CN202661585U - 一种绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统 - Google Patents

Abstract

一种绝缘铜管母线（6）的绝缘状态测试系统，包括交流电压源（1），还包括电容分压器（2）、测量阻抗（3）、局放测试仪（4）、电流传感器（7）、红外成像仪（8）、特高频传感器（9）、超声传感器（10）、示波器（11）。单一的绝缘状态测试方法很难对绝缘铜管母线的绝缘状态进行准确的测试，本实用新型通过局放测试仪、电流传感器、超声传感器、特高频传感器和红外成像仪，采用多种方法对绝缘铜管母线的绝缘状态进行测量，检测绝缘铜管母线绝缘的不同缺陷情况，利用各方法的优点对绝缘铜管母线的绝缘状态进行全面分析、准确测试。

Description

一种绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统。 

技术背景

为适应变电站主变容量的加大以及变压器低压侧出线额定电流的增加，电力部门采用一种载流量大的新型导电产品----交联屏蔽绝缘铜管母线，来替代原有的矩形母线，并获得了一定效果。 

绝缘铜管母线，实质就是利用铜管作导体、外敷绝缘的一种母线产品。一旦铜管包裹不全，如绝缘内部出现微小气隙，或者由于外界环境的侵蚀造成绝缘破裂及损坏，将会造成电场集中而放电。因此，很有必要对绝缘铜管母线的绝缘状态进行测试。 

绝缘铜管母线绝缘发生劣化时所产生的的物理现象多为局部放电或者局部高温点，因此可通过测试其局部放电及温度分布来获取其绝缘状况。 

目前，测量局部放电的常用方法有脉冲电流法、超声检测法和特高频检测法。脉冲电流法目前应用最为广泛，为市场上大部分电类局放测试仪所采用。超声检测法在放电源定位方面有独到优点，但由于声波在传播途径中衰减、畸变严重，一般不独立使用，而将其与脉冲电流法结合起来使用。特高频检测法抗干扰能力强，可基本无损的再现放电脉冲，在多种电力设备中都获得了相关应用。 

此外，设备表面的温度分布也能反映其绝缘状况，在测量局部放电的同时，用红外成像仪获取设备表面的温度分布，能更好的获知其绝缘状况。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测试结果准确的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，该系统可以获取绝缘铜管母线的脉冲电流信号、超声波信号、特高频信号及表面温度信号，从而对其绝缘状态进行综合分析。 

本实用新型的技术方案如下：一种绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，包括交流电压源，其特征在于：还包括电容分压器、测量阻抗、局放测试仪、电流传感器、红外成像仪、特高频传感器、超声传感器、示波器； 

待测绝缘铜管母线一端与所述交流电压源输出端连接以获取电压，交流电压源的输出端同时还通过依次连接的电容分压器、测量阻抗接地，局放测试仪输入端连接电容分压器的低压臂，待测绝缘铜管母线的绝缘通过一根以上的接地导线分段接地，所述电流传感器一一对应的连接在所述接地导线上，所述红外成像仪设置在所述待测绝缘铜管母线外围以便从不同角度拍摄获得待测绝缘铜管母线表面的温度分布，所述特高频传感器设置在所述待测绝缘铜管母线端部附近，所述超声传感器紧贴所述待测绝缘铜管母线的表面设置并可沿其表面移动，所述的特高频传感器、超声传感器和各电流传感器的信号输出端分别通过导线连接示波器。

所述交流电压源为工频无晕试验变压器，以便尽量减少电晕干扰。 

所述待测绝缘铜管母线两端的铜管上均可拆式安装有均压环，以便实现电场的均匀分布，避免产生电晕干扰。 

所述电流传感器为套装在所述接地导线上的罗格夫斯基线圈，使系统搭建起来更加简单。 

所述的电容分压器由一个耦合电容构成，结构简单。 

所述的连接示波器与各传感器信号输出端的导线采用波阻抗为50Ω的屏蔽同轴电缆，与输出信号进行匹配，避免信号的折反射。 

本实用新型具有如下有益效果：单一的绝缘状态测试方法很难对绝缘铜管母线的绝缘状态进行准确的测试，本实用新型通过局放测试仪、电流传感器、超声传感器、特高频传感器和红外成像仪，采用多种方法对绝缘铜管母线的绝缘状态进行测量，检测绝缘铜管母线绝缘的不同缺陷情况，利用各方法的优点对绝缘铜管母线的绝缘状态进行全面分析、准确测试；示波器不仅可用于显示，还可储存每次的测试结果，以便研究绝缘铜管母线在不同缺陷情况下的检测结果并得出规律，为评估铜管绝缘母线的绝缘状况提供有效参考。 

附图说明

附图1为本实用新型较佳实施方式的总体结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细描述： 

如附图所示，本实用新型具体实施方式的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统包括交流电压源1、电容分压器2、测量阻抗3、局放测试仪4、均压环5、两个电流传感器7、红外成像仪8、特高频传感器9、超声传感器10、示波器11。本实施例中，交流电压源1采用工频无晕试验变压器，电容分压器2采用结构简单的耦合电容。

如附图所示，待测绝缘铜管母线6一端与工频无晕试验变压器1输出端连接以获取电压，另一端悬空。工频无晕试验变压器1的输出端同时还通过依次连接的耦合电容2、测量阻抗3接地。工频无晕试验变压器1的额定电压为200kV，额定功率为20kVA，200kV下局部放电量小于5pC，耦合电容2采用高压无晕电容器，额定电压为200kV，电容量为1000pF。 

