CN203519681U

CN203519681U - 一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置

Info

Publication number: CN203519681U
Application number: CN201320685744.2U
Authority: CN
Inventors: 聂洪岩; 王永红; 魏新劳; 池明赫; 王新宇; 陈庆国
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-11-01

Abstract

一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，涉及一种脉冲振荡试验装置。解决了传统GB1094.6-2011标准中给出的干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验电路获得的试验电压值稳定性差的问题，与传统GB1094.6-2011标准中给出的用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验电路比较，本实用新型采用可控放电球隙，并将主电容和可控放电球隙的位置进行了调换，这种接线方式使可控放电球隙的下球直接接电源地，便于放电控制。通过对触发变压器的原边绕组的两个输入端施加点火脉冲实现放电控制，获得稳定的实验电压，本实用新型主要用于干式空心电抗器匝间绝缘的检测。

Description

一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲振荡试验装置。

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方法主要是雷电冲击电压法，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。近年越来越多的标准建议采用脉冲振荡电压法来检验干式空心电抗器的匝间绝缘状况。

GB1094.6-2011标准中给出的干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验电路的电路原理示意图，如附图1所示。标准中规定：干式空心电抗器的匝间过电压试验是通过向电容重复充放电，并通过球隙将电压施加到被试电抗器绕组上。试验持续时间1min，每次放电的初始峰值应为恒定值，响应频率是绕组电感和充电电容的函数，为一般在100kHz及以下，应包含不低于3000个要求幅值的过电压。与雷电冲击法相比，匝间过电压试验时间为1min，持续施加电压更能有效地发现匝间绝缘缺陷；同时，多周期指数衰减波形使振荡频率差异累积，更容易辨识电抗值的微小变化。但是1min时间内完成数千次充放电也造成产生这样的匝间过电压波形非常困难，标准推荐的采用普通球隙做放电开关时，球隙单次自然放电电压稳定，放电后空气电离离子会畸变电场，重复放电时击穿电压会快速下降，而且击穿电压幅值不稳定。由此，试验经常仅在1min最开始的一次放电得到了标准规定的试验电压值，以后的试验电压大幅度下降。

为得到满足标准要求的试验电压波形，需要改进标准中给出的试验电路，制作出一台能够满足标准要求的试验装置。

实用新型内容

本发明是为了解决传统GB1094.6-2011标准中给出的干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验电路获得的试验电压值稳定性差的问题，本发明提供了一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置。

一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，它包括调压器、实验变压器、触发变压器、整流硅堆、保护电阻、可控放电球隙、主电容、电容分压器和示波器，所述的电容分压器包括第一电容和第二电容，

所述的调压器的第一端和第二端接入电网，所述调压器的控制信号输入端与实验变压器原边绕组的一端连接，该实验变压器原边绕组的另一端与调压器的第二端连接，所述的实验变压器副边绕组的一端与整流硅堆阴极连接，所述的整流硅堆的阳极与保护电阻的一端连接，所述的保护电阻的另一端同时与可控放电球隙的上球和主电容的一端连接，可控放电球隙的下球为针皮结构，所述的触发变压器的原边绕组的两个输入端用于接收脉冲控制信号，所述的触发变压器副边绕组的第一输出端通过导线引入到可控放电球隙的针皮结构下球内，并与针皮结构下球的针连接，所述的主电容的另一端与第一电容的一端连接，所述的第一电容另一端同时与第二电容的一端和示波器的一端连接，所述的实验变压器副边绕组的另一端、触发变压器副边绕组的第二输出端、可控放电球隙的针皮结构下球的皮、第二电容的另一端、示波器的另一端同时与电源地连接。

本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，对于35kV干式空心电抗器匝间过电压试验电压幅值（峰值）按照200kV考虑，可以为35kV及以下电压等级的电抗器做试验，按照常用的干式空心电抗器标称电抗值小于1H和100kHz左右的振荡频率要求，充电用的主电容的容值可选择3nF，保护电阻的阻值可为40kΩ，足够小的充电时间常数（τ=1.2×10^-4s）保证在1个工频周期能够实现对充电用的主电容的迅速充电。充电回路中还含有电抗器试品，在50Hz工频充电电压下的1H电抗器的感抗为314Ω，充电过程其上的压降可以忽略。

与传统GB1094.6-2011标准中给出的用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验电路比较，本实用新型中充电用的主电容和可控放电球隙的位置进行了调换，这种接线方式使可控放电球隙的下球直接接地，便于放电控制。通过对触发变压器的原边绕组的两个输入端施加点火脉冲实现放电控制，获得稳定的实验电压，且本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置获得的实验电压的稳定性提高了30%以上。

附图说明

图1为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检验的脉冲振荡试验装置的电路连接示意图。

图2为具体实施方式二所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的电路连接示意图。

图3为GB1094.6-2011标准中给出的干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验电路的电路连接示意图；其中L′表示电抗器，C为充电电容，L″为阻尼电阻，C₁为分压电容，C₂为可变电容。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1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检验的脉冲振荡试验装置，它包括调压器T₁、实验变压器T₂、触发变压器T₃、整流硅堆D、保护电阻R1、可控放电球隙S、主电容Cc、电容分压器和示波器Z，所述的电容分压器包括第一电容C_H和第二电容C_Ｌ，

