CN114113944B - 一种cvt电容单元击穿缺陷试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法及装置，该方法包括：采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据；在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态；对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，采集击穿时的故障运行数据；将所述正常运行数据与所述故障运行数据进行对比分析，生成CVT电容单元击穿缺陷试验结果。本发明提供的CVT电容单元击穿缺陷试验方法，能够模拟运行电压下CVT电容单元击穿的瞬间，并通过示波器及时采集CVT故障信息，以为后续的CVT故障分析提供条件，有利于提高电网设备的使用寿命和维护电网系统的稳定运行。

Description

一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法及装置

技术领域

本发明涉及CVT故障分析技术领域，尤其涉及一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法及装置。

背景技术

CVT，即电容式电压互感器，凭借其自身的优选性在110kV及以上的电力系统中得到了广泛应用。CVT的稳定运行关乎整个电网系统的安全，一旦CVT发生故障或者缺陷，就可能导致电压测量不准确，引起保护误动等后果，进而给电网造成重大的经济损失。

为实现CVT缺陷的实时监测及故障预警，现有的CVT电容单元击穿缺陷的识别方法主要有两种：第一种是停电预试测量CVT电容量，当电容量的偏差达到一定范围则认为CVT电容单元击穿。但是CVT的停电预试一般3-6年才能进行一次，在预试周期内若出现缺陷就无法及时发现，进而会导致设备故障停运等严重后果。第二种则是等到CVT电容单元击穿到一定程度导致电压偏差较大，后台报警后再进行原因排查。然而，当电压偏差较大时往往已经击穿很多个电容单元，而当电容单元击穿达到一定数量时，容易导致CVT的电容分压器发生崩溃式的击穿，同样会引发设备故障和系统停运的后果。

由此可见，这两种CVT电容单元击穿缺陷的识别方法均不能及时发现CVT缺陷，而针对导致CVT故障的运行数据也无法有效提取，因此也无法为分析导致CVT缺陷的根本原因提供事实依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法及装置，以解决现有的CVT电容单元击穿缺陷的识别方法不能及时发现CVT缺陷和提取故障信息，进而导致缺陷发展最终引发设备故障，使电网系统无法稳定运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法，包括：

采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据；

在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态；

对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，采集击穿时的故障运行数据；

将所述正常运行数据与所述故障运行数据进行对比分析，生成CVT电容单元击穿缺陷试验结果。

进一步，作为优选地，所述采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据，包括：

采集待测CVT在额定电压范围以内工作的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。

进一步，作为优选地，所述在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，包括：

将控制开关分为两组分别设置在电容分压器之间，用于分别模拟电容分压器击穿缺陷，其中，每组设有至少一个控制开关，且两组中的控制开关数量不相等。

进一步，作为优选地，所述使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态，包括：

在待模拟击穿电容的电极处设置弹性导体，并在所述弹性导体之间设置绝缘体。

进一步，作为优选地，所述对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，包括：

在待测CVT的高压端施加运行电压；

通过绝缘件将弹性导体之间的绝缘体逐步拉出，使得所述弹性导体相互接触，以使所述待模拟击穿电容依次发生击穿。

进一步，作为优选地，所述弹性导体包括金属弹簧片，所述绝缘体包括绝缘片，所述绝缘件包括绝缘绳。

进一步，作为优选地，所述CVT电容单元击穿缺陷试验方法还包括：利用示波器采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据以及待模拟击穿电容击穿时待测CVT的故障运行数据。

本发明还提供了一种CVT电容单元击穿缺陷试验装置，包括：

待测CVT、控制开关及示波器；

所述待测CVT的电容分压器之间设置多个控制开关；

所述示波器用于采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据以及待模拟击穿电容击穿时待测CVT的故障运行数据。

进一步，作为优选地，所述待模拟击穿电容的电极处设有弹性导体，所述弹性导体之间设有绝缘体，

所述绝缘体用于使所述待模拟击穿电容的电极在试验前处于断路状态；

所述弹性导体用于使所述待模拟击穿电容从所述断路状态变为导通状态。

进一步，作为优选地，所述正常运行数据包括：待测CVT在额定电压下的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明公开了一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法及装置，该方法包括：采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据；在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态；对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，采集击穿时的故障运行数据；将所述正常运行数据与所述故障运行数据进行对比分析，生成CVT电容单元击穿缺陷试验结果。

本发明提供的CVT电容单元击穿缺陷试验方法，能够模拟运行电压下CVT电容单元击穿的瞬间，通过示波器及时采集CVT故障信息，以为后续的CVT故障分析提供条件，有利于提高电网设备的使用寿命和维护电网系统的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明某一实施例提供的CVT电容单元击穿缺陷试验方法的流程示意图；

