專利名稱：一種在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種裝置及其方法，具體涉及的是一種在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
電容套管是高壓電站電器的一個(gè)重要部分，主要與變壓器、電抗器和電站穿墻配套，作為導(dǎo)電載流和高壓對(duì)地絕緣與機(jī)械支撐用。電容套管的運(yùn)行條件極為苛刻，受到電壓、電流、風(fēng)力、拉力、震動(dòng)和大氣污穢等多方面影響，一旦產(chǎn)生故障，極易造成重大電網(wǎng)事故，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失將遠(yuǎn)大于電容套管自身價(jià)值?，F(xiàn)有電容套管的結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖1，中心導(dǎo)管1與母線相連接，不同的電壓等級(jí)，電容芯子極板2的層數(shù)不同，運(yùn)行時(shí)，末屏抽頭3接地或接傳統(tǒng)的在線測(cè)量裝置，運(yùn)行時(shí)，安裝法蘭接地。為監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的電容套管絕緣狀況，行業(yè)上目前普遍一種容性設(shè)備介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)它監(jiān)測(cè)電容設(shè)備的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化，判斷絕緣設(shè)備的早期劣化程度，避免突發(fā)性事故發(fā)生。電容套管帶電后，泄漏電流較電壓相角提前90°。因此，如絕緣性能下降，泄漏電流中則出現(xiàn)與電壓相位相同的阻性分量。因此，容性設(shè)備電容量及介損(tan δ)的任何改變也導(dǎo)致泄漏電流的變化。容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)安裝在電容套管測(cè)試抽頭的末屏傳感器連續(xù)檢測(cè)一組三相電容套管的泄漏電流，隨后通過(guò)對(duì)泄漏電流的矢量分析表征電容量及介損的變化，并通過(guò)與系統(tǒng)初始值的比較而得到泄漏電流的在線趨勢(shì)顯示。系統(tǒng)初始值可通過(guò)電容套管的出廠測(cè)試或現(xiàn)場(chǎng)的離線測(cè)試獲得。但由于電容套管的介質(zhì)損耗因數(shù)很小，而且周圍的電磁環(huán)境復(fù)雜，存在很大的電磁干擾，因此要準(zhǔn)確、穩(wěn)定地在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量其介質(zhì)損耗因數(shù)有比較大的難度。因此，如何準(zhǔn)確的定性電容套管絕緣故障， 避免電容套管事故發(fā)生，已成為電力行業(yè)急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種可準(zhǔn)確、穩(wěn)定地的在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器，電容套管和電容分壓器上分別引出有第一電壓抽頭和第二電壓抽頭，分別提供一電壓信號(hào)，第一電壓抽頭及第二電壓抽頭的輸出端連接有在線測(cè)量裝置；在線測(cè)量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，由于第一電壓抽頭和第二電壓抽頭輸出的電壓一般都比較高，特別是電容分壓器，其輸出電壓達(dá)到15kV左右，所以光電互感器通過(guò)降壓分壓電容與第一電壓抽頭及第二電壓抽頭相連接，并聯(lián)電容分壓器可消除由于電網(wǎng)系統(tǒng)電壓存在一定的不穩(wěn)定性而帶來(lái)的負(fù)面影響。上述電容分壓器包括多個(gè)相互串聯(lián)的電容單元。串聯(lián)電容單元將高壓平均分配，使電壓分布均勻，降低了整體場(chǎng)強(qiáng)。上述第一電壓抽頭從電容套管的倒數(shù)第二層電容芯子極板引出，第二電壓抽頭從電容分壓器的倒數(shù)第二個(gè)電容單元弓I出。上述電容分壓器可以是耦合電容器或電容式電壓互感器。本發(fā)明裝置的監(jiān)測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟(1)首先將電容套管和電容分壓器接地，然后將第一電壓抽頭和第二電壓抽頭引的高電壓信號(hào)通過(guò)降壓分壓電容按照相同的比例分別降為第一低電壓信號(hào)和第二低電壓信號(hào)；接地可以提高一次設(shè)備運(yùn)行的可靠性。(2)將第一低電壓信號(hào)和第二低電壓信號(hào)通過(guò)光電互感器轉(zhuǎn)為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；(3)將第一光信號(hào)和第二光信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行比較，得到監(jiān)測(cè)結(jié)果。本發(fā)明可準(zhǔn)確的定性電容套管絕緣故障，避免了電容套管的事故發(fā)生，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于監(jiān)測(cè)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；圖1為現(xiàn)有電容套管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為帶第一電壓抽頭的電容套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的電容分壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器。并聯(lián)電容分壓器可消除由于電網(wǎng)系統(tǒng)電壓存在一定的不穩(wěn)定性而帶來(lái)的負(fù)面影響。