電力設(shè)備局部放電檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電力設(shè)備局部放電檢測裝置及其檢測方法。通過電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線測量局部放電，在電力設(shè)備體外的引出地線上選擇兩個點，一點為參考點，另一點為測量點，測量測量點相對于參考點之間的VHF信號或UHF信號的傳輸線電位差，由此進行局部放電信號傳感。與所述內(nèi)部引出地線上參考點相連接的導體屏蔽罩，對所述的參考點和測量點之間的地線線段進行屏蔽。所述屏蔽罩延長至所述的電力設(shè)備的金屬外殼，并和電力設(shè)備的金屬外殼相連，使設(shè)備外殼和屏蔽罩構(gòu)成一個封閉的屏蔽體，對所述的參考點至設(shè)備內(nèi)部的地線線段進行屏蔽?？捎行У挚雇獠靠臻g電磁干擾，減少局部放電測量誤差，并且測量比較方便。
【專利說明】電力設(shè)備局部放電檢測裝置及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備局部放電檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電力設(shè)備局部放電檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣介質(zhì)中的局部缺陷，在交流電壓作用下，發(fā)生缺陷區(qū)域的重復擊穿，稱為局部放電。
[0003]局部放電是絕緣缺陷的表現(xiàn)，也是絕緣缺陷進一步發(fā)展的原因。電力設(shè)備絕緣中長期的局部放電能夠使絕緣缺陷不斷擴大，最終導致整體絕緣擊穿，引發(fā)絕緣事故。因此，在電力設(shè)備的制造、安裝、運行和檢修中，經(jīng)常需要進行局部放電檢測，以保證絕緣質(zhì)量。
[0004]局部放電檢測有離線檢測和在線檢測兩種方式。離線檢測時，電力設(shè)備退出系統(tǒng)運行，在專門的試驗條件下進行。在線檢測時，電力設(shè)備保持正常運行狀態(tài)，測量儀器和測量操作不能影響電力設(shè)備的安全運行。
[0005]局部放電在線檢測目前有兩種主要的信號傳感方法，局部放電機械振動信號傳感和局部放電電磁信號傳感。
[0006]所謂局部放電機械振動信號傳感，是在電力設(shè)備外殼上安裝機械振動傳感器，檢測局部放電產(chǎn)生的脈沖機械振動信號，實現(xiàn)局部放電傳感。局部放電機械振動信號傳感具有傳感器安裝方便、抗電磁干擾能力強等的優(yōu)點，但在一些場合傳感靈敏度較低。
[0007]所謂局部放電電磁信號傳感，是在電力設(shè)備各種可能的位置安裝電磁信號傳感器，檢測局部放電產(chǎn)生的電磁暫態(tài)信號，實現(xiàn)局部放電傳感。局部放電電磁信號傳感具有靈敏度高的優(yōu)點，但傳感器的安裝受到很多限制，在很多場合存在嚴重的電磁干擾問題。
[0008]如何有效在高電壓設(shè)備中傳感局部放電的電磁信號，如何有效抑制電磁干擾，這是局部放電電磁信號傳感的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有的電力設(shè)備局部放電檢測存在較嚴重的電磁干擾的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種減少電磁干擾的電力設(shè)備局部放電檢測裝置。
[0010]一種電力設(shè)備局部放電檢測裝置，包括:導體屏蔽罩和高頻電纜接頭；
[0011]所述導體屏蔽罩與電力設(shè)備的金屬外殼圍成一個屏蔽腔，將所述電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線從預設(shè)的測量點至參考點之間的一段收容在所述屏蔽腔內(nèi)，并且所述導體屏蔽罩與所述內(nèi)部引出地線上的參考點連接，其中，所述內(nèi)部引出地線上的參考點的位置遠于所述測量點的位置；
[0012]所述高頻電纜接頭與所述內(nèi)部引出地線上的測量點相連接，并且伸出所述導體屏蔽罩外。
[0013]本發(fā)明的電力設(shè)備局部放電檢測裝置創(chuàng)新地通過電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線測量局部放電，電力設(shè)備的局部放電產(chǎn)生的VHF信號(30-300MHZ)和UHF信號(300-3000MHz)信號耦合到內(nèi)部引出地線上，從電力設(shè)備內(nèi)部傳播到設(shè)備外部。對于VHF信號和UHF信號，所述內(nèi)部引出地線可視為一根傳輸線，在電力設(shè)備體外的引出地線上選擇兩個點，一點為參考點，另一點為測量點，測量測量點相對于參考點之間的VHF信號或UHF信號的傳輸線電位差，由此進行局部放電信號傳感。
[0014]與所述內(nèi)部引出地線上參考點相連接的導體屏蔽罩，對所述的參考點和測量點之間的地線線段進行屏蔽，在測量點的位置取測量點相對于屏蔽罩的電位差，用于局部放電信號測量。
[0015]在所述屏蔽罩的對應(yīng)于測量點的位置安裝高頻電纜接頭，引出測量點相對于屏蔽罩的電位差信號，用于局部放電信號測量。
