CN213875870U - 一种介质响应分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种介质响应分析系统，包括介电响应测量设备，介电响应测量设备的测量数据输出端与数据分析器连接；介电响应测量设备的电压输出端分别与待测电力设备和标准电容的输入端连接，介电响应测量设备的电流接收端与待测电力设备的输出端连接，介电响应测量设备的参考电流接收端与所述标准电容的输出端连接；介电响应测量设备的电压输出端与所述待测电力设备之间的电路上依次串联有分压开关、分压器和示波器。本实用新型能够在一个比较宽的频率范围内对待测电力设备的介电响应进行测量，评估绝缘内的水含量并分析绝缘的状态，从而判断待测电力设备的老化状态。

Description

一种介质响应分析系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种介质响应分析系统。

背景技术

对于待测电力设备，比如电力变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、旋转电机和电缆，在整个使用寿命期其绝缘系统要承受各种压力，包括高温、振动、电场以及曝露在潮湿、氧化、酸腐蚀和其他化学污染物的环境中。结果是其机械和电气性能会逐渐退变并最终影响设备的可靠性。性能退化过程主要是一个化学及物理过程，其退化速度受热和氧化与潮湿环境的影响非常大。水份对纸质等固体绝缘材料的影响特别大，也是老化程度的一个好指标。

待测电力设备的绝缘系统可以用一个介电模型来表示，这个介电模型由串联和并联的电阻和电容组成，代表了绝缘材料中的极化和导电损耗。对于任何一个特定的绝缘系统，其介电响应都是一个独特的特性。绝缘材料中水份含量的增加导致介电性能发生变化，介电响应也因此而改变。但是目前的高压设备绝缘老化检测手段都只能在一个较窄的频率范围内进行，对高压设备绝缘进行的介电响应测量分析，其测量准确性不高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种介质响应分析系统，其能够在一个比较宽的频率范围内对待测电力设备绝缘材料的介电响应进行测量，评估绝缘内的水份含量并分析绝缘的状态，从而判断待测电力设备的老化状态。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种介质响应分析系统，包括介电响应测量设备，介电响应测量设备的测量数据输出端与数据分析器连接；

介电响应测量设备的电压输出端分别与待测电力设备和标准电容的输入端连接，介电响应测量设备的电流接收端与待测电力设备的输出端连接，介电响应测量设备的参考电流接收端与所述标准电容的输出端连接；

介电响应测量设备的电压输出端与所述待测电力设备之间的电路上依次串联有分压开关、分压器和示波器。

进一步地，介电响应测量设备的电源端与供电模块连接。

可以理解，使用时，介电响应测量设备产生直流电压，并同时施加于待测电力设备和标准电容上，促使待测电力设备产生低频介电响应电流，标准电容介损为零可以为介电响应测量提供无相位偏差的参考电流信号，介电响应测量设备同时接收并存储低频介电响应电流和参考电流信号；介电响应测量设备产生交流电压，并同时施加于待测电力设备和标准电容上，促使待测电力设备产生高频介电响应电流，介电响应测量设备同时接收并存储高频介电响应电流和参考电流信号。最后介电响应测量设备将低频介电响应电流、高频介电响应电流和参考电流信号通过测量数据输出端传输给计算机等数据分析器可以分析出该待测电力设备的老化情况。本申请公开的介质响应分析系统能够在一个比较宽的频率范围内对待测电力设备的介电响应进行测量，评估绝缘内的水含量并分析绝缘的状态，从而判断待测电力设备的老化状态。

可以理解，介电响应测量设备产生交流电压施加于待测电力设备上时，分压开关导通，施加于待测电力设备上的电压经分压器分出一小部分用于检测反馈，该小部分电压通过示波器示出，以提示工作人员此时施加于待测电力设备上的电压波形是否与预设波形一致，以提示检测结果的准确性。

在本实用新型较佳的实施例中，所述介电响应测量设备包括交流电压信号发生模块、直流电压信号发生模块、处理器、低频介电响应电流接收模块、低频介电响应信息存储模块、高频介电响应电流接收模块、高频介电响应信息存储模块、参考电流接收模块和参考电流信息存储模块；所述处理器分别与所述交流电压信号发生模块、所述直流电压信号发生模块、所述低频介电响应电流接收模块和所述高频介电响应电流接收模块电连接；所述低频介电响应电流接收模块与所述低频介电响应信息存储模块电连接，所述高频介电响应电流接收模块与所述高频介电响应信息存储模块电连接，所述参考电流接收模块和所述参考电流信息存储模块电连接。

