CN204044215U - 一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器 - Google Patents
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Abstract
一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器，它涉及电流互感器技术领域，高频脉冲电流互感器磁芯安装在屏蔽机壳内，高频脉冲电流互感器磁芯上设置有由采用漆包线不同线圈数绕制而成的局放检测用二次线圈、局放检测校正用二次线圈、局放定位用二次线圈、局放判别用相位信号二次线圈，匹配电阻元件分别安装在局放检测用二次线圈、局放检测校正用二次线圈、定位用二次线圈、局放判别用相位信号二次线圈上，高频脉冲电流互感器上设置有端口机构，所述的端口机构包含可根据需要而设置的二个端口或四个端口，所述的二个端口由局放检测端口与校正端口组成；它的灵敏度高，频率响应范围宽，重量轻、性能优良、三防性能高，且具有多端口。
Description
技术领域：
本实用新型涉及电流互感器技术领域，具体涉及一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器。
背景技术：
1、局部放电的形成：
当外加电压在高压电气设备中产生的场强，足以使绝缘部分区域出现放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的放电现象，称为局部放电(PD或局放)；局放的形成与电力电缆的老化程度和电介质所承受的电场强度有关，在电场的持续作用下，电缆绝缘材料超过所能承受的电场强度有限值，最终发展为电树枝，随之局部放电产生，致使绝缘能力降低或损坏。随着电缆绝缘材料的绝缘能力降低，局放在电场的作用下逐渐升级，最终转化为击穿故障。
2、高频脉冲电流互感器的作用：
高频脉冲电流互感器（HFCT）是一种常用于高压电缆线路的现场局部放电检测或定位的传感设备。由于电力电缆线路中的局部放电信号十分微弱，常常被淹没在环境噪声或干扰信号中，因此采用传感器将局部放电信号提取出来就成为局部放电监测中最为关键的环节之一。
如图1、图2所示高频脉冲电流互感器主要安装在电缆中间接头或终端的金属铠装接地线上。高频脉冲电流互感器能在两个不直接连接的电位点耦合出存在于运行中电力设备的各种高频脉冲脉冲电流信号。因此安装作业时无需停电，并且可以利用运行电压完成测试。
高频脉冲电流互感器采用脉冲电流法去检测局部放电信号，高频脉冲电流互感器可以安装在交叉互联箱、直接接地箱、电缆终端或中间接头的接地线上，所有的检测设备与电缆线路无任何直接接触，不影响电力设备正常运行。
3、获取相位信号的重要性：
如图4所示，由于局部放电产生于正弦波的交流电压，因此在局放的发生时刻在时域上存在与正弦波相对应的相位特征或工频特性。换言之，在识别局放与噪音时，可以根据所检测到得信号是否具有工频特性去判断局放的真实性。所以检测局放时，除了需要一只检测局放信号的高频脉冲电流互感器（HFCT），同时也要检测所加电压源的频率作为参考相位，为此也需要一只相位信号CT。
4、装置的校正：
将HFCT安装好之后，为了检查其安装的有效性，需要对安装后的HFCT进行信号检验。具体方法，在电缆线芯与接地线之间注入人工模拟局放信号进行检验，更重要的是，此项操作均需要电缆线路停电状态下进行。如果HFCT需要长期安装在电缆上，那么就会在运行中的电缆上进行局放巡检，而进行局放巡检之前必须对HFCT的有效性进行再一次检验，例如10kV电缆线路运行中是不允许打开安装CT所在的开关柜。这样会大大降低了局放巡检的精确性以及有效性。所以，有必要寻找一种更为安全的高频脉冲电流互感器的校正方式。
5、传统单端口HFCT的局限性：
a：现场测试前的校正操作，一般的做法是在电缆线芯与接地线之间注入人工模拟局放信号进行检验，此方法不仅危险而且不方便，尤其不适用于长期在线监测设备。故多端口HFCT的校正功能优越性就更明显了。
b：现场测试中难免要从被测对象获取工频相位，在使用传统局放传感器的同时，还需要增设一个相位CT，其测试的便捷性就会降低不少。