所述的调压器T₁的第一端和第二端接入电网，所述调压器T₁的控制信号输入端与实验变压器T₂原边绕组的一端连接，该实验变压器T₂原边绕组的另一端与调压器T₁的第二端连接，所述的实验变压器T₂副边绕组的一端与整流硅堆D阴极连接，所述的整流硅堆D的阳极与保护电阻R1的一端连接，所述的保护电阻R1的另一端同时与可控放电球隙S的上球和主电容Cc的一端连接，可控放电球隙S的下球为针皮结构，所述的触发变压器T₃的原边绕组的两个输入端用于接收脉冲控制信号，所述的触发变压器T₃副边绕组的第一输出端通过导线引入到可控放电球隙S的针皮结构下球内，并与针皮结构下球的针连接，所述的主电容Cc的另一端与第一电容C_H的一端连接，所述的第一电容C_H另一端同时与第二电容C_Ｌ的一端和示波器Z的一端连接，所述的实验变压器T₂副边绕组的另一端、触发变压器T₃副边绕组的第二输出端、可控放电球隙S的针皮结构下球的皮、第二电容C_Ｌ的另一端、示波器Z的另一端同时与电源地连接。

本实施方式中，利用本实用新型所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置进行试验时，待测电抗器的一端与主电容Cc的另一端连接，待测电抗器的另一端与电源地连接。针对可控放电球隙的200kV放电电压，放电球隙直径取25cm。测量使用电容分压器，第一电容的容值150pF，分压比为1000。通过数字示波器观察第二电容的电压幅值与波形。结合充电电容和分压器电容数值，考虑阻尼不会对波前时间产生较大影响，第一电阻的阻值取40Ω。

具体实施方式二：参见图2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检验的脉冲振荡试验装置的区别在于，它还包括电阻分压器，所述的电阻分压器包括第一电阻R_H和第二电阻R_L，所述的第一电阻R_H和第二电阻R_L串联后与可控放电球隙S并联。

具体实施方式三：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的区别在于，所述的示波器Z为数字示波器。

具体实施方式四：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的区别在于，所述的主电容Cc为容值是3nF的电容。

具体实施方式五：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式四所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的区别在于，所述的保护电阻R1为阻值是40kΩ的电阻。

具体实施方式六：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的区别在于，所述的可控放电球隙S的放电球隙的上球和下球的直径范围均为大于20cm且小于30cm。

具体实施方式七：参见图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式六所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的区别在于，所述的可控放电球隙S的上球和下球的直径均为25cm。

本实用新型所述一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置的结构不局限于上述各实施方式所记载的具体结构，还可以是上述各实施方式所记载的技术特征的合理组合。

Claims

1.一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，它包括调压器（T₁）、实验变压器（T₂）、触发变压器（T₃）、整流硅堆（D）、保护电阻（R1）、可控放电球隙（S）、主电容（Cc）、电容分压器和示波器（Z），所述的电容分压器包括第一电容（C_H）和第二电容（C_Ｌ），

所述的调压器（T₁）的第一端和第二端接入电网，所述调压器（T₁）的控制信号输入端与实验变压器（T₂）原边绕组的一端连接，该实验变压器（T₂）原边绕组的另一端与调压器（T₁）的第二端连接，所述的实验变压器（T₂）副边绕组的一端与整流硅堆（D）阴极连接，所述的整流硅堆（D）的阳极与保护电阻（R1）的一端连接，所述的保护电阻（R1）的另一端同时与可控放电球隙（S）的上球和主电容（Cc）的一端连接，可控放电球隙（S）的下球为针皮结构，所述的触发变压器（T₃）的原边绕组的两个输入端用于接收脉冲控制信号，所述的触发变压器（T₃）副边绕组的第一输出端通过导线引入到可控放电球隙（S）的针皮结构下球内，并与针皮结构下球的针连接，所述的主电容（Cc）的另一端与第一电容（C_H）的一端连接，所述的第一电容（C_H）另一端同时与第二电容（C_Ｌ）的一端和示波器（Z）的一端连接，所述的实验变压器（T₂）副边绕组的另一端、触发变压器（T₃）副边绕组的第二输出端、可控放电球隙（S）的针皮结构下球的皮、第二电容（C_Ｌ）的另一端、示波器（Z）的另一端同时与电源地连接。

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检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，它还包括电阻分压器，所述的电阻分压器包括第一电阻（R_H）和第二电阻（R_L），所述的第一电阻（R_H）和第二电阻（R_L）串联后与可控放电球隙（S）并联。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，所述的示波器（Z）为数字示波器。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，所述的主电容（Cc）为容值是3nF的电容。

5.根据权利要求4所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，所述的保护电阻（R1）为阻值是40kΩ的电阻。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，所述的可控放电球隙（S）的上球和下球的直径范围均为大于20cm且小于30cm。

7.根据权利要求6所述的一种用于干式空心电抗器匝间绝缘检验的脉冲振荡试验装置，其特征在于，所述的可控放电球隙（S）的上球和下球的直径均为25cm。