CN210742438U - 局放源定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高压电器领域，具体涉及一种局放源定位系统，包括局放检测设备，与电力变压器连接的包括设置在其内且依次串接在母线和接地GND之间的电容C1和电容C2的第一容性设备，所述局放源定位系统还包括依次串接在母线和接地GND之间的电容C3和电容C4；传感器T1耦合在连接电力变压器与母线的导体上，传感器T1、电容C2两端、电容C4两端分别与局放检测设备相连，所述局放检测设备三者分别依据电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3的极性，识别外部干扰或定位局放源的位置；本实用新型的局放源定位系统有利于高效定位局放故障发生位置，从而提高检修和维护操作的效率。

Description

局放源定位系统

技术领域

本实用新型属于高压电器领域，涉及一种局放源定位系统。

背景技术

变压器局部放电是电力变压器常见的一种故障类型。是指在高电压条件下，变压器间隙，导体，油膜的边缘出现的非贯穿的放电。由于变压器局部放电会产生积累效应，引发变压器组件的老化，是影响变压器稳定工作和正常状态的重要故障类型。

测量变压器局部放电的方法分为电测法和非电测法两大类，电测法灵敏度高，广泛应用。电测法的原理是，变压器每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质引起试样外部电极上的电压变化。每一次放电的时间很短，在气隙中每一次放电时间10ns量级，在油隙中一次放电时间只有1ms，如此短时间的脉冲会产生高频电磁信号向外辐射。电测法就是基于这些原理，进行检测。电测法包括脉冲电流法，无线电干扰电压法，介质损耗分析法等等。

脉冲电流法，应用广泛，测量局部放电引起的在试样两端所产生的电压(瞬时)变化或者脉冲电流变化。通过检测阻抗接入测量回路而检测。其原理是，当变压器内部发生一次内部局部放电时，会产生一个放电脉冲电流，该脉冲电流通过一个耦合电容及检测阻抗构成的接地回路时，会在检测阻抗两端产生一个电压，该电压与变压器局部放电放电量的大小成正比关系，该脉冲电压经过特定计算后可得知相应的变压器内部的局部放电量。

但是在运行条件下进行变压器局放电检测时，不可避免的会受到变电站内其他电力设备局放及外部干扰噪声(例如外部干扰电流)的影响，而且现有技术存在通过对与变压器连接的容性设备，如通过套管、电缆终端等进行变压器的局部放电检测，将套管或电缆终端等检测到的局部放电认定为变压器的局部放电，这种检测方式具有一定的实用性，但也存在一种情况即局部放电来自套管或电缆终端本身，并非来自变压器，存在无法准确判断电力变压器是否存在局部放电的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种局放源定位系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种局放源定位系统，包括局放检测设备，与电力变压器1连接的第一容性设备2，第一容性设备2包括设置在其内且依次串接在母线和接地GND之间的电容C1和电容C2，所述局放源定位系统还包括依次串接在母线和接地GND之间的电容C3和电容C4；

传感器T1耦合在连接电力变压器1与母线的导体上，传感器T1的输出端与局放检测设备相连输出电压信号U1，电容C2两端分别与局放检测设备相连输出电压信号U2，电容C4两端分别与局放检测设备相连输出电压信号U3；所述局放检测设备依据电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3的极性，识别外部干扰或定位局放源的位置。

优选的，局放源定位系统还包括信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3，传感器T1的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3分别与局放检测设备相连分别用于采集电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3；

所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放检测设备是彼此独立的设备；或者，所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SC3和局放源检测设备是一个整体的集成设备。

优选的，所述电容C3和电容C4也设置在第一容性设备2内。

优选的，所述电容C3和电容C4设置在第二容性设备3内。

优选的，所述第一容性设备2包括具有电容分压绝缘结构的绝缘芯体，所述绝缘芯体内嵌设有与绝缘层交替设置的多个电容屏，所述的电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，均由嵌设在绝缘芯体内的多个电容屏构成。

