移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，由集裝箱、操作臺、低壓開關(guān)柜、調(diào)壓器、工頻變壓器、保護電阻、工頻分壓器、工頻引出套管組成，其特征在于：將工頻試驗電源安裝到集裝箱內(nèi)，可實現(xiàn)移動式現(xiàn)場試驗的要求,集裝箱采用集裝箱箱體與集裝箱底座可分離的設(shè)計結(jié)構(gòu)，集裝箱箱體與集裝箱底座采用24個快速集裝箱扣鎖固定。本發(fā)明的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，利用50Hz工頻電源作為來獲取高壓電壓，工頻電源質(zhì)量好、容量大，可以滿足積污試驗研究需要。采用集裝箱移動式設(shè)計，在現(xiàn)場可以實現(xiàn)快速布局，展開試驗，減輕了現(xiàn)場的工作量，可以使用發(fā)電機供電，在沒有電力供應(yīng)的區(qū)域也可以使用。
【專利說明】移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，將工頻試驗電源整合到一個集裝箱里，屬于電力高壓測試【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]工頻試驗電源是進行工頻交流耐壓試驗的主要試驗設(shè)備，交流耐壓是鑒定電氣設(shè)備絕緣強度的最有效最直接的方法，它可以判斷設(shè)備能否繼續(xù)運行，也是保證電氣設(shè)備絕緣水平，避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。高壓輸電的外絕緣設(shè)計主要取決于兩個方面，一方面是空氣間隙方面的問題，另一方面則取決于工作電壓下絕緣子的污穢性能。線路的污穢外絕緣問題通常都是輸電線路外絕緣設(shè)計的關(guān)鍵控制因素，其顯著影響著線路運行的可靠性。目前絕緣子的污穢外絕緣試驗通常是在試驗室中進行的，通過人工污穢法模擬試驗，但這種試驗與自然情況仍存在差異，而且不能驗證不同污區(qū)的實際特點。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，用于測試不同地區(qū)實際自然環(huán)境條件下的絕緣子積污特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，用于測試不同地區(qū)實際自然環(huán)境條件下的絕緣子積污特性，采用50Hz工頻電源供電，將工頻積污試驗電源整合到集裝箱中，便于運輸和現(xiàn)場試驗，電源由工頻引出套管將電源從集裝箱內(nèi)部引出到外部，為被測試的絕緣子串提供電源，通過測量系統(tǒng)取得絕緣子運行參數(shù)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，由集裝箱、操作臺、低壓開關(guān)柜、調(diào)壓器、工頻變壓器、保護電阻、工頻分壓器、工頻引出套管組成，其特征在于:將工頻試驗電源安裝到集裝箱內(nèi)，可實現(xiàn)移動式現(xiàn)場試驗的要求，其中:
集裝箱采用集裝箱箱體與集裝箱底座可分離的設(shè)計結(jié)構(gòu)，集裝箱箱體與集裝箱底座采用24個快速集裝箱扣鎖固定；
操作臺包含測控工控機、顯示器以及監(jiān)控系統(tǒng)，能夠通過計算機實現(xiàn)對系統(tǒng)的全部控制功能；
低壓開關(guān)柜內(nèi)部含有低壓開關(guān)、PLC、繼電器、接觸器，是整個系統(tǒng)的控制核心；
調(diào)壓器采用柱式調(diào)壓器，直流電機伺服系統(tǒng)調(diào)速，電動控制調(diào)壓，且升壓速度可調(diào)； 工頻變壓器采用環(huán)氧筒結(jié)構(gòu)形式，頂部有均壓環(huán)；
保護電阻采用金屬絲繞制而成，用于所接試品閃絡(luò)時對于變壓器的保護；
工頻分壓器采用電容分壓形式，由高壓臂電容和低壓臂電容組成，通過分壓器將工頻高壓降低到100V以下，接入測量系統(tǒng)；
工頻引出套管是用于將集裝箱內(nèi)部的工頻電壓引出到集裝箱外部的專用引出套管。
[0006]如上所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于:集裝箱箱體兩端裝設(shè)大門，方便使用人員的操作；集裝箱底座加裝防水槽和防水密封膠墊，提高防水性能；集裝箱分為控制室和設(shè)備室，將操作人員和高壓設(shè)備完全隔離，保證操作人員的安全。
