CN203455446U - 一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，属于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位领域。该装置解决了现有脉冲振荡电压法仅能发现干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷，而无法对匝间绝缘缺陷的位置进行定位的问题。所述装置中绝缘骨架为圆柱体，绝缘骨架的一端侧壁设有一圈凹槽，漆包探测线圈缠绕并嵌入在所述凹槽内，绝缘骨架的另一端的侧壁设有盲孔，绝缘手柄的一端嵌入所述盲孔内，且绝缘手柄与所述盲孔紧密配合；漆包探测线圈的一端同时与取样电阻的一端和测压装置的一个信号输入端连接，漆包探测线圈的另一端同时与取样电阻的另一端和测压装置的另一个信号输入端连接。本实用新型适用于对干式空心电抗器匝间绝缘故障定位。
Description
技术领域
本实用新型属于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位领域。
背景技术
为调节电网的无功功率，在超高压、大电网变电站的设计标准中要求串联或并联一定数量的电抗器，此外在电网中电抗器也常用于滤波、限流等场合。与传统的油浸式铁芯电抗器相比，干式空心电抗器具备电抗值线性、结构简单、重量轻、不易磁饱和等优点，因而其投运数量迅速增加。随着干式电抗器投运数量及投运时间的增加，故障也逐步增多。线圈受潮、材料缺陷、局部过热、投切频繁及局部电弧等故障最终会导致电抗器的匝间短路烧毁电抗器，甚至造成更大的事故。传统用于检验电抗器匝间是否存在缺陷的是雷电冲击电压法，但由于雷电冲击电压法存在着故障前后波形变化不明显，容易造成误判的缺点。近年脉冲振荡电压法被越来越多的国家用来检验干式空心电抗器的匝间绝缘状况，然而脉冲振荡电压法虽能通过波形比较，很好的确定电抗器是否存在着绝缘缺陷，但并不能对匝间绝缘故障进行精确的定位。而有些时候是需要了解匝间短路的具体位置的，比如，对于有些可修复性的绝缘损伤或者想要了解短路的具体原因和过程的情况。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有脉冲振荡电压法仅能发现干式空心电抗器是否存在匝间绝缘缺陷，而无法对匝间绝缘缺陷的位置进行定位的问题，本实用新型提出了一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置。
一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，它包括探测装置、取样电阻和测压装置；所述的探测装置包括漆包探测线圈、绝缘骨架、绝缘手柄，所述的绝缘骨架为圆柱体，所述的绝缘骨架的一端侧壁设有一圈凹槽，所述的漆包探测线圈缠绕并嵌入在所述凹槽内，所述的绝缘骨架的另一端的侧壁设有盲孔，所述的绝缘手柄的一端嵌入所述盲孔内，且所述的绝缘手柄与所述盲孔紧密配合；
所述的漆包探测线圈的一端同时与取样电阻的一端和测压装置的一个信号输入端连接，所述的漆包探测线圈的另一端同时与取样电阻的另一端和测压装置的另一个信号输入端连接。
原理分析：
根据楞次定律，当穿过某闭合导体的磁通发生变化时，将会在导体中产生感应电流，并且感应电流所产生的磁通是阻碍原磁通的变化趋势的；当干式空心电抗器的线圈中的一匝线圈发生短路时，整个干式空心电抗器的其它完好线圈在空间中产生的磁场会穿过短路匝，此时短路匝将会产生反向磁通，来阻碍短路匝中磁通的变化。短路匝产生的磁通会穿过与其相邻的线圈，那么与短路匝相交链的线圈也被短路（互感的作用），那么相当于此时的短路线圈已不是一匝，而是以短路匝为中心的几匝线圈。例如，当短路线圈位于干式空心电抗器线圈的一端和另一端之间时，该干式空心电抗器整个线圈的磁场分布的示意图如附图3所示，整个线圈变成了三个线圈的串联，变成S-N，N-S，S-N三断线圈。
并且由于干式空心电抗器其它完好线圈的磁通都与短路匝间形成交链，所以短路匝中的磁通应该是最大的，并且与其它线圈中磁通方向相反；从附图5中还可以看出，在短路匝与非短路匝的分界区域，由于存在着相反的两个方向的磁通，矢量相加后可知这两个区域的磁感应强度减弱。而在分界区域以外线圈的其它区域内，由于受短路匝的影响较小，与不存在短路匝时区别不大。
由法拉第电磁感应定律可知，当穿过一闭合导体的磁通发生变化时，在导体中会出现电流。导体中会出现的电流是导体中存在的某种电动势的反映，这种由电磁感应引起的电动势叫做感应电动势。闭合回路中的感应电动势ε与穿过此回路的磁通φm随时间的变化率成正比。这里规定感应电动势的方向与穿过该回路磁通φm的参考方向符合右手螺旋关系。
本实用新型根据变化的磁通在漆包探测线圈中感生出电势，由此来反映干式空心电抗器的线圈各点处的磁场的情况，并通过测压装置测量取样电阻两端的电压值，来反应感应电动势的变化。