图2是本发明某一实施例提供的CVT电容单元击穿缺陷试验装置的结构示意图；

图3是本发明某一实施例提供的控制电容单元发生击穿的控制开关的结构示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，本发明某一实施例提供一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法。如图1所示，该CVT电容单元击穿缺陷试验方法包括步骤S10至步骤S40。各步骤具体如下：

S10、采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据；

S20、在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态；

S30、对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，采集击穿时的故障运行数据；

S40、将所述正常运行数据与所述故障运行数据进行对比分析，生成CVT电容单元击穿缺陷试验结果。

需要说明的是，在CVT故障分析领域，为了实现CVT缺陷的实时监测及故障预警，需要挖掘其故障信息，并对故障信息进行对比分析，实现CVT缺陷及时、准确的判断。其中，CVT电容单元击穿是CVT最常见的一种缺陷，然而少量的电容单元击穿导致电压波动不大，因此很难及时发现并处理。同时，随着电容单元的击穿，其他电容单元之间会承受更高的电压，导致其他电容单元逐渐发生击穿。当电容单元击穿达到一定数量时可能导致CVT的电容分压器发生崩溃式的击穿，导致故障的发生。在运行过程中，电容单元击穿瞬间往往淹没在海量的运行数据当中，无法进行故障信息的采集。因此，本实施例旨在提供一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法，基于搭建的试验装置，能够模拟电容瞬时击穿的场景并及时提取故障信息，以用于后续的缺陷分析工作。

具体地，在步骤S10中首先采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据；此处，优先选用一台正常的110kV CVT进行试验，在给定的不超过110KV的运行电压中，通过示波器采集CVT的正常运行数据。

在某一具体实施方式中，该正常运行数据包括待测CVT在额定电压范围内工作的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。其中，一次电压的测试通过在CVT的首端并联一个分压电容器，从分压电容器上取电压信号接入示波器；采集二次绕组电压波形时，可直接将二次绕组1a1n的信号接入示波器。需要说明的是，CVT的末屏是指其电容单元末端最后一屏电容屏，正常运行时CVT的末屏接地，容性电流通过末屏入地，该电流称为末屏电流。当CVT内部存在故障时，末屏电流可能发生畸变，因此有必要对末屏电流波形进行采集。具体地，末屏电流信号通过罗氏线圈耦合进入示波器。

进一步地，在步骤S20中，首先构建CVT的电容单元击穿缺陷模拟试验的模型，具体做法是在待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，并在模拟击穿试验之前使待模拟击穿电容处于“预击穿”状态。

在某一具体实施例中，在步骤S20中在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，包括：

将控制开关分为两组分别设置在电容分压器C1和C2之间，用于分别模拟电容分压器C1和C2击穿缺陷，其中，每组设有至少一个控制开关，且两组中的控制开关数量不相等。

作为可选地，本实施例可以设置10个控制开关，并将它们分为两组，其中一组包含8个，另一组包含2个。

进一步地，为了使得多个待模拟击穿电容处于预击穿状态，主要做法是在待模拟击穿电容的电极处设置弹性导体，并在所述弹性导体之间设置绝缘体。由于电容的电极间存在绝缘体，因此并不会短接，即不会触发击穿现象。作为优选地，本实施例的弹性导体可以采用金属弹簧片，绝缘体可以采用绝缘片。

进一步地，在步骤S30中进行击穿模拟试验，并采集对应的故障运行数据。

具体地，在执行步骤S30时，首先在待测CVT的高压端施加运行电压；然后，通过绝缘件将弹性导体之间的绝缘体逐步拉出，使得弹性导体相互接触发生短接，进而能够使待模拟击穿电容依次发生击穿。并同时利用示波器采集故障信息，其中故障信息包括故障时的一次电压、二次电压及末屏电流波形。

在一可选的实施方式中，所述绝缘件主要绝缘绳，该绝缘绳套设在绝缘体上。

最后，在步骤S40中，只需要将CVT的正常运行数据与故障运行数据进行对比分析，就能够生成对应的试验结果。

本发明实施例提供的CVT电容单元击穿缺陷试验方法，能够模拟运行电压下CVT电容单元击穿的瞬间，并通过示波器及时采集CVT故障信息，以为后续的CVT故障分析提供条件，有利于提高电网设备的使用寿命和维护电网系统的稳定运行。

请参阅图2，在某一实施例中，还提供一种CVT电容单元击穿缺陷试验装置，包括：

待测CVT、控制开关及示波器；

其中，所述待测CVT的电容分压器之间设置多个控制开关；

示波器用于采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据以及待模拟击穿电容击穿时待测CVT的故障运行数据。

在某一可选地实施方式中，正常运行数据包括：待测CVT在额定电压下的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。故障运行数据则包括：CVT电容击穿时的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。