c：假如一个HFCT就能完完全全的包含测试、校正、获取相位以及定位等要求，就能更加显得HFCT的优越性以及便捷性。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器，它的灵敏度高，频率响应范围宽；重量轻、性能优良、三防性能高，且具有多端口。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：它由屏蔽机壳、端口机构、高频脉冲电流互感器磁芯、局放检测用二次线圈、匹配电阻元件、局放检测校正用二次线圈、局放定位用二次线圈、局放判别用相位信号二次线圈组成，高频脉冲电流互感器磁芯安装在屏蔽机壳内，高频脉冲电流互感器磁芯上设置有由采用漆包线不同线圈数绕制而成的局放检测用二次线圈、局放检测校正用二次线圈、局放定位用二次线圈、局放判别用相位信号二次线圈，匹配电阻元件分别安装在局放检测用二次线圈、局放检测校正用二次线圈、定位用二次线圈、局放判别用相位信号二次线圈上，高频脉冲电流互感器上设置有端口机构，所述的端口机构包含可根据需要而设置的二个端口或四个端口，所述的二个端口由局放检测端口与校正端口组成，所述的四个端口由局放检测端口、校正端口、相位端口、定位端口组成，局放检测端口、校正端口、相位端口、定位端口分别与局放检测用二次线圈、校正用二次线圈、定位用二次线圈、相位信号用二次线圈相连接。
所述的高频脉冲电流互感器磁芯的规格为100mm*80mm*27mm的镍锌磁芯。
所述的漆包线的线径为0.5mm至2mm。
所述的匹配电阻元件的规格为0.5kΩ至10kΩ。
所述的高频脉冲电流互感器（HFCT）在使用时，一般直接安装在流过局部放电脉冲电流的电缆金属护套接地电缆或互联换位电缆上，其各输出端口则与各种相应的检测仪器或电路相连接。
所述的端口机构具有以下的功能：
一、满足现场局放测试或定位以及相关试验的局放检测端口；
二、满足用于局放测试或定位过程中高频脉冲电流互感器自检或校正的校正端口；
三、满足用于局放测试或定位过程中使用高频脉冲电流互感器来获取被测对象的相位特征信号的相位端口。要求所获取的工频相位信号频率与实际被测线路的频率相同。
四、满足用于高压电力电缆的局放定位测试的定位端口。要求所检测到得信号频率不必太高，具体为0-10MHz。
本实用新型具有如下优点：灵敏度高，频率响应范围宽；重量轻、性能优良、三防性能高，且具有多端口。
附图说明：
图1为本实用新型的两个端口高频脉冲电流互感器；
图2为本实用新型的四个端口高频脉冲电流互感器；
图3为本实用新型结构示意图；
图4为背景技术中相位信号CT的安装示意图。
图5为本实用新型中的外屏蔽实施方式示意图；
图6为本实用新型中磁芯的具体实施方式示意图；
图7为本实用新型的正视图；
图8为本实用新型的立体图。
具体实施方式：
如图3、图5、图6所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它由屏蔽机壳1、端口机构2、高频脉冲电流互感器磁芯3、局放检测用二次线圈4、匹配电阻元件6、局放检测校正用二次线圈7、局放定位用二次线圈8、局放判别用相位信号二次线圈9组成，高频脉冲电流互感器磁芯3安装在屏蔽机壳1内，高频脉冲电流互感器磁芯3上设置有由采用漆包线5不同线圈数绕制而成的局放检测用二次线圈4、局放检测校正用二次线圈7、局放定位用二次线圈8、局放判别用相位信号二次线圈9，匹配电阻元件6分别安装在局放检测用二次线圈4、局放检测校正用二次线圈7、定位用二次线圈8、局放判别用相位信号二次线圈9上，高频脉冲电流互感器上设置有端口机构2，所述的端口机构2包含可根据需要而设置的二个端口或四个端口，所述的二个端口由局放检测端口与校正端口组成，所述的四个端口由局放检测端口、校正端口、相位端口、定位端口组成，局放检测端口、校正端口、相位端口、定位端口分别与局放检测用二次线圈、校正用二次线圈、定位用二次线圈、相位信号用二次线圈相连接。
所述的高频脉冲电流互感器磁芯3的规格为100mm*80mm*27mm的镍锌磁芯。
所述的漆包线5的线径为0.5mm至2mm。
所述的匹配电阻元件6的规格为0.5kΩ至10kΩ。
所述的高频脉冲电流互感器（HFCT）在使用时，一般直接安装在流过局部放电脉冲电流的电缆金属护套接地电缆或互联换位电缆上，其各输出端口则与各种相应的检测仪器或电路相连接。