优选的，所述第一容性设备2为套管、避雷器、电流互感器、电压互感器或电缆终端。

优选的，所述第一容性设备2为套管，套管还包括一次导体20和包裹在一次导体20外部的绝缘芯体，一次导体20和电力变压器1连接，传感器T1耦合在一次导体20上；所述电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，绝缘芯体两端分别设有上法兰22和下法兰23，中部设有安装法兰15；所述电容C1由直径逐渐加大且长度逐渐变短的与绝缘层交替设置的多个同轴电容屏组成，所述电容C2为电容C1的抽头电容，或者电容C2是由设置在电容C1最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成；所述电容C3由沿轴向从上法兰12的一端到安装法兰15的接地端设置在对应的电容C1的电容屏外的一组相互绝缘又相互叠套的电容屏组成，所述电容C4为电容C3的抽头电容，或者电容C4是由设置在电容C3的最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

优选的，所述第一容性设备2和第二容性设备3分别为套管、避雷器、电流互感器、电压互感器、电缆终端或电缆中间头中的任意两种。

优选的，所述第一容性设备2为套管，第二容性设备3为避雷器。

优选的，所述套管还包括一次导体20和包裹在一次导体20外部的绝缘芯体，一次导体20和电力变压器1连接，传感器T1耦合在一次导体20上；所述电容C1和电容C2均嵌设在绝缘芯体内，电容C1为主绝缘电容，由直径逐渐加大且长度逐渐变短的与绝缘层交替设置的多个同轴电容屏组成；所述电容C2为电容C1的抽头电容，或者电容C2是由设置在电容C1最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

优选的，所述第二容性设备3为避雷器，所述避雷器包括由多块阀片堆叠而成的阀片芯体和套设在阀片芯体外的绝缘芯体，所述电容C3和电容C4由避雷器的阀片构成，所述电容C3由多块阀片依次堆叠而成，电容C4由堆叠在电容C3的多块阀片下方的至少一片阀片组成。

优选的，所述第二容性设备3为避雷器，所述避雷器包括由多块阀片堆叠而成的阀片芯体和套设在阀片芯体外的绝缘芯体，电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，电容C3是由绝缘芯体的一端至另一端设置的一串相互绝缘又相互叠套的电容屏组成；所述电容C4为电容C3的抽头电容，或者电容C4是由设置在电容C3的最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

本实用新型的局放源定位系统，可在电力变压器运行条件下检测局放源，能区分排除外部干扰电流与局放源，并实现局放源的定位，保证电力变压器可靠稳定的运行，有利于高效定位局放故障发生位置，从而提高检修和维护操作的效率。

此外，本实用新型的局放源定位系统采用现有的与电力变压器连接的容性设备进行检测，例如套管、避雷器、电流互感器、电压互感器、电缆终端或电缆中间头，无需增加额外的设备，结构简单，安装使用方便。

附图说明

图1是本实用新型局放源定位系统的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型局放源定位系统的第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型局放源定位系统的电路原理图；

图4是本实用新型套管的结构示意图；

图5是本实用新型避雷器的结构示意图；

图6是本实用新型避雷器的另一实施例结构示意图；

图7是本实用新型局放检测设备的第一实施例的模块结构示意图；

图8是本实用新型局放检测设备的第二实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-3给出的实施例，进一步说明本实用新型的局放源定位系统的具体实施方式。本实用新型的局放源定位系统不限于以下实施例的描述。

本实用新型局放源定位系统，能够用于电力电压器的局放检测，电力变压器1等效为串接在母线和接地GND之间的等效电容C0，包括局放检测设备，与电力变压器1连接的第一容性设备2，第一容性设备2包括设置在其内且依次串接在母线和接地GND之间的电容C1和电容C2，所述局放源定位系统还包括依次串接在母线和接地GND之间的电容C3和电容C4；传感器T1耦合在连接电力变压器1与母线的导体上，传感器T1的输出端与局放检测设备相连输出电压信号U1，电容C2两端分别与局放检测设备相连输出电压信号U2，电容C4两端分别与局放检测设备相连输出电压信号U3；所述局放检测设备依据电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3的极性，识别外部干扰或定位局放源的位置。正常情况下，所述电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3均为工频电压信号，当出现外部干扰电流I1或者局放时，电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3会产生不同于工频电压信号的脉冲电压信号，而局放检测设备仅需采集电容C2两端的电压信号U2或电容C4两端的电压信号U3或电压信号U1，即可实现局放源的检测，这属于现有技术，在此不再赘述。但现有技术的局放检测设备无法确定检测到的局放源是来自电力变压器还是来自第一容性设备。

