CN117970181B - 一种变压器套管末屏接地失效检测装置 - Google Patents

一种变压器套管末屏接地失效检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器套管末屏接地失效检测装置，包括金属片和报警模块，所述金属片粘贴在变压器套管末屏靠近法兰的瓷屏外表面，所述金属片与所述报警模块电连接，所述报警模块用于在所述金属片所分到的电压达到启动所述报警模块的阈值时，发出告警信号。解决了现有的变压器套管末屏接地状态检测方法无法准确地反映末屏接地的实时状态，同时还存在因为改变接线而造成回路发生短路、断路的隐患的技术问题。

Description

一种变压器套管末屏接地失效检测装置
技术领域
本发明涉及变压器状态检测技术领域，尤其涉及一种变压器套管末屏接地失效检测装置。
背景技术
在电力系统中，变压器套管末屏的接地状态对于设备的正常运行和人员的安全至关重要。然而，传统的检测方法肯能无法实时有效地反映设备的接地状态。此外，现有的在线监测方法如在套管末屏接口附近安装穿心式电流传感器，并在系统中引入导管的PT（Pressure Transducer）信号，通过对末屏电流和PT信号的同时采集、分析计算，得出最终的测量结果。但这些方法可能无法准确地反映末屏接地的实时状态，同时还存在因为改变接线而造成回路发生短路、断路的隐患。因此，提供一种能够实时、可靠有效地反映变压器套管末屏的接地状态的检测方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种变压器套管末屏接地失效检测装置，用于解决现有的变压器套管末屏接地状态检测方法无法准确地反映末屏接地的实时状态，同时还存在因为改变接线而造成回路发生短路、断路的隐患的技术问题。
有鉴于此，本发明第一方面提供了一种变压器套管末屏接地失效检测装置，包括金属片和报警模块；
所述金属片粘贴在变压器套管末屏靠近法兰的瓷屏外表面；
所述金属片与所述报警模块电连接；
所述报警模块用于在所述金属片所分到的电压达到启动所述报警模块的阈值时，发出告警信号。
可选地，所述阈值的获取方法为：
获取所述变压器套管末屏的电容屏的第一电容值和所述电容屏的外表面到所述金属片之间的第二电容值；
根据所述第一电容值和所述第二电容值计算所述金属片在所述变压器套管末屏失去接地时的理论电压，根据所述理论电压确定所述阈值。
可选地，所述第一电容值的计算公式为：
；
其中，为第一电容值，/>为变压器套管导杆半径，/>为变压器套管末屏半径，/>为变压器套管末屏的圆柱面长度，/>为变压器套管末屏的导杆圆柱面与电容屏圆柱面间介质的介电常数。
可选地，所述第二电容值的计算公式为：
；
其中，为第二电容值，/>为金属片半径，/>为金属片圆柱面长度。
可选地，所述理论电压的计算公式为：
；
其中，为金属片在变压器套管末屏失去接地时的理论电压，/>为变压器套管末屏电容屏外表面的理论电压。
可选地，所述阈值为0.3。
可选地，所述报警模块为声光报警器。
可选地，所述报警模块为蜂鸣器。
可选地，所述报警模块为LED指示灯。
可选的，金属片为铜箔。
可选地，所述报警模块与通信模块连接，所述通信模块与监控后台连接。
从以上技术方案可以看出，本发明提供的变压器套管末屏接地失效检测装置具有以下优点：
本发明提供的变压器套管末屏接地失效检测装置，包括金属片和报警模块，所述金属片粘贴在变压器套管末屏靠近法兰的瓷屏外表面，所述金属片与所述报警模块电连接，所述报警模块用于在所述金属片所分到的电压达到启动所述报警模块的阈值时，发出告警信号。本发明提供的变压器套管末屏接地失效检测装置，利用金属片与末屏之间的电容进行进一步分压，末屏接地正常时，金属片处的电压为零，报警模块不会进行告警，当末屏失地悬浮后，金属片处会感应出电压信号，该电压信号作为报警模块的电压源，当该电压信号电压达到启动报警模块的阈值时，会使得报警模块启动，进行报警，相比于现有的检测方法具有更高的实时性和准确性，且不需要改变变压器套管末屏的回路接线，解决了现有的变压器套管末屏接地状态检测方法无法准确地反映末屏接地的实时状态，同时还存在因为改变接线而造成回路发生短路、断路的隐患的技术问题。
附图说明
为了更清楚的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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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相关的附图。
图1为本发明实施例中提供的变压器套管末屏接地失效检测装置的结构及连接示意图；
其中，附图标记为：
1、金属片；2、瓷屏外表面；3、电容屏；4、导杆；5、报警模块；6、第一电容；7、第二电容。
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，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本发明提供了一种变压器套管末屏接地失效检测装置的实施例，包括金属片1和报警模块5；
金属片1粘贴在变压器套管末屏靠近法兰的瓷屏外表面2；
金属片1与报警模块5电连接；
报警模块5用于在金属片1所分到的电压达到启动报警模块5的阈值时，发出告警信号。