本具体实施方式将局放检测端口采集的信号通过信号线传输至局放检测仪（PDM），局放检测仪进行数据处理，最终在电脑（PC）显示并对疑似信号进行报警。其中要求局放检测端口采用线径为1mm至2mm的漆包线，线圈匝数1圈，电阻元件参数100Ω至5kΩ。
本具体实施方式将模拟局放信号发生器整合于局放测试系统内，并且在校正端口线圈注入模拟局放信号进行系统校正；最终用工控机进行远程遥控校正。其中要求校正端口线圈采用线径为1mm至2mm的漆包线，线圈匝数2至5圈，匝间距离0.5cm至1.5cm，电阻元件参数100Ω至5kΩ。
本具体实施方式将定位端口采集的较低频信号（1-10MHz）进行前置信号放大、滤波以及模数转换（AD转换），最终采用串口通信在电脑（PC）显示定位结果。其中要求定位端口采用线径为0.3至1mm的漆包线，采用紧密绕排的方法，线圈匝数20至200圈，限流电阻元件参数1kΩ至10kΩ。
本具体实施方式将相位端口采集的信号进行前置信号放大、以及模数转换（AD转换），最终在电脑（PC）显示定位结果。其中要求相位端口采用线径为0.3至1mm的漆包线，采用紧密绕排的方法，线圈匝数200至1000圈，限流电阻元件参数1kΩ至10kΩ。
本具体实施方式中多个圈数对检测信号的影响：
为研究多线圈CT于同一磁芯时对检测局放信号的影响。对比单端口CT与多端口CT的输出幅值可知，加入多个线圈后，CT输出幅值降低35%，但是高频脉冲信号的频率分布不变。针对信号幅值的减小，调节增益输出或者加入信号放大器即可。
如图5所示，本实用新型所采用的外层屏蔽方式为不完全封闭式屏蔽，其外层屏蔽层要求实用屏蔽性能较佳的材料，如铝箔等材料。其开口距离约为3cm至10cm。
本具体实施方式的四个端口高频脉冲电流互感器的设计外壳如图 7、图8所示。
本具体实施方式具有如下优点：
一、灵敏度高(2～5pC)；
二、频率响应范围宽（0-80MHz）；
三、重量轻、性能优良、三防性能高；
四、具有多端口：局放测试端口输出检测信号；校正端口输入自检或校正用的模拟信号；相位端口输出相位信号；定位端口输出用于定位的低频信号。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器，其特征在于它由屏蔽机壳(1)、端口机构(2)、高频脉冲电流互感器磁芯(3)、局放检测用二次线圈(4)、匹配电阻元件(6)、局放检测校正用二次线圈(7)、局放定位用二次线圈(8)、局放判别用相位信号二次线圈(9)组成，高频脉冲电流互感器磁芯(3)安装在屏蔽机壳(1)内，高频脉冲电流互感器磁芯(3)上设置有由采用漆包线(5) 不同线圈数绕制而成的局放检测用二次线圈(4)、局放检测校正用二次线圈(7)、局放定位用二次线圈(8)、局放判别用相位信号二次线圈(9)，匹配电阻元件(6)分别安装在局放检测用二次线圈(4)、局放检测校正用二次线圈(7)、定位用二次线圈(8)、局放判别用相位信号二次线圈(9)上，高频脉冲电流互感器上设置有端口机构(2)，所述的端口机构(2)包含可根据需要而设置的二个端口或四个端口，所述的二个端口由局放检测端口与校正端口组成，所述的四个端口由局放检测端口、校正端口、相位端口、定位端口组成，局放检测端口、校正端口、相位端口、定位端口分别与局放检测用二次线圈、校正用二次线圈、定位用二次线圈、相位信号用二次线圈相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的高频脉冲电流互感器磁芯(3)的规格为100mm*80mm*27mm的镍锌磁芯。
3.根据权利要求1所述的一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的漆包线(5)的线径为0.5mm至2mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于局放检测及定位的多口高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的匹配电阻元件(6)的规格为0.5kΩ至10kΩ。
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