本实用新型的局放源定位系统，能够在运行条件下检测电力变压器和容性设备的局放，且可在电力变压器运行条件下检测局放源，通过采集电力变压器的电压信号U1以及与电力变压连接的两个容性设备的电压信号U2和电压信号U3，通过极性判断能区分排除外部干扰电流I1与局放源，并实现局放源的定位是来自变压器，还是来自容性设备，保证电力变压器可靠稳定的运行，有利于高效定位局放故障发生位置，从而提高检修和维护操作的效率。

局放源定位系统还包括信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3，传感器T1的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3分别与局放检测设备相连分别用于采集电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3。需要指出的，所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放检测设备是彼此独立的设备。或者，所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放源检测设备是一个整体的集成设备，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3位于局放源检测设备内，通过导线与容性设备连接，有利于减少本实用新型的局放源定位系统的组成部分的数量，简化接线结构，提高装配效率。所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3用于采集电容两端的工频电压信号，其实现属于本领域的现有技术，在此不再赘述。

优选的，所述电容C3和电容C4也设置在第一容性设备2内，即电容C1、C2、C3和C4位于同一容性设备内。进一步的，所述第一容性设备2可以是套管、避雷器、电流互感器(CT)、电压互感器(PT)、电缆终端等，具有电容分压绝缘结构的绝缘芯体的设备。所述绝缘芯体内嵌设有与绝缘层交替设置的多个电容屏，所述的电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，均由嵌设在绝缘芯体内的多个电容屏构成。

优选的，所述电容C3和电容C4设置在第二容性设备3内，即电容C1和电容C2位于一个独立的容性设备内，电容C3和电容C4位于另一个独立的容性设备内。例如，所述第一容性设备2和第二容性设备3分别为套管、避雷器、电流互感器、电压互感器、电缆终端或电缆中间头中的任意两种。

需要指出的是，所述电容C3和电容C4，可以既不设置在第一容性设备2内，也不设置在第二容性设备3内，而是独立于第一容性设备2、第二容性设备3和电力变压器1的电容。当然这需要设置额外的电容设备，增加了安装和维护的难度。

优选的，若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1的极性，与信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断电力变压器1内部出现局放源；若信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源；若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相同，则判断出现外部干扰电流I1。

优选的，所述电容C3和电容C4也设置在第一容性设备2内；若信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源。

优选的，所述电容C3和电容C4设置在第二容性设备3内，第二容性设备3与电力变压器1连接；若信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性相反，则判断第二容性设备3内出现局放源。

所述信号耦合装置SCU1、SCU2和SCU3用于采集电压信号，属于现有技术，在此不再赘述。

如图2、4所示，为本实用新型局放源定位系统的第一实施例。

电力变压器1在电气性能上看，可以等效看成是一个电容，即串接在母线和接地GND之间的等效电容C0，电力变压器1上设有第一容性设备2，第一容性设备2为套管，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均设置在第一容性设备2内，即设置在套管内，套管还包括一次导体20；所述电容C1、电容C2依次串接在母线和接地GND之间，定容C3、电容C4依次串接在母线和接地GND之间，一次导体20和电力变压器1连接，即一次导体20和等效电容C0依次串接在母线和接地GND之间；所述局放源定位系统包括传感器T1、信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放检测设备，传感器T1为罗氏线圈LS，罗氏线圈LS耦合在一次导体20上，罗氏线圈LS的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2的两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4的两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3分别与局放检测设备相连。

