用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置，其包括：一密封杯，其包括形成密封腔體的絕緣杯體、金屬上蓋板和金屬下蓋板，其中所述金屬上蓋板用于接高壓電，所述金屬下蓋板用于接地，所述密封杯上設(shè)有至少一氣體閥門；一金屬球電極，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)，并與所述金屬上蓋板連接；一接地電極，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)，并與所述金屬下蓋板連接；一金屬自由顆粒物，放置于所述接地電極上；一局部放電傳感器，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)；一接頭，其設(shè)于密封杯外，并與局部放電傳感器連接。本發(fā)明所述的裝置及系統(tǒng)能夠建立所檢測(cè)到的超高頻信號(hào)幅值大小與開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷所產(chǎn)生的真實(shí)放電量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供依據(jù)。
【專利說明】用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種靈敏度校驗(yàn)裝置，尤其涉及一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)的靈敏度校驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備局部放電是造成絕緣劣化的主要原因，同時(shí)也是絕緣劣化主要的征兆和表現(xiàn)形式。絕緣失效導(dǎo)致大型電力設(shè)備故障往往以局部放電活動(dòng)為前兆。研究表明:開關(guān)設(shè)備中發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨著產(chǎn)生一系列上升時(shí)間極短(<500ps)的電流脈沖信號(hào),其在開關(guān)設(shè)備腔體內(nèi)產(chǎn)生激勵(lì)頻率高達(dá)數(shù)兆赫茲的電磁波。因此采用超高頻檢測(cè)法通過檢測(cè)局部放電的超高頻電磁波信號(hào)，能有效避開現(xiàn)場(chǎng)的電暈等干擾，具有抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于檢測(cè)電力設(shè)備局部放電的設(shè)備而言，靈敏度是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)。超高頻檢測(cè)法的檢測(cè)靈敏度也一直很受關(guān)注。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議CIGRE TF15/33.03.05標(biāo)準(zhǔn)建議了一個(gè)兩步驟的靈敏度校核方法，確保用超高頻檢測(cè)設(shè)備能發(fā)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備典型的絕緣缺陷。
[0003]用局部放電檢測(cè)設(shè)備對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)局部放電檢測(cè)時(shí)，采用超高頻方法已被國(guó)內(nèi)外證明是一種行之有效的方法。采用超高頻方法所獲得的直接數(shù)據(jù)是超高頻信號(hào)的幅值(mV)，但我們所希望得到的測(cè)量結(jié)果不僅是超高頻信號(hào)的幅值，更希望獲知局部放電量的大小，以期快速診斷開關(guān)設(shè)備絕緣狀況，迅速做出維修策略，排除設(shè)備故障。因此，就產(chǎn)生了所檢測(cè)到的超高頻信號(hào)幅值大小與開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷所產(chǎn)生的真實(shí)放電量之間是如何對(duì)應(yīng)的這一問題，即局部放電檢測(cè)設(shè)備的靈敏度校驗(yàn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置，其能夠?qū)﹂_關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)的靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)，其能夠建立所檢測(cè)到的局部放電信號(hào)幅值大小與開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷所產(chǎn)生的真實(shí)放電量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供依據(jù)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置，其包括:
[0007]—密封杯，其包括形成密封腔體的絕緣杯體、金屬上蓋板和金屬下蓋板，其中所述金屬上蓋板用于接高壓電，所述金屬下蓋板用于接地，所述密封杯上設(shè)有至少一氣體閥門；
[0008]一金屬球電極，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)，并與所述金屬上蓋板連接；
[0009]一接地電極，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)，并與所述金屬下蓋板連接；
[0010]一金屬自由顆粒物，放置于所述接地電極上；
[0011]一局部放電傳感器，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)；[0012]一接頭，其設(shè)于密封杯外，并與局部放電傳感器連接。
[0013]本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置通過采用絕緣杯體和上下金屬蓋板形成一密封腔體并經(jīng)氣體閥門充入一定量的SF6氣體，同時(shí)在所述密封腔體中設(shè)置分別與上下金屬蓋板連接的金屬電極，模擬真實(shí)開關(guān)設(shè)備內(nèi)部環(huán)境。本發(fā)明采用絕緣杯體作為殼體，可以使金屬微粒所產(chǎn)生的超高頻電磁波輻射到周圍整個(gè)空間；采用金屬球電極作為高壓端，可使整個(gè)杯體內(nèi)部產(chǎn)生比較均勻的電場(chǎng)，有利于金屬自由顆粒物(例如金屬小球)的均勻跳動(dòng)，產(chǎn)生比較穩(wěn)定的放電。
[0014]本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置工作時(shí)，在金屬上蓋板上加高壓，金屬下蓋板接地，緩慢升壓，金屬自由顆粒物在金屬球電極和接地電極所形成的高強(qiáng)度電場(chǎng)作用下作無規(guī)則跳動(dòng)、產(chǎn)生局部放電并伴隨激發(fā)出高達(dá)數(shù)GHz的高頻電磁波，通過局部放電傳感器檢測(cè)該局部放電信號(hào)，測(cè)得的局部放電信號(hào)通過接頭輸出。