作为优选的实施方式，本实施例在电容分压器之间设置10个控制开关，并将它们分为两组，其中一组包含8个，另一组包含2个。

在某一具体实施方式中，待模拟击穿电容的电极处设有弹性导体，弹性导体之间设有绝缘体。其中，

绝缘体用于使所述待模拟击穿电容的电极在试验前处于断路状态，也即“预击穿”状态。

弹性导体用于使所述待模拟击穿电容从所述断路状态变为导通状态，即进行击穿模拟试验。

作为优选地，该弹性导体可以采用金属弹簧片，绝缘体采用绝缘片。图3提供了控制待模拟击穿电容发生击穿的控制开关的结构示意图。如图3所示，金属弹簧片分别与模拟击穿电容C11、C12的电极连接，在金属弹簧片中设有绝缘片，用于使待模拟击穿电容的电极不接触，即处于“预击穿”状态。在绝缘片上套有绝缘绳，当要进行击穿模拟试验时，只需通过绝缘绳将金属弹簧片中的绝缘片抽出，就会使得待模拟击穿电容发生短接，进而达到模拟击穿的效果。因此，金属弹簧片和绝缘片组合也相当于构成了一个控制开关。当开关断开时，使得电容未发生击穿，即处于“预击穿”状态；当开关闭合时，则使得电容发生击穿，进而可以采集击穿瞬时过程的故障信息，用于故障分析。

综上所述，本发明实施例提供的CVT电容单元击穿缺陷试验装置，能够模拟运行电压下CVT电容单元击穿的瞬间，并通过示波器及时采集CVT故障信息，以为后续的CVT故障分析提供条件，有利于提高电网设备的使用寿命和维护电网系统的稳定运行。

此外，应当理解，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“套设”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本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在本发明中的具体含义。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种CVT电容单元击穿缺陷试验方法，其特征在于，包括：

利用示波器采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据；

在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关，使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态；

所述在所述待测CVT的电容分压器间设置多个控制开关包括：将控制开关分为两组且分别设置在电容分压器C1的多个电容器之间、以及电容分压器C2的多个电容器之间，用于分别模拟电容分压器C1和电容分压器C2击穿缺陷发生的瞬间，所述电容分压器C1和所述电容分压器C2为串联连接，所述电容分压器C1的一端连接在所述待测CVT的高压端，所述电容分压器C1的另一端连接在所述电容分压器C2的一端，所述电容分压器C2的另一端接地，其中，每组设有至少一个控制开关，且两组中的控制开关数量不相等；

所述使多个待模拟击穿电容处于预击穿状态，包括：在待模拟击穿电容的电极处设置弹性导体，并在所述弹性导体之间设置绝缘体；所述预击穿状态是指通过绝缘体使所述待模拟击穿电容的电极在试验前处于断路状态；

对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，采集击穿时的故障运行数据；所述对所述多个待模拟击穿电容进行击穿模拟试验，包括：

在待测CVT的高压端施加运行电压；

通过绝缘件将弹性导体之间的绝缘体逐步拉出，使得所述弹性导体相互接触，以使所述待模拟击穿电容依次发生击穿；利用示波器采集待模拟击穿电容击穿时所述待测CVT的故障运行数据；

将所述正常运行数据与所述故障运行数据进行对比分析，生成CVT电容单元击穿缺陷试验结果。

2.根据权利要求1所述的CVT电容单元击穿缺陷试验方法，其特征在于，所述采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据，包括：

采集待测CVT在额定电压范围以内工作的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。

3.根据权利要求1所述的CVT电容单元击穿缺陷试验方法，其特征在于，所述弹性导体包括金属弹簧片，所述绝缘体包括绝缘片，所述绝缘件包括绝缘绳。

4.一种CVT电容单元击穿缺陷试验装置，所述装置应用于如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，包括：

待测CVT、控制开关及示波器；

所述待测CVT的电容分压器之间设置多个控制开关；所述控制开关分为两组分别设置在电容分压器之间，用于分别模拟电容分压器击穿缺陷，其中，每组设有至少一个控制开关，且两组中的控制开关数量不相等；

所述待模拟击穿电容的电极处设有弹性导体，所述弹性导体之间设有绝缘体；

所述绝缘体用于使所述待模拟击穿电容的电极在试验前处于断路状态；

所述弹性导体用于使所述待模拟击穿电容从所述断路状态变为导通状态；具体为：在待测CVT的高压端施加运行电压；

通过绝缘件将弹性导体之间的绝缘体逐步拉出，使得所述弹性导体相互接触，以使所述待模拟击穿电容依次发生击穿；

所述示波器用于采集待测CVT在额定电压范围以内的正常运行数据以及待模拟击穿电容击穿时待测CVT的故障运行数据。

5.根据权利要求4所述的CVT电容单元击穿缺陷试验装置，其特征在于，所述正常运行数据包括：待测CVT在额定电压下的一次电压波形、二次绕组电压波形以及末屏电流波形。