本实用新型的局放源定位系统进行检测时，若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1的极性，与信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断电力变压器1内出现局放源；若信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源；若信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源；若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相同，则判断出现外部干扰电流I1。

优选的，如图4所示，为第一容性设备2为套管的一个实施例。

所述套管包括一次导体20和包裹在一次导体20外部的绝缘芯体，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内；所述套管还包括进线端子26、出线端子21、上法兰22、下法兰23、安装法兰25，上法兰22和下法兰23分别设置在绝缘芯体的两端，安装法兰25设置在绝缘芯体中部，绝缘芯体位于安装法兰25的上侧还套设有紧密压接的绝缘外护套，进线端子26与一次导体20连接设置在上法兰22一端，出线端子21与导线1连接设置在下法兰13一端。优选的，所述绝缘外护套为硅橡胶伞裙14，上法兰12为蒋军座，下法兰13为均压球。

所述电容C1是由直径逐渐加大且长度逐渐变短的与绝缘层交替设置的多个同轴电容屏组成，电容C1起到分压绝缘的核心作用。

优选的，所述电容C2是电容C1的抽头电容，即电容C1末端的倒数第二个屏(或倒数几个屏)接出的电容抽头，电容C2由电容C1末端的若干电容屏组成，电容C2的电容屏数目≥1。或者，所述电容C2是独立于电容C1的电容，电容C2是由绕制在电容C1最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

所述电容C3是屏蔽电容，是在制作电容C1的同时，由沿轴向从上法兰22的一端到安装法兰25的接地端绕制或敷设的一串相互绝缘又相互叠套的电容屏组成，电容C3的电容屏绕制或敷设在对应的电容C1的电容屏外部，沿轴向从高压端的接线端子不断偏移且相互叠套。具体的，如图4所示方向，所述电容C3的电容屏从绝缘芯体上端向下端与绝缘层交替绕制或敷设在主绝缘电容C1外部，相邻电容屏之间彼此绝缘且相互叠套，而且电容C3的多个电容屏从上而下沿一次导体20的轴向依次向下偏移，即相邻的两个电容屏中，位于上方的电容屏的下端位于下方的电容屏内，位于上方的电容屏的下端与位于下方的电容屏的上端叠套在一起。

优选的，所述电容C4是电容C3的抽头电容，由电容C3末端的若干电容屏组成，电容C4的电容屏数目≥1。或者，所述电容C4是独立于电容C3的电容，电容C4是由绕制在电容C3的最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

需要指出的是，所述电容C1和电容C3最内侧的电容屏分别与一次导体1电连且等电位，电容C2和电容C4最外侧的电容屏接地。

所述第一容性设备2还可以是电流互感器(CT)、电压互感器(PT)、电缆终端、电缆中间头、避雷器等，具有电容分压绝缘结构的绝缘芯体的设备，可以在绝缘芯体内设置电容C1、电容C2、电容C3、电容C4。

如图1、4、5所示，为本实用新型局放源定位系统的第二实施例。

电力变压器1在电气性能上看，可以等效看成是一个电容，即为串接在母线和接地GND之间的等效电容C0，电力变压器1上设有第一容性设备2，所述第一容性设备2为套管，电容C1和电容C2设置在套管内且电容C1和电容C2依次串接在母线和接地GND之间，电容C3和电容C4设置在第二容性设备3内，第二容性设备3为避雷器，电容C3和电容C4依次串接在母线和接地GND之间；所述套管包括一次导体20和包裹在一次导体20外部的绝缘芯体，一次导体20和等效电容CO依次串接在母线和接地GND之间；所述局放源定位系统包括传感器T1、信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放检测设备，传感器T1为罗氏线圈LS，罗氏线圈LS耦合在一次导体20上，罗氏线圈LS的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2的两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4的两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3分别与局放检测设备相连。

本实用新型的局放源定位系统进行检测时，若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1的极性，与信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断电力变压器1内出现局放源；若信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源；若信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性相反，则判断第二容性设备3内出现局放源；若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相同，则判断出现外部干扰电流I1。