[0015]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述接地電極的上端呈圓盤狀，接地電極的上端面為內(nèi)凹的弧形端面。接地電極的上端面為內(nèi)凹的弧形端面，可使得金屬自由顆粒物盡可能在接地電極中心附近跳動(dòng)。
[0016]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述接地電極上設(shè)有一豎向設(shè)置的中心通孔，所述局部放電傳感器設(shè)于該中心通孔內(nèi)。
[0017]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述氣體閥門的管道上連接有壓力表。管道上連接有壓力表的氣體閥門可以方便精確控制內(nèi)部SF6氣體的壓力，使其與真實(shí)開關(guān)設(shè)備內(nèi)環(huán)境最大程度上一致。
[0018]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述局部放電傳感器為超高頻局部放電傳感器。
[0019]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述絕緣杯體為透明杯體，從而便于對(duì)密封杯內(nèi)的設(shè)備情況進(jìn)行觀察。
[0020]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述金屬上蓋板和金屬下蓋板均為鋁制蓋板。
[0021]優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的裝置中，所述接頭為SMA接頭。
[0022]相應(yīng)地，基于本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還提出了一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)，其包括:
[0023]上述用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置；
[0024]一檢測(cè)阻抗，其與電容串聯(lián)后，與所述裝置并聯(lián)，所述檢測(cè)阻抗檢測(cè)局部放電的視在放電量；
[0025]一高壓電源，其高壓輸出端與所述裝置的金屬上蓋板連接，其接地端與所述裝置的金屬下蓋板連接；
[0026]一第一放大器，其與所述裝置的接頭連接，以將局部放電傳感器傳出的信號(hào)放大；
[0027]—示波器，其與所述第一放大器連接；
[0028]一第二放大器，其與所述檢測(cè)阻抗連接，以將檢測(cè)阻抗傳輸?shù)男盘?hào)放大；
[0029]一工控機(jī)，其與所述第二放大器連接。
[0030]本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)中，檢測(cè)阻抗和電容組成串聯(lián)回路，然后與用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置構(gòu)成并聯(lián)回路。其中檢測(cè)阻抗負(fù)責(zé)按照IEC60270標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法，檢測(cè)所述裝置中局部放電的真實(shí)放電量，經(jīng)第二放大器放大后輸出至工控機(jī)；所述裝置所產(chǎn)生的局部放電信號(hào)經(jīng)第一放大器放大后輸出至示波器。通過觀察示波器和工控機(jī)，即可獲知局部放電所產(chǎn)生的局部放電信號(hào)幅值和真實(shí)放電量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供依據(jù)。
[0031]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還包括一電阻，其連接于所述高壓電源的高壓輸出端和所述裝置之間。上述電阻起到濾波和限流的作用。
[0032]進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述高壓電源為變壓器。
[0033]本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠模擬真實(shí)開關(guān)設(shè)備的局部放電現(xiàn)象，從而對(duì)開關(guān)設(shè)備的局部放電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，用于對(duì)開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)。
[0034]本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)能夠建立所檢測(cè)到的超高頻信號(hào)幅值大小與開關(guān)設(shè)備內(nèi)部缺陷所產(chǎn)生的真實(shí)放電量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供依據(jù)，其具有簡(jiǎn)單可靠，攜帶方便，放電量穩(wěn)定，所檢測(cè)到的超高頻信號(hào)幅值和真實(shí)放電量數(shù)值對(duì)應(yīng)成線性關(guān)系等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)在一種實(shí)施方式下的簡(jiǎn)易電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將結(jié)合說明書附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置和用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)做出進(jìn)一步的解釋和說明。
[0038]圖1示意了本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)。
[0039]如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置，其包括:一密封杯，其包括形成密封腔體的有機(jī)玻璃杯體1、鋁制上蓋板2和鋁制下蓋板3，其中有機(jī)玻璃杯體I直徑100_，高150_，內(nèi)表面光滑，加高壓時(shí)不會(huì)產(chǎn)生干擾局放脈沖，鋁制上蓋板2和鋁制下蓋板3密封良好，方便接高壓和接地，鋁制上蓋板2用于接高壓電，鋁制下蓋板3用于接地，密封杯上設(shè)有兩個(gè)氣體閥門9，其中一個(gè)用于進(jìn)氣，另一個(gè)用于排氣，在進(jìn)氣的氣體閥門9的管道上連接有壓力表10，用于觀察和控制氣體壓力；鋁制金屬球電極4，其設(shè)于密封腔體內(nèi)，并與鋁制上蓋板2連接，鋁制金屬球電極4表面光滑，不會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)，電場(chǎng)強(qiáng)度均勻；設(shè)于密封腔體內(nèi)的圓盤狀接地電極5，其上端面為內(nèi)凹的弧形端面，并與鋁制下蓋板3連接，接地電極5上設(shè)有一豎向設(shè)置的中心通孔，超高頻傳感器7設(shè)于該中心通孔內(nèi)；鋁制金屬小球6作為金屬自由顆粒物自由放置于接地電極5上；SMA接頭8，其設(shè)于密封杯外，并與超高頻傳感器7連接，作為局部放電信號(hào)的輸出端。