干式空心电抗器在有、无匝间绝缘故障时其周围的电场分布是不一样的，首先使本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置中的探测装置中的漆包探测线圈沿存在绝缘故障的干式空心电抗器的线圈的一端向另一端移动，干式空心电抗器的线圈周围的磁场会在漆包探测线圈上产生感应电动势，通过测量漆包探测线圈电动势的大小确定干式空心电抗器匝间绝缘故障的具体位置。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置中的探测装置的结构示意图。
图2为本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的电气原理图。
图3为当测压装置为示波器时本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的电气原理图。
图4为当测压装置为电压表时本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的电气原理图。
图5为当短路线圈位于干式空心电抗器线圈的一端和另一端之间时，该干式空心电抗器整个线圈的磁场分布的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，它包括探测装置、取样电阻4和测压装置7；所述的探测装置包括漆包探测线圈1、绝缘骨架2、绝缘手柄3，所述的绝缘骨架2为圆柱体，所述的绝缘骨架2的一端侧壁设有一圈凹槽，所述的漆包探测线圈1缠绕并嵌入在所述凹槽内，所述的绝缘骨架2的另一端的侧壁设有盲孔，所述的绝缘手柄3的一端嵌入所述盲孔内，且所述的绝缘手柄3与所述盲孔紧密配合；
所述的漆包探测线圈1的一端同时与取样电阻4的一端和测压装置7的一个信号输入端连接，所述的漆包探测线圈1的另一端同时与取样电阻4的另一端和测压装置7的另一个信号输入端连接。
在使用过程中，手持绝缘手柄3使绝缘骨架2的径向切面与干式空心电抗器的线圈围成的切面平行，并保证干式空心电抗器产生的磁场覆盖探测线圈1，使探测装置的漆包探测线圈1沿干式空心电抗器的一端向另一端移动，并通过观察测压装置7中显示的漆包探测线圈1的电动势确定干式空心电抗器匝间绝缘故障的具体位置；
当漆包探测线圈1接近干式空心电抗器一端时，漆包探测线圈1的电动势由0迅速增大到-U3，随着漆包探测线圈1沿干式空心电抗器的线圈的一端向另一端移动，漆包探测线圈1的电动势由-U3减小到0，再由0增大到U4并保持稳定，最后由U4减小到0，且∣U3∣＞∣U4∣；确定出干式空心电抗器的线圈存在匝间绝缘缺陷的位置在干式空心电抗器一端；且漆包探测线圈1的电动势为-U3时所对应的干式空心电抗器的线圈的位置即为干式空心电抗器的线圈存在匝间绝缘缺陷的具体位置；
当获得漆包探测线圈1的电动势由0增大到U5后保持稳定后，漆包探测线圈1的电动势突然减小至0，随后反向增大到-U6，之后由-U6减小至0，由0增大到U5并保持稳定后，最后由U5减小至0，且∣U6∣＞∣U5∣，确定出干式空心电抗器的线圈存在匝间绝缘缺陷的位置在干式空心电抗器的一端与另一端之间；且漆包探测线圈1的电动势为-U6时所对应的干式空心电抗器的线圈的位置即为干式空心电抗器的线圈存在匝间绝缘缺陷的具体位置；
当获得漆包探测线圈1的电动势由0增大到U7并保持稳定，当漆包探测线圈1将要到达干式空心电抗器的另一端时，漆包探测线圈1的电动势由U7迅速减小到0，之后随着漆包探测线圈1的向干式空心电抗器的线圈的另一端移动漆包探测线圈1的电动势由0增大到-U8后又减小到0，且∣U8∣＞∣U7∣，确定出干式空心电抗器的线圈存在匝间绝缘缺陷的位置在干式空心电抗器的另一端；且漆包探测线圈1的电动势为-U8时所对应的干式空心电抗器的线圈的位置即为干式空心电抗器的线圈存在匝间绝缘缺陷的具体位置。
具体实施方式二：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的绝缘骨架2的另一端的侧壁设有的盲孔内侧壁带有螺纹，且所述的绝缘手柄3与所述盲孔的螺纹相接触的位置设置有螺纹。
具体实施方式三：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的绝缘骨架2的直径的取值范围为大于18mm且小于25mm。
具体实施方式四：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的凹槽的径向高度的取值范围为大于2mm且小于6mm，轴向宽度的范围大于0.5mm且小于1.2mm。
具体实施方式五：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的漆包探测线圈1由直径为0.19mm的漆包线缠绕制成，且漆包探测线圈1的匝数大于或等于5匝。
具体实施方式六：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的测压装置7为电压表5，所述的测压装置7的一个信号输入端为电压表5的一个电压检测信号输入端，测压装置7的另一个信号输入为电压表5的另一个电压检测信号输入端。