优选的，如图4所示，所述电容C1和电容C2均嵌设在套管的绝缘芯体内，电容C1为主绝缘电容，由直径逐渐加大且长度逐渐变短的与绝缘层交替设置的多个同轴电容屏组成，电容C1最内侧的电容屏与一次导体20电连且等电位，电容C2最外侧的电容屏接地。

优选的，所述电容C2为电容C1的抽头电容，或者电容C2是独立于电容C1的电容。套管内可以不设置电容C3和电容C4，也可以根据需要设置电容C3作为屏蔽电容，或根据其他需要设置电容C3和电容C4。

优选的，如图5所示，所述避雷器包括多块阀片堆叠而成的阀片芯体和套设在阀片芯体外的绝缘芯体，电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，电容C3是由绝缘芯体的一端至另一端绕制或敷设的一串相互绝缘又相互叠套的电容屏组成。

优选的，所述电容C4是电容C3的抽头电容，由电容C3的末端的若干电容屏组成，电容C4的电容屏数目≥1。或者，所述电容C4是独立于电容C3的电容，由设置在电容C3的最外侧的电容屏外的一组电容片组成。

具体的，如图5所示，所述避雷器的绝缘芯体两端设有避雷器进线端子30和避雷器底座31，避雷器进线端子30为高压端，避雷器底座11a接地为接地端，绝缘芯体套设有硅橡胶伞裙护套34，电容C3是由绝缘芯体的靠近高压端的避雷器进线端子30的一端至另一端的接地端绕制或敷设的一串相互绝缘又相互叠套的额电容屏组成，电容C3的电容屏沿避雷器的轴向从避雷器进线端子30向避雷器底座31不断的偏移且相互叠套，电容C3为分压阀片电容，电容C3的最内侧的电容屏与避雷器进线端子30电连且等电位，起到提高避雷器性能的作用，电容C4的最外侧的电容屏接地。

优选的，如图5所示，所述避雷器还包括均压罩32和压紧弹簧36，均压罩32设置在避雷器进线端子30和绝缘芯体之间，绝缘芯体外紧密套设有硅橡胶伞裙护套34，均压罩32一端与避雷器进线端子30相连，另一端与硅橡胶伞裙护套34相连，压紧弹簧36设置在均压罩32和阀片之间，将阀片压紧在避雷器底座31上。

显然，所述第一容性设备2也可以为避雷器，避雷器内设有电容C1和电容C2，第二容性设备3为套管，套管内设置电容C3和电容C4，同样可以实现本实用新型的技术方案，均属于本实用新型的保护范围。

如图1、4、6所示，为本实用新型局放源定位系统的第三实施例。

本实施例与实施例二的不同点主要在于第二容性设备3的结构，所述第二容性设备3仍为避雷器，电容C3和电容C4设置在避雷器内。

如图6所示，所述避雷器包括多块阀片堆叠而成的阀片芯体和套设在阀片芯体外的绝缘芯体，所述电容C3和电容C4由避雷器的阀片构成，所述电容C3由多块阀片依次堆叠而成，电容C3为阀片电容；电容C4由堆叠在电容C3的多块阀片下方的至少一片阀片组成，电容C3和电容C4串联。在图6中，所述电容C4由设置在电容C3和避雷器底座31之间的一片阀片组成，电容C4的阀片通过信号线输出监测信号，所述多块阀片取到防止高瞬态过电压危害的作用，同时起到采样监测的作用。

当然避雷器根据需要可以同时设置阀片构成的电容和绝缘芯体内的电容。例如本实用新型局放源定位系统的第一容性设备2为避雷器，避雷器内设置电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，所述电容C1、电容C2由阀片够成(如实施例三中的电容C3和C4)，所述电容C3和电容C4由避雷器的绝缘芯体内的电容屏构成(如实施例二中的电容C3和C4)。需要指出的是，本实用新型的所述套管和避雷器的绝缘芯体，优选以浸有环氧树脂的玻璃丝作为绝缘层，半导电带或金属带作为电容屏，采用绝缘层和电容屏交替绕制而成。