參見圖3，電容分壓器包括五個(gè)相互串聯(lián)的電容單元，根據(jù)電容分壓原理，串聯(lián)電容單元將高壓平均分配，使電壓分布均勻，降低了整體場(chǎng)強(qiáng)。參見圖2，電容套管和電容分壓器上分別引出有第一電壓抽頭4和第二電壓抽頭 5，分別提供一電壓信號(hào)。其中，第一電壓抽頭4從電容套管的倒數(shù)第二層電容芯子極板2 引出，第二電壓抽頭5從電容分壓器的倒數(shù)第二個(gè)電容單元弓I出。第一電壓抽頭4及第二電壓抽頭5的輸出端連接有在線測(cè)量裝置。在線測(cè)量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，由于第一電壓抽頭4和第二電壓抽頭5輸出的電壓一般都比較高，特別是電容分壓器，其輸出電壓達(dá)到15kV左右，所以光電互感器通過(guò)降壓分壓電容與第一電壓抽頭4及第二電壓抽頭5相連接。本發(fā)明的電容分壓器可以是耦合電容器或電容式電壓互感器。本發(fā)明的監(jiān)測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟(1)將電容套管的末屏抽頭3和電容分壓器的倒數(shù)第一個(gè)電容單元接地，接地可以提高一次設(shè)備運(yùn)行的可靠性；然后，將第一電壓抽頭4和第二電壓抽頭5弓丨的高電壓信號(hào)通過(guò)降壓分壓電容按照相同的比例分別降為第一低電壓信號(hào)和第二低電壓信號(hào)；
(2)將第一低電壓信號(hào)和第二低電壓信號(hào)通過(guò)光電互感器轉(zhuǎn)為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；(3)將第一光信號(hào)和第二光信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行比較，得到監(jiān)測(cè)結(jié)果。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)電壓或電壓不穩(wěn)定時(shí)，第二電壓抽頭5電壓將會(huì)隨第一電壓抽頭4處電壓一起波動(dòng)，當(dāng)電容套管電容芯子出現(xiàn)層間擊穿現(xiàn)象時(shí)，第一電壓抽頭4處的電壓將升高，而第二電壓抽頭5處電壓不會(huì)改變，通過(guò)比較可判斷電容套管電容芯子是否出現(xiàn)層間擊穿，從而避免了因電容套管故障引發(fā)大的電網(wǎng)事故發(fā)生。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器，所述電容套管和電容分壓器上分別引出有第一電壓抽頭(4)和第二電壓抽頭 (5)，所述第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭(5)的輸出端連接有在線測(cè)量裝置；所述在線測(cè)量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述光電互感器通過(guò)降壓分壓電容與第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭( 相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，所述電容分壓器包括多個(gè)相互串聯(lián)的電容單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，所述第一電壓抽頭(4)從電容套管的倒數(shù)第二層電容芯子極板O)引出，所述第二電壓抽頭( 從電容分壓器的倒數(shù)第二個(gè)電容單元弓I出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，所述電容分壓器可以是耦合電容器或電容式電壓互感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟(1)首先將電容套管和電容分壓器接地，然后將第一電壓抽頭(4)和第二電壓抽頭(5) 引的高電壓信號(hào)通過(guò)所述降壓分壓電容按照相同的比例分別降為第一低電壓信號(hào)和第二低電壓信號(hào)；(2)將第一低電壓信號(hào)和第二低電壓信號(hào)通過(guò)所述光電互感器轉(zhuǎn)為第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；(3)將第一光信號(hào)和第二光信號(hào)通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行比較，得到監(jiān)測(cè)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線監(jiān)測(cè)電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法，包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器，所述電容套管和電容分壓器分別引出有第一電壓抽頭(4)和第二電壓抽頭(5)，所述第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭(5)的輸出端連接有在線測(cè)量裝置；所述在線測(cè)量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述光電互感器通過(guò)降壓分壓電容與第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭(5)相連接。本發(fā)明可準(zhǔn)確的定性電容套管絕緣故障，避免了電容套管的事故發(fā)生，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102262203SQ20111010360
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者虞育號(hào) 申請(qǐng)人:南京智達(dá)電氣有限公司