[0040]上述裝置在工作時(shí)，通過控制可一端充氣另一端放氣的氣體閥門9充入約
0.4-0.6MPa的SF6氣體，用于絕緣和滅弧。鋁制上蓋板2接高壓，鋁制下蓋板3接地，鋁制金屬球電極4接鋁制上蓋板2，接地電極5上自由放置一鋁制金屬小球6，當(dāng)接通高壓并緩慢升至一定電壓時(shí)，鋁制金屬小球6在電場(chǎng)作用下會(huì)作無規(guī)則的跳動(dòng)，并可激發(fā)出高達(dá)數(shù)GHz的超高頻電磁波，通過超高頻傳感器7可以檢測(cè)并采集300MHz-3GHz的超高頻電磁波，量化成單位為mV的數(shù)值后輸出。
[0041]圖2給出了本發(fā)明所述的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)在一種實(shí)施方式下的簡(jiǎn)易電路圖。
[0042]如圖2所示，本實(shí)施例提供的用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)包括:上述用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置Z ;檢測(cè)阻抗M，其與電容C串聯(lián)后，與裝置Z并聯(lián)，其中檢測(cè)阻抗M檢測(cè)局部放電的視在放電量；變壓器T為裝置Z提供高壓電源，其高壓輸出端通過電阻R與裝置Z的鋁制上蓋板連接，其接地端與裝置Z的鋁制下蓋板連接；第一放大器A，其與裝置Z的接頭(例如SM接頭)連接，以將接頭輸出的局部放電信號(hào)放大；示波器P，其與第一放大器A連接，用于顯示觀察局部放電信號(hào)；第二放大器B，其與檢測(cè)阻抗M連接，以將檢測(cè)阻抗M傳輸?shù)男盘?hào)放大；一工控機(jī)N，其與第二放大器B連接。
[0043]上述系統(tǒng)中，檢測(cè)阻抗M負(fù)責(zé)按照IEC60270標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法，檢測(cè)裝置Z中局部放電的真實(shí)放電量，經(jīng)第二放大器B放大后輸出至工控機(jī)N ;裝置Z所產(chǎn)生的局部放電信號(hào)經(jīng)第一放大器A放大后輸出至示波器P。通過觀察示波器P和工控機(jī)N，即可獲知裝置Z局部放電所產(chǎn)生的局部放電信號(hào)幅值和真實(shí)放電量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供依據(jù)。然后根據(jù)IEC60270標(biāo)準(zhǔn)推薦的脈沖電流法進(jìn)行測(cè)試，得到放電量單位為pC的數(shù)值。對(duì)比兩種數(shù)值并找到對(duì)應(yīng)關(guān)系，可為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供依據(jù)。
[0044]要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，顯然本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的裝置，其特征在于，包括: 一密封杯，其包括形成密封腔體的絕緣杯體、金屬上蓋板和金屬下蓋板，其中所述金屬上蓋板用于接高壓電，所述金屬下蓋板用于接地，所述密封杯上設(shè)有至少一氣體閥門；一金屬球電極，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)，并與所述金屬上蓋板連接； 一接地電極，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)，并與所述金屬下蓋板連接； 一金屬自由顆粒物，放置于所述接地電極上； 一局部放電傳感器，其設(shè)于所述密封腔體內(nèi)； 一接頭，其設(shè)于密封杯外，并與局部放電傳感器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接地電極的上端呈圓盤狀，接地電極的上端面為內(nèi)凹的弧形端面。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接地電極上設(shè)有一豎向設(shè)置的中心通孔，所述局部放電傳感器設(shè)于該中心通孔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣體閥門的管道上連接有壓力表。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述局部放電傳感器為超高頻局部放電傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述絕緣杯體為透明杯體。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述金屬上蓋板和金屬下蓋板均為鋁制蓋板。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接頭為SMA接頭。
9.一種用于開關(guān)設(shè)備絕緣檢測(cè)靈敏度校驗(yàn)的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的裝置； 一檢測(cè)阻抗，其與電容串聯(lián)后，與所述裝置并聯(lián)，所述檢測(cè)阻抗檢測(cè)局部放電的視在放電量; 一高壓電源，其高壓輸出端與所述裝置的金屬上蓋板連接，其接地端與所述裝置的金屬下蓋板連接； 一第一放大器，其與所述裝置的接頭連接，以將局部放電傳感器傳出的信號(hào)放大； 一示波器，其與所述第一放大器連接； 一第二放大器，其與所述檢測(cè)阻抗連接，以將檢測(cè)阻抗傳輸?shù)男盘?hào)放大； 一工控機(jī)，其與所述第二放大器連接。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一電阻，其連接于所述高壓電源的高壓輸出端和所述裝置之間。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓電源為變壓器。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK103630863SQ201310611541
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】王吉文, 張春龍, 劉瑞芳, 李燕, 張雷, 趙磊, 邢艷, 馬坤明, 李德超 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司