以下为本实用新型的局放源定位系统的第三实施例。

所述电力变压器1在电气性能上看，可以等效看成是一个电容，即串接在母线和接地GND之间的等效电容C0，电力变压器1上设有第一容性设备2，第一容性设备2为套管、避雷器、电流互感器、电压互感器或电缆终端中的任意一种，电容C3和电容C4是独立于电力变压器1和第一容性设备2的外接电容，二者依次串接在母线和接地GND之间，第一容性设备2包括依次串接在母线和接地GND之间的电容C1和电容C2；所述局放源定位系统包括传感器T1、信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放检测设备，传感器T1为罗氏线圈LS，罗氏线圈LS耦合在连接母线和等效电容CO的导体上，且罗氏线圈LS的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2的两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4的两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3分别与局放检测设备相连。

本实用新型的局放源定位系统进行检测时，若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1的极性，与信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断电力变压器1内出现局放源；若信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源；若信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相同，则判断出现外部干扰电流I1。

如图7所示，为本实用新型的局放检测设备的第一实施例。

所述局放源检测设备包括分别与信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3相连的信号调理单元，与信号调理单元相连的局放信号识别单元，与局放信号识别单元相连的信号采样及处理单元，以及分别与信号采样及处理单元相连的显示系统和通讯单元。

其中，所述信号调理单元可对信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3，进行放大、滤波等处理；所述局放信号识别单元通过硬件电路实现局放源的定位以及不同设备的局放源的检测；所述信号采样及处理单元用于将局放信号识别单元的处理结果通过显示系统进行显示，且通过通讯单元发送至上位机和/或用户端(例如智能手机、平板电脑等)，便于用户实时监测变压器的运行状态，以及在发生局放源时，及时处置，保证电力变压器可靠稳定的运行。

如图8所示，为本实用新型的局放检测设备的第二实施例。

本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例的局放源检测设备不设置局放信号识别单元。

其中，本实施例的信号调理单元的功能与上述实施例相同；本实施例的信号采样及处理单元通过算法实现局放源的定位以及不同设备的局放源的检测，并将处理结果通过显示系统进行显示，且通过通讯单元发送至上位机和/或用户端(例如智能手机、平板电脑等)，便于用户实时监测变压器的运行状态，以及在发生局放源时，及时处置，保证电力变压器可靠稳定的运行。信号采样及处理单元包括处理器，处理器可以采用单片机，或者其他能够满足应用需求的处理器。

需要指出的是，如图7和8所示，所述信号调理单元的端口1-N(其中，N为大于等于3的整数)用于与信号耦合装置相连，本实用新型的信号耦合装置SU1/SU2/SU3分别与三个端口相连，当然，本实用新型的局放源定位系统并不仅限于对电力变压器、套管和避雷器三台设备进行局放源定位，还可用于更多设备的局放源定位。

如图3所示，为本实用新型局放源定位系统的电路原理图。

所述电力变压器1作为等效电容C0串接在母线和接地GND之间，电容C1、电容C2串接在母线和接地GND之间，电容C3和电容C4串接在母线和接地GND之间，传感器T1耦合在连接母线与等效电容CO的导体上，传感器T1的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2的两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4的两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3分别与局放定位设备(图3中未示出)相连。本实用新型局放源定位系统存在以下四种情形：

情形一，当出现外部干扰电流I1出现时，外部干扰电流I1从母线分别流入各支路，从而使得信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1、信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2、信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相同。

情形二，变压器内部发生局部放电时，即等效电容C0内出现局放源时，会产生一个从等效电容C0流向母线的脉冲电流I0，如I0的电流方向是由接地流向母线，假设该电流方向为负，传感器T1感应该脉冲电流I0，并通过信号耦合装置SCU1转换为电压信号U1，电压信号U1的极性与脉冲电流I0的极性相同，为负；该脉冲电流I1使信号耦合装置SCU2输出一个电压信号U2，使信号耦合装置SCU3输出一个电压信号U3，电压信号U2和电压信号U3的极性与电压信号U1的极性相反，为正。