可以理解，处理器控制直流电压信号发生模块产生直流电压，并控制低频介电响应电流接收模块打开，以获取待测电力设备产生低频介电响应电流；处理器控制交流电压信号发生模块产生交流电压，并控制高频介电响应电流接收模块打开，以获取待测电力设备产生高频介电响应电流。

在本实用新型较佳的实施例中，所述交流电压信号发生模块和所述直流电压信号发生模块均与所述电压输出端电连接；所述低频介电响应电流接收模块和所述高频介电响应电流接收模块均与所述电流接收端电连接；所述参考电流接收模块与所述参考电流接收端电连接；所述低频介电响应信息存储模块、所述高频介电响应信息存储模块和所述参考电流信息存储模块均与所述测量数据输出端电连接。

可以理解，低频介电响应电流接收模块所接收到的低频介电响应电流，高频介电响应电流接收模块所接收到的高频介电响应电流，以及参考电流接收模块接收到的参考电流，最终通过USB端口等测量数据输出端传输给数据分析器进行分析处理。

在本实用新型较佳的实施例中，所述介电响应测量设备的电源端分别与所述交流电压信号发生模块、所述直流电压信号发生模块、所述处理器、所述低频介电响应电流接收模块、所述低频介电响应信息存储模块、所述高频介电响应电流接收模块、所述高频介电响应信息存储模块、所述参考电流接收模块和所述参考电流信息存储模块电连接，以为各个模块供电。

可以理解，可以将10V-24V的直流电源作为整个介电响应测量设备的供电电源，连入电源端。

在本实用新型较佳的实施例中，所述示波器为TBS1000数字存储示波器，用于实时监测所述介电响应测量设备所输出的交流电压波形。

在本实用新型较佳的实施例中，所述介质响应分析系统还包括电压对比分析器和LED提示灯；朝向所述示波器设置有摄像头；所述电压对比分析器分别与所述摄像头、所述介电响应测量设备和所述LED提示灯电连接。

可以理解，介电响应测量设备产生交流电压施加于待测电力设备上时，分压开关导通，施加于待测电力设备上的电压经分压器分出一小部分用于检测反馈，该小部分电压通过示波器示出。摄像头对准示波器进行拍摄，实时获取示波器的波形图。上述电压对比分析器可以是一种图像处理器，通过分析对比当前的示波器波形图和介电响应测量设备中交流电压信号发生模块所产生的电压信号进行对比，若对比结果不一致，则控制LED提示灯点亮，以提示工作人员进行相应的电路维修，以保证检测结果的准确性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

使用时，介电响应测量设备产生直流电压，并同时施加于待测电力设备和标准电容上，促使待测电力设备产生低频介电响应电流，标准电容介损为零可以为介电响应测量提供无相位偏差的参考电流信号，介电响应测量设备同时接收并存储低频介电响应电流和参考电流信号；介电响应测量设备产生交流电压，并同时施加于待测电力设备和标准电容上，促使待测电力设备产生高频介电响应电流，介电响应测量设备同时接收并存储高频介电响应电流和参考电流信号。最后介电响应测量设备将低频介电响应电流、高频介电响应电流和参考电流信号通过测量数据输出端传输给计算机等数据分析器可以分析出该待测电力设备的老化情况。本申请公开的介质响应分析系统能够在一个比较宽的频率范围内对待测电力设备的介电响应进行测量，评估绝缘内的水含量并分析绝缘的状态，从而判断待测电力设备的老化状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型提供的一种介质响应分析系统的结构示意图；

