CN202854313U - 遥控式局部放电光电生成器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适于局部放电检测设备进入高压试验之前的模拟试验或实验室测试用的遥控式局部放电光电生成器。包括在一箱体内壳底端支撑座上设置线圈的电磁铁DC即电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3；箱体内顶端设弹簧座与带电容器C的电磁板连接在一起，电极头是电极板DJ1、电极球DJ2、电极针DJ3的对称电极头；在箱体外壳外侧设有带电极头的支撑板，支撑板插穿箱体外壳嵌入箱体内侧，其上的电极座与箱体内侧的交流电零线连接；连接电容器C的电磁板的输入端通过无极调压电路与交流电火线开关K1连接，输出端伴随着带线圈的电磁铁DC的间歇式吸合动作，分别与支撑板上对称电极头上部电极端接触连接。

Description

遥控式局部放电光电生成器

技术领域

本实用新型涉及电力系统交流电局部放电测试技术领域，尤其是适于局部放电检测设备进入高压试验之前的模拟试验或实验室测试用的遥控式局部放电光电生成器。   

背景技术

局部放电（partial discharge）是指电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电。每一次局部放电对绝缘介质都会有影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降；这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。高压电气设备因长期运行，负荷冲击等，会使绝缘层出现气泡间隙、高温杂质等，在强电场作用下易发生局部放电。放电的带电质子会撞击金属表面，形成电荷转移，产生出发光现象，同时还会引发热、声、臭氧等，使绝缘材料进一步腐蚀，形成恶性循环，最终使绝缘材料严重损伤乃至击穿，给电力系统造成严重安全隐患。因此，局部放电检测是诊断电力设备绝缘状况的有效方法之一。局部放电装置检测的主要对象是光电与频谱信号，利用光电探测器和高频探测头将光辐射信号转换为电信号，通过对电信号的分析处理来反映局部放电的强弱，从而检测判断故障的严重性。 

但局部放电装置在研制和试用过程中，因现场早期放电现象难于发现，而在严重情况下又被现场及时处理，所以很难找到可供监测、试验的故障源。没有故障源，便产生了怎样做试验，怎样判定局部放电监测仪器是否达到设计要求以及如何在电网中投用等问题。针对这些问题，现有手段是到现场或高压柜生产厂做局部放电的模拟实验。现场试验方法的特点是符合运行工况，接近实测效果，可以选择探测器置放的最佳位置等；缺点是动作大，排场大，危险性也大，而且一次升压往往在几分钟内完成，故若出现探测器安置不对或者器件损坏，在紧急状态下很难分析判断故障原因以及采取正确的排解方法，由此造成试验失败。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述存在的问题，提供遥控式局部放电光电生成器，使之既能供给局部放电探测仪器作信号采集处理，又能同时检验局部放电探测仪器是否工作正常，并判断验证能否投入高压现场使用；携带方便、现场与实验室均能使用的装置。 

本新型的目的实现是通过以下技术方案完成的：一种遥控式局部放电光电生成器包括一箱体、电极头, 箱体内壳底端设置有支撑座11，支撑座11上设置有带有线圈的电磁铁DC，所述电磁铁DC包括电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3；箱体内顶端设有弹簧座4，弹簧座4与带电容器C的电磁板2连接在一起，所述电极头包括电极板DJ1、电极球DJ2、电极针DJ3对称电极头；在箱体外壳一外侧设置有带电极头的支撑板8，支撑板8插穿箱体外壳嵌入箱体内侧，支撑板8上的电极座9与箱体内侧的交流电零线连接；所述连接电容器C的电磁板2的输入端通过无极调压电路与交流电火线开关K1连接，输出端伴随着带有线圈的电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3的间歇式吸合动作，分别与支撑板8上对称电极头上部电极端接触连接。 

所述支撑板8包括带有对称电极板DJ1的第一支撑板、带有对称电极球DJ2的第二支撑板、带有对称电极针DJ3的第三支撑板；支撑板8是开有若干空心孔的绝缘板，其上有电极座9与对称电极头下部电极端连接。 