需要说明的是，图1中，虚线左边为变压器套管末屏的截面简图，虚线右边为变压器套管末屏接地失效检测装置的结构简图。在变压器套管末屏靠近法兰的瓷屏外表面2粘贴一层金属片1，利用金属片1与末屏之间的电容进行进一步分压，金属片1的尺寸根据具体应用场景进行选择，在本发明中不做具体限制。金属片1通过导线与报警模块5电连接。当变压器套管末屏接地正常时，金属片1处的电压为零，报警模块5没有电压源，报警模块5不会进行告警。当末屏失地悬浮后，金属片1处会感应出电压信号，该电压信号作为报警模块5的电压源，当该电压信号电压达到启动报警模块5的阈值时，会使得报警模块5启动，进行报警，相比于现有的检测方法具有更高的实时性和准确性，且不需要改变变压器套管末屏的回路接线，解决了现有的变压器套管末屏接地状态检测方法无法准确地反映末屏接地的实时状态，同时还存在因为改变接线而造成回路发生短路、断路的隐患的技术问题。金属片1选为铜箔。
在一个实施例中，阈值的获取方法为：
步骤S1、获取变压器套管末屏的电容屏3的第一电容值和电容屏3的外表面到金属片1外表面之间的第二电容值。
需要说明的是，变压器套管末屏的导杆4外表面到电容屏3外表面之间的区间构成了第一电容6，第一电容6的第一电容值的计算公式为：
；
其中，为第一电容值，/>为变压器套管导杆半径，/>为变压器套管末屏半径，/>为变压器套管末屏的圆柱面长度，/>为变压器套管末屏的导杆圆柱面与电容屏圆柱面间介质的介电常数。
电容屏3的外表面到金属片1外表面之间的区间构成第二电容7，第二电容7的第二电容值的计算公式为：
；
其中，为第二电容值，/>为金属片半径，即金属片至变压器套管导杆中心的距离，/>为金属片圆柱面长度，即金属片在高度方向上的长度。
步骤S2、根据第一电容值和第二电容值计算金属片1在变压器套管末屏失去接地时的理论电压，根据理论电压确定阈值。
理论电压的计算公式为：
；
其中，为金属片1在变压器套管末屏失去接地时的理论电压，/>为变压器套管末屏电容屏3外表面的理论电压。
阈值为0.3。即，当金属片1所分到的电压U≧0.3/>时，报警模块5获得电压源，在电压源的作用下，报警模块5启动，发出报警信号。当金属片1所分到的电压/>时，报警模块5缺少电压源，无法启动，不会发出报警信号。报警模块5可根据具体应用场景选为蜂鸣器或LED指示灯或声光报警器。
在一个实施例中，报警模块5与通信模块连接，通信模块与监控后台连接。报警模块5在发出报警信号时，报警信号通过通信模块发送到监控后台，使得监控后台上显示出报警信号及其相应的报警位置，工作人员在监控后台看到报警信号及其相应的报警位置之后，可采取相应的处理措施以清除报警。
与现有技术相比，本发明提供的变压器套管末屏接地失效检测装置具有的优点为：
实时性：本发明能够实时有效地反映变压器套管末屏的接地状态，提高了电力系统的安全性，相比传统的接地检测方法，如停电检查，具有更高的实时性和准确性。
无需停电：本发明提供的变压器套管末屏接地失效检测装置的检测方法无需停电，可以在设备运行过程中进行，大大提高了检测的便利性和效率。
准确性：通过利用金属片1与末屏之间的电容进行进一步分压，能够更准确地反映末屏接地的实时状态。如果报警模块5启动，则表明末屏接地不良，如果报警模块5没有被启动，则表明末屏接地良好。
易于操作：本发明提供的变压器套管末屏接地失效检测装置易于操作，只需要在靠近法兰的瓷屏外表面2粘贴一层金属片1，然后利用金属片1与末屏之间的电容进行进一步分压，将分压的电压信号作为报警模块5的电压源。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种变压器套管末屏接地失效检测装置，其特征在于，包括金属片和报警模块；
所述金属片粘贴在变压器套管末屏靠近法兰的瓷屏外表面；
所述金属片与所述报警模块电连接；
所述报警模块用于在所述金属片所分到的电压达到启动所述报警模块的阈值时，发出告警信号；
所述阈值的获取方法为：
获取所述变压器套管末屏的电容屏的第一电容值和所述电容屏的外表面到所述金属片之间的第二电容值；
根据所述第一电容值和所述第二电容值计算所述金属片在所述变压器套管末屏失去接地时的理论电压，根据所述理论电压确定所述阈值；
所述第一电容值的计算公式为：
其中，C1为第一电容值，R1为变压器套管导杆半径，R2为变压器套管末屏半径，l1为变压器套管末屏的圆柱面长度，ε为变压器套管末屏的导杆圆柱面与电容屏圆柱面间介质的介电常数；
所述第二电容值的计算公式为：
其中，C2为第二电容值，R3为金属片半径，l2为金属片圆柱面长度；
所述理论电压的计算公式为：
其中，U1为金属片在变压器套管末屏失去接地时的理论电压，U2为变压器套管末屏电容屏外表面的理论电压；
所述阈值为0.3U1。
2.根据权利要求1所述的变压器套管末屏接地失效检测装置，其特征在于，所述报警模块为声光报警器。
3.根据权利要求1所述的变压器套管末屏接地失效检测装置，其特征在于，所述报警模块为蜂鸣器。
4.根据权利要求1所述的变压器套管末屏接地失效检测装置，其特征在于，所述金属片为铜箔。
5.根据权利要求1所述的变压器套管末屏接地失效检测装置，其特征在于，所述报警模块与通信模块连接，所述通信模块与监控后台连接。
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