具体实施方式七：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的绝缘骨架2的直径20mm。
具体实施方式八：参见图1、2、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的凹槽的径向高度为5mm，轴向宽度为1mm。
具体实施方式九：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置的区别在于，所述的测压装置7为示波器6，所述的测压装置7的一个信号输入端为示波器6的一个电压信号输入端，测压装置7的另一个信号输入为示波器6的另一个电压信号输入端。
Claims (9)
1.一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，它包括探测装置、取样电阻（4）和测压装置（7）；所述的探测装置包括漆包探测线圈（1）、绝缘骨架（2）、绝缘手柄（3），所述的绝缘骨架（2）为圆柱体，所述的绝缘骨架（2）的一端侧壁设有一圈凹槽，所述的漆包探测线圈（1）缠绕并嵌入在所述凹槽内，所述的绝缘骨架（2）的另一端的侧壁设有盲孔，所述的绝缘手柄（3）的一端嵌入所述盲孔内，且所述的绝缘手柄（3）与所述盲孔紧密配合；
所述的漆包探测线圈（1）的一端同时与取样电阻（4）的一端和测压装置（7）的一个信号输入端连接，所述的漆包探测线圈（1）的另一端同时与取样电阻（4）的另一端和测压装置（7）的另一个信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的绝缘骨架（2）的另一端的侧壁设有的盲孔内侧壁带有螺纹，且所述的绝缘手柄（3）与所述盲孔的螺纹相接触的位置设置有螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的绝缘骨架（2）的直径的取值范围为大于18mm且小于25mm。
4.根据权利要求3所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特的征在于，所述的凹槽的径向高度的取值范围为大于2mm且小于6mm，轴向宽度的范围大于0.5mm且小于1.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的漆包探测线圈（1）由直径为0.19mm的漆包线缠绕制成，且漆包探测线圈（1）的匝数大于或等于5匝。
6.根据权利要求1所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的测压装置（7）为电压表（5），所述的测压装置（7）的一个信号输入端为电压表（5）的一个电压检测信号输入端，测压装置（7）的另一个信号输入为电压表（5）的另一个电压检测信号输入端。
7.根据权利要求3所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的绝缘骨架（2）的直径为20mm。
8.根据权利要求3所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的凹槽的径向高度为5mm，轴向宽度为1mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘故障定位的装置，其特征在于，所述的测压装置（7）为示波器（6），所述的测压装置（7）的一个信号输入端为示波器（6）的一个电压信号输入端，测压装置（7）的另一个信号输入为示波器（6）的另一个电压信号输入端。
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|---|---|---|---|---|
| CN105572547A (zh) * | 2014-10-17 | 2016-05-11 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 干式空心电抗器自发热老化试验方法及其试验电路 |
| CN114446630A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-06 | 江苏硕阳电子科技有限公司 | 一种电抗器漆包线缠绕及绝缘漆破损修复装置及工艺 |
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| CN114446630A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-06 | 江苏硕阳电子科技有限公司 | 一种电抗器漆包线缠绕及绝缘漆破损修复装置及工艺 |
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