[0016]對所述的屏蔽罩進行延長，至所述的電力設(shè)備的金屬外殼，并和電力設(shè)備的金屬外殼相連，使設(shè)備外殼和屏蔽罩構(gòu)成一個封閉的屏蔽體，對所述的參考點至設(shè)備內(nèi)部的地線線段進行屏蔽。
[0017]通過所述導體屏蔽罩與電力設(shè)備的金屬外殼圍成的屏蔽腔，對所述內(nèi)部引出地線上的參考點和測量點進行屏蔽，可有效抵抗外部空間電磁干擾，減少局部放電測量誤差。并且，所述導體屏蔽罩與所述內(nèi)部引出地線上的參考點連接，所述高頻電纜接頭與所述測量點相連接，因此，直接使用電壓檢測設(shè)備測量所述高頻電纜接頭與所述導體屏蔽罩的之間的電位差，就可以獲得所述電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線上測量點和參考點之間的電位差，并以此得出所述電力設(shè)備局部放電的情況，非常方便。
[0018]本發(fā)明還提出一種所述電力設(shè)備局部放電檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
[0019]檢測所述導體屏蔽罩和所述高頻電纜接頭的電壓；
[0020]獲取所述導體屏蔽罩和所述高頻電纜接頭的電位差；
[0021]根據(jù)所述電位差判斷所述電力設(shè)備的局部放電情況。
[0022]有上述方法可知，可直接使用電壓檢測設(shè)備測量所述高頻電纜接頭與所述導體屏蔽罩的之間的電位差，以此計算所述電力設(shè)備局部放電的情況，非常方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2a是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置一種實施例的正截面示意圖；
[0025]圖2b是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置一種實施例的側(cè)截面示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置一個優(yōu)選實施例中設(shè)置高頻電流互感器的示意圖；
[0027]圖4所示是電力變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置一個優(yōu)選實施例中設(shè)置暫態(tài)地電壓檢測單元的示意圖；
[0029]圖6是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置一個優(yōu)選實施例中設(shè)置特高頻檢測單元的示意圖；
[0030]圖7是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置的檢測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】[0031]請參閱圖1，圖1是本發(fā)明電力設(shè)備局部放電檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]所述電力設(shè)備局部放電檢測裝置，包括:導體屏蔽罩17和高頻電纜接頭18 ；
[0033]所述導體屏蔽罩17與電力設(shè)備的金屬外殼13圍成一個屏蔽腔，將所述電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線11從預設(shè)的測量點15至參考點14之間的一段收容在所述屏蔽腔內(nèi)，并且所述導體屏蔽罩17與所述內(nèi)部引出地線11上的參考點14連接，其中，所述內(nèi)部引出地線11上的參考點14的位置遠于所述測量點15的位置；
[0034]所述高頻電纜接頭18與所述內(nèi)部引出地線11上的測量點18相連接，并且伸出所述導體屏蔽罩17外。
[0035]由于電力設(shè)備金屬外殼的屏蔽作用，限制了局部放電高頻電磁信號的傳感。本發(fā)明提出一種在電力設(shè)備內(nèi)部引出地線上測量傳輸線電壓降進行局部放電甚高頻VHF(30MHz-300MHz)或特高頻UHF (300MHz_3GHz)信號傳感的裝置。
[0036]如電力變壓器這類設(shè)備，其內(nèi)部元件的接地線通常經(jīng)過套管引出到設(shè)備體外，然后在體外接地，以下稱這種接地線為“內(nèi)部引出地線”。當設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時，局部放電的高頻電磁暫態(tài)能夠以多種途徑耦合到內(nèi)部引出地線上，并沿內(nèi)部引出地線傳播到設(shè)備體外。對于局部放電的VHF (波長10-lm)信號和UHF (波長1_0.1m)信號，信號波長和內(nèi)部引出地線的長度在相同數(shù)量級，這些信號在內(nèi)部引出地線上的傳播具有傳輸線傳播特性，沿地線長度方向的不同點之間存在顯著的幅度相位變化，因此存在電位差。在內(nèi)部引出地線上測量傳輸線電位差，可進行局部放電甚高頻VHF信號或特高頻UHF信號傳感，實現(xiàn)局部放電檢測。