情形三，同理，当电容C1内部出现局放源时，信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1和信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性相反。

情形四，同理，当电容C3内部出现局放源时，信号耦合装置SCU3输出的电压信号U3的极性，与信号耦合装置SCU1输出的电压信号U1和信号耦合装置SCU2输出的电压信号U2的极性相反。

换句话说，本实用新型的局放源定位系统处于情形一时，说明电力变压器1、套管和/或避雷器内部并不存在局放源，而是出现了外部干扰电流I1；本实用新型的局放源定位系统处于情形二时，则说明电力变压器1内存在局放源；所述电容C1、C2、C3、C4均设置在套管内且局放源定位系统处于情形三或情形四实，说明套管内存在局放源；所述电容C1和电容C2设置在套管内，电容C3和电容C4设置在避雷器内，局放源定位系统处于情形三时，说明套管内存在局放源，局放源定位系统处于情形四时，说明避雷器内存在局放源。

所述的局放定位设备包括处理器，所述处理器接收采集的电力变压器的电压信号U1，与电力变压器连接的容性设备采集的电压信号U2和电压信号U3，所述的电压信号U2和电压信号U3来自相同的第一容性设备2，或者，所述的电压信号U2和电压信号U3分别来自第一容性设备2和第二容性设备3。

所述局放定位设备通过采集的电压信号U2可以判定是否存在局放源，进一步通过电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3的极性判断能区分局放源是来自电力变压器，还是来自第一容性设备2，或者是来自第二容性设备3，或者是来自外部干扰(外部干扰电流I1)，实现局放源的定位。

所述局放定位设备的处理器执行以下方法：

接收采集的电力变压器的电压信号U1，且接收与电力变压器连接的容性设备采集的电压信号U2和电压信号U3；

当检测到局放源时，若电压信号U1的极性，与电压信号U2和电压信号U3的极性相反，则判断电力变压器1内部出现局放源；若电压信号U2的极性，与电压信号U1和电压信号U3的极性相反，则判断输出电压信号U2的容性设备即第一容性设备2内出现局放源；若电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3的极性相同，则判断出现外部干扰(外部干扰电流I1)，电力变压器和容性设备均不存在局放源。

若电压信号U3的极性，与电压信号U1和电压信号U2的极性相反，则判断输出电压信号U3的容性设备内出现局放源。当电压信号U2和电压信号U3均来自同一第一容性设备2时，电压信号U3的极性，与电压信号U1和电压信号U2的极性相反，则判断第一容性设备2内出现局放源；当电压信号U2和电压信号U3分别来自第一容性设备2和第二容性设备3时，若电压信号U3的极性，与电压信号U1和电压信号U2的极性相反，则判断第二容性设备3内出现局放源。

所述局放定位设备的处理器可以采用ARM芯片(或者其他能够满足应用需求的处理器)，局放定位设备还包括存储单元、通讯单元、电源单元。局放定位设备还可以集成信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3，信号耦合装置SCU1的输入端用于与电力变压器的信号采集单元(罗氏线圈)连接，信号耦合装置SCU2的输入端用于与电力变压器连接的第一容性设备连接，信号耦合装置SCU3的输入端用于与电力变压器连接的第一容性设备连接或者信号耦合装置SCU3的输入端用于与电力变压器连接的第二容性设备连接。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种局放源定位系统，其特征在于，包括局放检测设备，与电力变压器(1)连接的第一容性设备(2)，第一容性设备(2)包括设置在其内且依次串接在母线和接地GND之间的电容C1和电容C2，所述局放源定位系统还包括依次串接在母线和接地GND之间的电容C3和电容C4；

传感器T1耦合在连接电力变压器(1)与母线的导体上，传感器T1的输出端与局放检测设备相连输出电压信号U1，电容C2两端分别与局放检测设备相连输出电压信号U2，电容C4两端分别与局放检测设备相连输出电压信号U3；所述局放检测设备依据电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3的极性，识别外部干扰或定位局放源的位置。