图2是图1所示的介质响应分析系统的介电响应测量设备的内部结构示意图；

图3是本实用新型提供的另一种介质响应分析系统的结构示意图；

其中：

1-电压输出端、2-电流接收端、3-电源端、4-测量数据输出端、5-参考电流接收端、10-介电响应测量设备、11-交流电压信号发生模块、12-直流电压信号发生模块、13-处理器、14-低频介电响应电流接收模块、15-低频介电响应信息存储模块、16-高频介电响应电流接收模块、17-高频介电响应信息存储模块、18-参考电流接收模块、19-参考电流信息存储模块、20-供电模块、30-数据分析器、40-标准电容、50-待测电力设备、60-分压开关、70-分压器、80-示波器、91-摄像头、92-电压对比分析器、93-LED提示灯。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本实施例的介质响应分析系统，包括介电响应测量设备10、供电模块20、数据分析器30、标准电容40、待测电力设备50、分压开关60、分压器70和示波器80。

介电响应测量设备10的电源端3与供电模块20电连接；介电响应测量设备10的测量数据输出端4与数据分析器30电连接。

介电响应测量设备10的电压输出端1分别与待测电力设备50和标准电容40的输入端电连接，介电响应测量设备10的电流接收端2与待测电力设备50的输出端电连接，介电响应测量设备10的参考电流接收端5与标准电容40的输出端电连接。

介电响应测量设备10的电压输出端1与待测电力设备50之间的电路上依次串联有分压开关60、分压器70和示波器80。

使用时，介电响应测量设备10产生直流电压，并同时施加于待测电力设备50和标准电容40上，促使待测电力设备50产生低频介电响应电流，标准电容40介损为零可以为介电响应测量提供无相位偏差的参考电流信号，介电响应测量设备10同时接收并存储低频介电响应电流和参考电流信号；介电响应测量设备10产生交流电压，并同时施加于待测电力设备50和标准电容40上，促使待测电力设备50产生高频介电响应电流，介电响应测量设备10同时接收并存储高频介电响应电流和参考电流信号。最后介电响应测量设备10将低频介电响应电流、高频介电响应电流和参考电流信号通过测量数据输出端4传输给计算机等数据分析器30可以分析出该待测电力设备50的老化情况。本申请公开的介质响应分析系统能够在一个比较宽的频率范围内对待测电力设备50的介电响应进行测量，评估绝缘内的水含量并分析绝缘的状态，从而判断待测电力设备50的老化状态。

介电响应测量设备10产生交流电压施加于待测电力设备50上时，分压开关60导通，施加于待测电力设备50上的电压经分压器70分出一小部分用于检测反馈，该小部分电压通过示波器80示出，以提示工作人员此时施加于待测电力设备50上的电压波形是否与预设波形一致，以提示检测结果的准确性。

如图2所示，在较佳的实施例中，介电响应测量设备10包括交流电压信号发生模块11、直流电压信号发生模块12、处理器13、低频介电响应电流接收模块14、低频介电响应信息存储模块15、高频介电响应电流接收模块16、高频介电响应信息存储模块17、参考电流接收模块18和参考电流信息存储模块19；处理器13分别与交流电压信号发生模块11、直流电压信号发生模块12、低频介电响应电流接收模块14和高频介电响应电流接收模块16电连接；低频介电响应电流接收模块14与低频介电响应信息存储模块15电连接，高频介电响应电流接收模块16与高频介电响应信息存储模块17电连接，参考电流接收模块18和参考电流信息存储模块19电连接。

可以理解，处理器13控制直流电压信号发生模块12产生直流电压，并控制低频介电响应电流接收模块14打开，以获取待测电力设备50产生低频介电响应电流；处理器13控制交流电压信号发生模块11产生交流电压，并控制高频介电响应电流接收模块16打开，以获取待测电力设备50产生高频介电响应电流。

在较佳的实施例中，交流电压信号发生模块11和直流电压信号发生模块12均与电压输出端1电连接；低频介电响应电流接收模块14和高频介电响应电流接收模块16均与电流接收端2电连接；参考电流接收模块18与参考电流接收端5电连接；低频介电响应信息存储模块15、高频介电响应信息存储模块17和参考电流信息存储模块19均与测量数据输出端4电连接。

可以理解，低频介电响应电流接收模块14所接收到的低频介电响应电流，高频介电响应电流接收模块16所接收到的高频介电响应电流，以及参考电流接收模块18接收到的参考电流，最终通过USB端口等测量数据输出端4传输给数据分析器30进行分析处理。