[0037]本發(fā)明在電力設(shè)備的由其內(nèi)部元件接地線經(jīng)過地線套管引出到體外的一段地線上，選擇相隔距離為L的兩點，離開所述的地線套管近的一點為測量點，離開地線套管遠的一點為參考點，測量局部放電所產(chǎn)生的甚高頻VHF信號或特高頻UHF信號在所述的內(nèi)部引出地線上傳播時測量點相對于參考點所出現(xiàn)的傳輸線電位差，用于局部放電信號測量。
[0038]局部放電的VHF信號或UHF信號沿內(nèi)部引出地線傳播，測量點15和參考點14之間存在傳輸線電位差。內(nèi)部引出地線的屏蔽16從參考點14出發(fā)，延伸到測量點15，取測量點15和屏蔽16之間的電位差，由高頻電纜接頭18引出，輸入至后續(xù)的信號處理電路，進行局部放電VHF或UHF信號傳感。套管屏蔽17連接在地線屏蔽16和設(shè)備外殼13之間，構(gòu)成封閉的屏蔽體，測量點15處在此封閉屏蔽體之內(nèi)，可有效抵御設(shè)備外部空間的電磁干擾。
[0039]所述測量點15和參考點14之間的距離L依據(jù)傳感信號的頻段而定。VHF信號或UHF信號沿內(nèi)部引出地線傳播，在參考點14發(fā)生負的全反射，形成駐波。對于波
長為λ的頻率分量，在距
【權(quán)利要求】
1.一種電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于，包括:導體屏蔽罩和高頻電纜接頭； 所述導體屏蔽罩與電力設(shè)備的金屬外殼圍成一個屏蔽腔，將所述電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線從預設(shè)的測量點至參考點之間的一段收容在所述屏蔽腔內(nèi)，并且所述導體屏蔽罩與所述內(nèi)部引出地線上的參考點連接，其中，所述內(nèi)部引出地線上的參考點的位置遠于所述測量點的位置； 所述高頻電纜接頭與所述內(nèi)部引出地線上的測量點相連接，并且伸出所述導體屏蔽罩外。
2.如權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于: 所述內(nèi)部引出地線上的參考點與測量點之間的距離為L，其中，c為電磁波沿地線傳播速度，f為局部放電測量信號頻段的中心頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于，所述導體屏蔽罩包括:地線套管屏蔽部分和延長線屏蔽部分； 所述地線套管屏蔽部分包圍在所述內(nèi)部引出地線的套管上，其側(cè)面設(shè)置有一個延長線出線孔，所述內(nèi)部引出地線的延長線從所述延長線出線孔伸出； 所述參考點和所述測量點設(shè)置在所述延長線上，所述延長線屏蔽部分一端與所述地線套管屏蔽部分相連，另一端封閉并與所述延長線上的參考點相連。
4.如權(quán)利要求3所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于，所述延長線屏蔽部分為筒狀，其一端與所述地線套管屏蔽部分相連，另一端在所述參考點的位置設(shè)置有連接導體； 所述連接導體在所述參考點的位置上下夾持所述延長線，連接所述延長線與所述延長線屏蔽部分。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于，還包括高頻電流互感器，所述高頻電流互感器套設(shè)在所述電力設(shè)備的內(nèi)部引出地線上。
6.如權(quán)利要求1至4任 意一項所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于，還包括暫態(tài)地電壓檢測單元，所述暫態(tài)地電壓檢測單元包括電容式感應(yīng)電極、信號處理和顯示電路，以及暫態(tài)地電壓檢測屏蔽罩； 所述電容式感應(yīng)電極放置在所述電力設(shè)備的金屬外殼上，所述信號處理和顯示電路與所述電容式感應(yīng)電極連接，所述暫態(tài)地電壓檢測屏蔽罩覆蓋在所述電容式感應(yīng)電極以及所述信號處理和顯示電路上，所述信號處理和顯示電路通過所述暫態(tài)地電壓檢測屏蔽罩接地。
7.如權(quán)利要求1至4任意一項所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置，其特征在于，還包括特高頻檢測單元，所述特高頻檢測單元包括設(shè)置在所述電力設(shè)備的金屬外殼上的手孔結(jié)構(gòu)，特高頻耦合器和特高頻電纜接頭，所述特高頻耦合器設(shè)置在所述手孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述特高頻電纜接頭穿過所述手孔結(jié)構(gòu)與所述特高頻耦合器連接。
8.—種如權(quán)利要求1至7任意一項所述的電力設(shè)備局部放電檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟: 檢測所述導體屏蔽罩和所述高頻電纜接頭的電壓； 獲取所述導體屏蔽罩和所述高頻電纜接頭的電位差；根據(jù)所述電位 差判斷所述電力設(shè)備的局部放電情況。
【文檔編號】G01R1/18GK103884971SQ201410126852
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】張顯聰, 劉衛(wèi)東, 肖天為, 楊柳 申請人:廣州供電局有限公司, 清華大學