2.根据权利要求1所述的局放源定位系统，其特征在于：局放源定位系统还包括信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3，传感器T1的输出端与信号耦合装置SCU1相连，电容C2两端分别与信号耦合装置SCU2相连，电容C4两端分别与信号耦合装置SCU3相连，信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2和信号耦合装置SCU3分别与局放检测设备相连分别用于采集电压信号U1、电压信号U2和电压信号U3；

所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SCU3和局放检测设备是彼此独立的设备；或者，所述信号耦合装置SCU1、信号耦合装置SCU2、信号耦合装置SC3和局放源检测设备是一个整体的集成设备。

3.根据权利要求1或2所述的局放源定位系统，其特征在于：所述电容C3和电容C4也设置在第一容性设备(2)内。

4.根据权利要求1或2所述的局放源定位系统，其特征在于：所述电容C3和电容C4设置在第二容性设备(3)内。

5.根据权利要求3所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第一容性设备(2)包括具有电容分压绝缘结构的绝缘芯体，所述绝缘芯体内嵌设有与绝缘层交替设置的多个电容屏，所述的电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，均由嵌设在绝缘芯体内的多个电容屏构成。

6.根据权利要求5所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第一容性设备(2)为套管、避雷器、电流互感器、电压互感器或电缆终端。

7.根据权利要求3所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第一容性设备(2)为套管，套管还包括一次导体(20)和包裹在一次导体(20)外部的绝缘芯体，一次导体(20)和电力变压器1连接，传感器T1耦合在一次导体(20)上；所述电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，绝缘芯体两端分别设有上法兰(22)和下法兰(23)，中部设有安装法兰(15)；所述电容C1由直径逐渐加大且长度逐渐变短的与绝缘层交替设置的多个同轴电容屏组成，所述电容C2为电容C1的抽头电容，或者电容C2是由设置在电容C1最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成；所述电容C3由沿轴向从上法兰(22)的一端到安装法兰(15)的接地端设置在对应的电容C1的电容屏外的一组相互绝缘又相互叠套的电容屏组成，所述电容C4为电容C3的抽头电容，或者电容C4是由设置在电容C3的最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

8.根据权利要求4所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第一容性设备(2)和第二容性设备(3)分别为套管、避雷器、电流互感器、电压互感器、电缆终端或电缆中间头中的任意两种。

9.根据权利要求4所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第一容性设备(2)为套管，第二容性设备(3)为避雷器。

10.根据权利要求9所述的局放源定位系统，其特征在于：所述套管还包括一次导体(20)和包裹在一次导体(20)外部的绝缘芯体，一次导体(20)和电力变压器(1)连接，传感器T1耦合在一次导体(20)上；所述电容C1和电容C2均嵌设在绝缘芯体内，电容C1为主绝缘电容，由直径逐渐加大且长度逐渐变短的与绝缘层交替设置的多个同轴电容屏组成；所述电容C2为电容C1的抽头电容，或者电容C2是由设置在电容C1最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

11.根据权利要求4所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第二容性设备(3)为避雷器，所述避雷器包括由多块阀片堆叠而成的阀片芯体和套设在阀片芯体外的绝缘芯体，所述电容C3和电容C4由避雷器的阀片构成，所述电容C3由多块阀片依次堆叠而成，电容C4由堆叠在电容C3的多块阀片下方的至少一片阀片组成。

12.根据权利要求4所述的局放源定位系统，其特征在于：所述第二容性设备(3)为避雷器，所述避雷器包括由多块阀片堆叠而成的阀片芯体和套设在阀片芯体外的绝缘芯体，电容C3和电容C4均嵌设在绝缘芯体内，电容C3是由绝缘芯体的一端至另一端设置的一串相互绝缘又相互叠套的电容屏组成；所述电容C4为电容C3的抽头电容，或者电容C4是由设置在电容C3的最外侧的电容屏外的一组电容屏并联组成。

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