在较佳的实施例中，介电响应测量设备10的电源端3分别与交流电压信号发生模块11、直流电压信号发生模块12、处理器13、低频介电响应电流接收模块14、低频介电响应信息存储模块15、高频介电响应电流接收模块16、高频介电响应信息存储模块17、参考电流接收模块18和参考电流信息存储模块19电连接，以为各个模块供电。

可以理解，可以将10V-24V的直流电源作为整个介电响应测量设备10的供电电源，连入电源端3。

在较佳的实施例中，示波器80为TBS1000数字存储示波器80，用于实时监测介电响应测量设备10所输出的交流电压波形。

如图3所示，在本实用新型较佳的实施例中，介质响应分析系统还包括电压对比分析器92和LED提示灯93；朝向示波器80设置有摄像头91；电压对比分析器92分别与摄像头91、介电响应测量设备10和LED提示灯93电连接。

可以理解，介电响应测量设备10产生交流电压施加于待测电力设备50上时，分压开关60导通，施加于待测电力设备50上的电压经分压器70分出一小部分用于检测反馈，该小部分电压通过示波器80示出。摄像头91对准示波器80进行拍摄，实时获取示波器80的波形图。上述电压对比分析器92可以是一种图像处理器13，通过分析对比当前的示波器80波形图和介电响应测量设备10中交流电压信号发生模块11所产生的电压信号进行对比，若对比结果不一致，则控制LED提示灯93点亮，以提示工作人员进行相应的电路维修，以保证检测结果的准确性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种介质响应分析系统，其特征在于：包括介电响应测量设备，介电响应测量设备的测量数据输出端与数据分析器连接；

介电响应测量设备的电压输出端分别与待测电力设备和标准电容的输入端连接，介电响应测量设备的电流接收端与待测电力设备的输出端连接，介电响应测量设备的参考电流接收端与所述标准电容的输出端连接；

介电响应测量设备的电压输出端与所述待测电力设备之间的电路上依次串联有分压开关、分压器和示波器。

2.根据权利要求1所述的介质响应分析系统，其特征在于：介电响应测量设备的电源端与供电模块连接。

3.根据权利要求1所述的介质响应分析系统，其特征在于：介电响应测量设备包括交流电压信号发生模块、直流电压信号发生模块、处理器、低频介电响应电流接收模块、低频介电响应信息存储模块、高频介电响应电流接收模块、高频介电响应信息存储模块、参考电流接收模块和参考电流信息存储模块；

所述处理器分别与所述交流电压信号发生模块、所述直流电压信号发生模块、所述低频介电响应电流接收模块和所述高频介电响应电流接收模块连接；所述低频介电响应电流接收模块与所述低频介电响应信息存储模块连接，所述高频介电响应电流接收模块与所述高频介电响应信息存储模块连接，所述参考电流接收模块和所述参考电流信息存储模块连接。

4.根据权利要求3所述的介质响应分析系统，其特征在于：所述交流电压信号发生模块和所述直流电压信号发生模块均与所述电压输出端电连接；所述低频介电响应电流接收模块和所述高频介电响应电流接收模块均与所述电流接收端电连接；所述参考电流接收模块与所述参考电流接收端电连接；所述低频介电响应信息存储模块、所述高频介电响应信息存储模块和所述参考电流信息存储模块均与所述测量数据输出端电连接。

5.根据权利要求3所述的介质响应分析系统，其特征在于：所述介电响应测量设备的电源端分别与所述交流电压信号发生模块、所述直流电压信号发生模块、所述处理器、所述低频介电响应电流接收模块、所述低频介电响应信息存储模块、所述高频介电响应电流接收模块、所述高频介电响应信息存储模块、所述参考电流接收模块和所述参考电流信息存储模块连接，以为各个模块供电。

6.根据权利要求1所述的介质响应分析系统，其特征在于：所述示波器为TBS1000数字存储示波器，用于实时监测所述介电响应测量设备所输出的交流电压波形。

7.根据权利要求6所述的介质响应分析系统，其特征在于，

所述介质响应分析系统还包括电压对比分析器和LED提示灯；

朝向所述示波器设置有摄像头；

所述电压对比分析器分别与所述摄像头、所述介电响应测量设备和所述LED提示灯电连接。

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