局放测试仪4输入端连接耦合电容2的低压臂，该局放测试仪4的检测频带为100kHz~30MHz，检测灵敏度为1pC，可生成基于相位分析的放电谱图PRPD谱图。 

待测绝缘铜管母线6两端高压铜管裸露部分可拆卸地装设有均压环5，使电场均匀，避免测试过程中端部电晕的产生。 

待测绝缘铜管母线6的绝缘通过两根接地导线分段接地，两个电流传感器7一一对应的连接在所述接地导线上。电流传感器7为罗格夫斯基线圈，带宽为100kHz~30MHz，套装在所述接地导线进行局部放电接地电流的测量。 

红外成像仪8设置在待测绝缘铜管母线6外围，可通过手持方式使其绕待测绝缘铜管母线6转动，以便从不同角度拍摄获得待测绝缘铜管母线6表面的温度分布。红外成像仪8测温范围-25°C~350°C，可有效检测待测绝缘铜管母线6测试过程中的温度分布。 

特高频传感器9设置在待测绝缘铜管母线6端部附近距离待测绝缘铜管母线6约10cm处，用于测量绝缘内部发生放电时的特高频电磁波信号。特高频传感器9采用双螺旋阿基米德天线，带宽为300MHz~1.5GHz。 

超声传感器10紧贴待测绝缘铜管母线6的表面设置，并手动使其沿待测绝缘铜管母线6表面移动，以便确定缺陷的位置。超声传感器10用于测量绝缘内部发生放电时的超声波信号，超声传感器10采用美国物理声学公司的R15a型传感器，其带宽为55~200kHz，中心频率为75kHz。 

特高频传感器9、超声传感器10和两个电流传感器7的信号输出端分别通过50Ω的屏蔽同轴电缆连接数字示波器11。示波器11采用泰克4054，其采样率最大2.5GHz，带宽500MHz，共有四个通道，可同时进行四路信号的采集和分析。 

上述实施例的运作流程如下：工频试验变压器1施加电压在待测绝缘铜管母线6上，当待测绝缘铜管母线6发生局部放电时，耦合电容2上耦合出电流脉冲，局放测试仪4测量此放电脉冲并显示出PRPD谱图并记录相应放电特征。同时，待测绝缘铜管母线6两接地线上也会感应出电流脉冲，电流传感器7将此电流脉冲转换成电压，输送给数字示波器11，在示波器上可以直观的获得放电脉冲波形，并将此放电波形保存，可进行后期处理以获得更多的放电数据。超声传感器10需紧贴待测绝缘铜管母线6的表面，将局部放电产生的超声波信号转换成电压信号并送入数字示波器11。特高频传感器9将局部放电产生的特高频电磁波转换成电压信号，然后输给数字示波器11。数字示波器11一次可获得4个通道的放电数据，既可以直观的观察不同的放电波形，做出初步的判断，也可以保存放电波形，再进行后期处理，获得更多更量化的放电信息。红外成像仪8可以直观的获得物体表面的温度分布，通过从不同的角度拍摄，就可获得母线整个表面的温度分布，温度出现异常的地方很可能就是存在绝缘缺陷的地方。 

本实用新型的实施方式不限于此，在本实用新型上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本实用新型内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均在本实用新型权利保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种绝缘铜管母线（6）的绝缘状态测试系统，包括交流电压源（1），其特征在于：还包括电容分压器（2）、测量阻抗（3）、局放测试仪（4）、电流传感器（7）、红外成像仪（8）、特高频传感器（9）、超声传感器（10）、示波器（11）；

待测绝缘铜管母线（6）一端与所述交流电压源（1）输出端连接以获取电压，交流电压源（1）的输出端同时还通过依次连接的电容分压器（2）、测量阻抗（3）接地，局放测试仪（4）输入端连接电容分压器（2）的低压臂，待测绝缘铜管母线（6）的绝缘通过一根以上的接地导线分段接地，所述电流传感器（7）一一对应的连接在所述接地导线上，所述红外成像仪（8）设置在所述待测绝缘铜管母线（6）外围以便从不同角度拍摄获得待测绝缘铜管母线（6）表面的温度分布，所述特高频传感器（9）设置在所述待测绝缘铜管母线（6）端部附近，所述超声传感器（10）紧贴所述待测绝缘铜管母线（6）的表面设置并可沿其表面移动，所述的特高频传感器（9）、超声传感器（10）和各电流传感器（7）的信号输出端分别通过导线连接示波器（11）。

2.根据权利要求1所述的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，其特征在于,所述交流电压源（1）为工频无晕试验变压器。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，其特征在于,所述待测绝缘铜管母线（6）两端的铜管上均可拆式安装有均压环（5）。

4.根据权利要求3所述的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，其特征在于,所述电流传感器（7）为套装在所述接地导线上的罗格夫斯基线圈。

5.根据权利要求4所述的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，其特征在于,所述的电容分压器（2）由一个耦合电容构成。

6.根据权利要求5所述的绝缘铜管母线的绝缘状态测试系统，其特征在于,所述的连接示波器（11）与各传感器信号输出端的导线为50Ω的屏蔽同轴电缆。

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