所述带有线圈的电磁铁DC即电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3上的线圈分别与继电器的结点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1连接，受遥控器输出的控制信号控制。 

所述无极调压电路由可控硅SCR、电位器W2、电阻R3与电容C4构成RC振荡电路，振荡频率经双向二极管D5送给可控硅控制极，形成导通角，控制可控硅阴极输出电压。 

主要技术指标： 

电压：交流220V±5﹪；

温度：- 20℃～60℃；

湿度：≤80﹪；

振荡（放电）频率：3Hz；

仪器尺寸：150×120×100 mm；

重量：1kg。

与现有技术比较，本新型具有突出的优点与显著的有益效果： 

1、本新型解决了局部放电检探测仪器在现场高电压提升试验中容易损坏设备和分析判断故障原因以及采取必要措施难度大，试验动作大，危险性大等存在的问题。

2、本新型不仅在实验室能作监测调试用，在工作现场和生产厂家亦可先做检测仪器的模拟试验，待正常后，再投入实质性高压试验，由此减少数万伏高电压对电气设备的盲目性施加，降低设备损伤率。 

3、本新型结构上的设计，具有便于光电释放传播和维修更换等特点，使之产生出强弱有别、光辐脉冲不一样的电火花，便于局部放电探测仪器的测试比较。 

4、自激振荡和遥控电路的利用，使工作人员可以远离放电处操作，减轻了试验时对人体器官和精神感觉的刺激与伤害。 

5、本新型中采用的电极板、电极球、电极针三种结构形式，不仅操作控制中会释放出光电强弱不一的信号，而且产生的光波脉冲也不尽相同，这对设有光谱分析和高频测试功能的局部放电探测仪器，提供更宽更多的测量信息。 

附图说明

图1是现有技术中高压柜局部放电模拟试验示意图。 

图2是本新型遥控式局部放电光电生成器结构示意图。 

图3是本新型遥控式局部放电光电生成器电路原理示意图。 

图4、图4-A分别是本新型所述遥控发射、接收器局部示意图。 

图5是本新型使用实施例示意图。 

图中数字与字母表示：1：高压试验柜；DC：电磁铁；2：电磁板；C：电容器；4：弹簧座；DJ1：电极板；DJ2：电极球；DJ3：电极针；8：支撑板；9：电极座；10：局部放电光电生成器；11：支撑座；12：电火花；13：光电探测仪；14：电缆；15：遥控器或操作器；16：按键开关；17：安全围栏；18：升降控制台；20：试验放电电极。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本新型作进一步详细说明。本新型描述的具体实施例仅用以解释本新型，并不用于限定本新型。 

首先参见图1，现有技术手段是到现场或高压柜生产厂做局部放电的模拟实验。如图1所示，此试验方式是：在35kV或110 kV高压柜1中的刀闸触头等裸露体上，缠系安放好两个金属件，形成试验放电电极20；选择探测器13采集光电信号的最佳位置，经过试验电缆14，将升降压控制台18调节升高的数万伏电压送给试验放电电极20，使之放电，发出电火花。因为是作高压试验，故周围必须加装围栏17和设置专人监护等，非常紧张严肃。 

