是：

1)在一个冲击电压发生器和两台待测开关柜之间建立测试硬件电连接关系；

2)在每个待测开关柜上分别设置一个特高频传感器和一个机械振动传感器；

3)在各个特高频传感器和机械振动传感器与一台示波器之间建立硬件电连接关系；

4)开启冲击电压发生器，同时对两台待测开关柜进行冲击电压试验，同时采集两台开关柜的特高频和机械振动信号；

5)比较两台待测开关柜的特高频和机械振动信号；

6)根据两台待测开关柜的特高频或机械振动信号的幅值关系，进行两台待测开关柜是否存在“局放”、“击穿”及“机械紧固不牢”等缺陷的诊断。

2.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是所述冲击电压发生器的输出端，分别经过一个限流电阻，与一台被试开关柜对应电联接。

3.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是所述的特高频传感器设置在每个待测开关柜的玻璃窗上；所述的机械振动传感器设置在每个被试开关柜的金属柜体上。

4.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是所述的两台待测开关柜具有相同的金属柜体结构。

5.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是所述限流电阻的阻值为10kΩ，所述特高频传感器的带宽为100MHz～1GHz，所述机械振动传感器的带宽为0～4kHz。

6.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是当两台开关柜检测到的特高频和机械振动信号幅值之差不足2倍时，判定此时为干扰信号。

7.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是当两台开关柜的特高频信号幅值之差不足2倍时，查看机械振动信号；当第一台开关柜机械振动信号的幅值是第二台开关柜振动信号幅值的2倍以上时，判定第一台开关柜存在“机械紧固不牢”缺陷。

8.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是两台开关柜机械振动信号幅值之差不足2倍时，查看特高频信号，当第一台开关柜特高频信号的幅值大于第二台开关柜特高频信号的幅值2倍以上时，判定第一台开关柜存在“局部放电”信号。

9.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是当第一台开关柜机械振动和特高频信号的幅值均是第二台开关柜机械振动和特高频信号幅值的2倍以上时，判断第一台开关柜存在“内部击穿”内部击穿故障。

10.按照权利要求1所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，其特征是所述的开关柜冲击电压试验及诊断方法，采用一台冲击电压发生器分别通过限流电阻连接两台开关柜，同时对两台待测开关柜同时进行冲击试验，一方面提高试验效率，另一方面提高对击穿和局部放电的判断准确性。

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