从图2可知，本新型所述遥控式局部放电光电生成器，包括一箱体、电极头, 箱体内壳底端设置有支撑座11，支撑座11上设置有带有线圈的电磁铁DC，带有线圈的电磁铁DC包括电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3；箱体内顶端设有弹簧座4，弹簧座4与带电容器C的电磁板2连接在一起，在箱体外壳一外侧设置有带电极头的支撑板8；支撑板8插穿箱体外壳嵌入箱体内侧，支撑板8上的电极座9与箱体内侧的交流电零线连接；所述带电容器C的电磁板2的输入端通过无极调压电路与交流电火线开关K1连接，输出端伴随着带有线圈的电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3的间歇式吸合动作，分别与支撑板8上对称电极头上端电极接触连接。所述支撑板8包括带有对称电极板DJ1的第一支撑板、带有对称电极球DJ2的第二支撑板、带有对称电极针DJ3的第三支撑板。支撑板8是开有若干空心孔的绝缘板，便于光波穿透，有利于设置在下方的光电探测器采样；其支撑板8上有电极座9与对称电极头下部电极端连接。其结构工作原理是，电磁铁DC接收遥控器来的操作启动信号，产生吸合力，电磁板2克服弹簧4的拉力，迅速下压，接通经电容C传递来的220V交流电火线，并传递给电极头。电极头包括电极板DJ1、电极球DJ2、电极针DJ3的对称电极头，电极头上端电极下压，将会对称碰击接有零线的电极头下端，而产生电火花12，电火花内饱含紫外光和高频信号，这些信号经光电转换器或光电探测仪接收进行比较、放大等处理。所述的电容器C在本新型电路中指电容C5、电容C6、电容C7。本实施例选取了0.1μf、0.33μf、0.47μf，均400V耐压的电容，串接在电极板、电极球、电极针的前面，即起到安全防护作用，又为碰击摩擦做好放电准备。 

图3、图4所知，带有线圈的电磁铁DC上的线圈即电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3分别与继电器的结点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1连接，受遥控器输出的控制信号控制。为了加强安全保障和提高测试效果，避免人工接触碰击，设计该遥控方式。由于是在10米范围内工作，所以，一般的发射、接收器都能满足距离要求。为此，选择了LM-C型发射器和RM1104B接收器作为遥控装置。接收器RM1104B设计在所述的局部放电光电生成器10中。 

该遥控装置的特点是：发射器有四个操作键，接收器通过译码、分频处理后，对应输出四个控制信号，启动J1-4四个继电器，每个继电器有公共端、常开、常闭结点三个脚，四个继电器综合形成12个接线端子。根据电极板DJ1、电极球DJ2、电极针DJ3三组电极头的结构，着重选用了J2、J3、J4三组继电器配套工作。例如：当遥控器按下3键，接收器收到信号，转换处理后启动继电器J3，常开结点J3-1闭合，接通振荡继电器J1常开结点J1-1送来的频闪信号，使5V正电源时断时续，进而控制电磁铁DC2的同频启、断。再结合图3可见，电磁铁DC上的线圈因直流电的断、续通导，将间歇式的吸合电磁板2，电磁板2在弹簧4的势能配合下，形成振荡，将可控硅经电容C6送来的交流电传导给电极球DJ2。DJ2上下球在同频率中碰击，喷发出电火花，达到设计目的。其它电极板DJ1、电极针DJ3工作原理相同，故不赘述。 

本新型的电路工作原理过程如下： 

交直电源：220V交流电另一路经变压器B降压到7.5V、又经二极管D1-4构成的整流桥将交流整定为直流，再经电容C1滤波、三端稳压器WY将电压稳定为直流5V，又分别提供给振荡器和遥控器作工作电源使用。

无极调压：220V交流电由开关K1控制，当K1按下时，交流电接入，经2A保险后，分两路供电。一路送可控硅SCR阳极，电位器W2电阻R3与电容C4构成RC振荡电路，振荡频率经双向二极管D5送给可控硅控制极，形成导通角，控制可控硅阴极输出电压，此电压又经电容C5、C6、C7传送给电极头器件，做好放电准备。无极调压不仅解决电压调节问题，还减少体积、重量，形成便携式。 

振荡电路：具体采用的是图3中的自激多谐振荡电路，该电路适合低频振荡，我们选择振荡频率为3Hz，3Hz振荡实现了较好的间歇放电和拉弧光，即一秒钟约有三至4次碰击，这是因为再慢，只有瞬间火星，难于连续；再快，则电路相当于粘连，反而没有弧光，所以做了较为适中的设计。若需其它频率可经双联电位器W1调节改变。振荡频率产生后，发光二极管同频闪烁，继电器J1也随之启停交错，其结点J1-1串接在电磁铁的线圈电路中，控制电极头器件的碰击，使之产生出闪动的电火花。根据试验可知，在220V交流电中，采用碰击方式最能产生电火花，这样的方式虽然人工手持金属件可以完成，但几乎是在火线、零线上拨动，故极不安全，并且有噼啪爆炸声和刺眼的电火光，对人体器官和精神感觉都有刺激和伤害；加之手动操作时有人体遮挡，会对仪器采样形成阻碍，所以不宜采取。为此，本新型设计的振荡和遥控电路，使之自动碰击，工作人员可以远离放电处操作。 

图5是本新型在现场配合局部放电监测仪做试验的实施例。参见图5可见与图1有相近之处，但是我们可以注意到，同样在高压柜1中做试验，图1中原缠绕在刀闸触头上的试验放电电极20已经置换成了本新型所述局部放电光电生成器10，局部放电探测器13的位置没变。电缆14、安全围栏17、升降控制台18等设置已经取消。安置好本光电生成器10和局部放电探测仪13后，再测试温度、湿度等，都满足工作条件下，方可开展局部放电检测试验。 

接通220V交流电源，按下开关K1，指示灯亮，进入工作状态。随后，我们可以在几米或更合适的地方对遥控器或操作器15进行操作，按下操作键16的②、③、④中任意键，对应指示灯点亮，内部经转换控制，所需的电极板或电极球或电极针将分别振荡接触，产生出不同强度和光谱频段的电火花；因各支路是并联关系，故甚至可以几个键同时按下，将产生更加强烈的放电火花，均供局部放电探测仪13作为信号采集和量值判别处理。 

局部放电探测仪13接到光电和频率信号后，将做出测试显示反应，表明工作正常，即可转入高压工况试验。在已作预检的基础上，随后的试验将会快速、准确、可靠，完成对局部放电探测仪的实用考核验证。模拟试验确认局部放电探测仪工作正常后，方可让其投入现场做在线监测使用。 

Claims (5)

1.一种遥控式局部放电光电生成器，包括一箱体、电极头, 其特征在于，箱体内壳底端设置有支撑座（11），支撑座（11）上设置有带有线圈的电磁铁DC，所述电磁铁DC包括电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3；箱体内顶端设有弹簧座（4），弹簧座（4）与带电容器C的电磁板(2)连接在一起，所述电极头包括电极板DJ1、电极球DJ2、电极针DJ3的对称电极头；在箱体外壳一外侧设置有带电极头的支撑板（8），支撑板（8）插穿箱体外壳嵌入箱体内侧，支撑板（8）上的电极座（9）与箱体内侧的交流电零线连接；所述连接电容器C的电磁板（2）的输入端通过无极调压电路与交流电火线开关K1连接，输出端伴随着带有线圈的电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3的间歇式吸合动作，分别与支撑板（8）上对称电极头上部电极端接触连接。

2.根据权利要求1所述的遥控式局部放电光电生成器，其特征在于，所述支撑板（8）包括带有对称电极板DJ1的第一支撑板、带有对称电极球DJ2的第二支撑板、带有对称电极针DJ3的第三支撑板。

3.根据权利要求2所述的遥控式局部放电光电生成器，其特征在于，所述支撑板（8）是开有若干空心孔的绝缘板，其上有电极座（9）与对称电极头下部电极端连接。

4.根据权利要求1所述的遥控式局部放电光电生成器，其特征在于，所述带有线圈的电磁铁DC即电磁铁DC1、电磁铁DC2、电磁铁DC3上的线圈分别与继电器的结点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1连接，受遥控器输出的控制信号控制。

5.根据权利要求1所述的遥控式局部放电光电生成器，其特征在于，所述无极调压电路由可控硅SCR、电位器W2、电阻R3与电容C4构成RC振荡电路，振荡频率经双向二极管D5送给可控硅控制极，形成导通角，控制可控硅阴极输出电压。

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