[0007]如上所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)測設(shè)備室內(nèi)部和集裝箱外部的的視頻圖像，操作臺內(nèi)含有隔離保護電源，能夠隔離高壓試驗放電對于監(jiān)控系統(tǒng)的影響，而且保證操作人員的人身安全。
[0008]如上所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于，分壓器頂部有均壓罩，用于均壓。
[0009]如上所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于，工頻引出套管的材質(zhì)為復(fù)合絕緣套管，外表面有復(fù)合硅橡膠傘群，工頻引出套管具有良好的絕緣性能，尤其是在穿越集裝箱箱體的部分。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，利用50Hz工頻電源作為來獲取高壓電壓，工頻電源質(zhì)量好、容量大，可以滿足積污試驗研究需要。采用集裝箱移動式設(shè)計，在現(xiàn)場可以實現(xiàn)快速布局，展開試驗，減輕了現(xiàn)場的工作量，可以使用發(fā)電機供電，在沒有電力供應(yīng)的區(qū)域也可以使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。
[0013]附圖中的符號說明:1_操作臺，2-低壓開關(guān)柜，3-調(diào)壓器，4-工頻變壓器，5-保護電阻，6-工頻分壓器，7-集裝箱底座，8-集裝箱箱體，9-監(jiān)控系統(tǒng)，10-工頻引出套管，11-集裝箱。
[0014]移動式工頻積污試驗電源，其特征在于:將工頻試驗電源安裝到一個集裝箱內(nèi)，可實現(xiàn)移動式現(xiàn)場試驗的要求。移動式工頻積污試驗電源由集裝箱、操作臺、低壓開關(guān)柜、調(diào)壓器、工頻變壓器、保護電阻、工頻分壓器、工頻引出套管組成。
[0015]集裝箱采用箱體與底座可分離的設(shè)計結(jié)構(gòu)，便于將集裝箱箱體吊離，對集裝箱底座上安裝的高壓試驗設(shè)備進行檢修，集裝箱箱體與底座采用24個快速集裝箱扣鎖，能夠快速地進行集裝箱箱體與底座的連接。集裝箱兩端裝設(shè)大門，方便使用人員的進出操作。集裝箱底座加裝了防水槽和防水密封膠墊，提高了防水性能。防水槽高100mm，在防水密封膠墊失效的情況下，仍然能夠抵擋100_以下的水。集裝箱分為控制室和設(shè)備室，將操作人員和高壓設(shè)備通過鐵板完全隔離，保證了操作人員的安全?？刂剖覂?nèi)進行了內(nèi)部裝飾，設(shè)有照明設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備?？刂剖以O(shè)置有帶防盜網(wǎng)的推拉塑鋼窗，能夠保證操作人員的通風(fēng)舒適性。設(shè)備室內(nèi)也裝設(shè)了照明和監(jiān)控設(shè)備，能夠方便進入檢修和進行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控。
[0016]操作臺包含了測控工控機、顯示器、監(jiān)控系統(tǒng)。能夠通過計算機實現(xiàn)對系統(tǒng)的全部控制功能。監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)測設(shè)備室內(nèi)部和集裝箱外部的的視頻圖像。操作臺內(nèi)含有隔離保護電源，能夠很好的隔離高壓試驗放電對于控制系統(tǒng)的影響，而且保證了操作人員的人身安全。
[0017]低壓開關(guān)柜內(nèi)部含有低壓開關(guān)、PLC、繼電器接觸器等控制器件，是整個系統(tǒng)的控制核心。開關(guān)柜的額定電壓380V，額定電流300A。
[0018]調(diào)壓器采用柱式調(diào)壓器，直流電機伺服系統(tǒng)調(diào)速，可以電動控制調(diào)壓，且升壓速度可調(diào)。
[0019]調(diào)壓器參數(shù):
結(jié)構(gòu)單相，感應(yīng)式
容量80kVA
額定輸入電壓380V
額定輸出電壓O?650V
額定輸入電流21A
工作頻率50Hz
安裝地點戶內(nèi)
冷卻方式油浸自冷
其他裝有零位和高壓限位裝置
調(diào)壓方式采用伺服系統(tǒng)，升壓速度可調(diào)。
[0020]工頻變壓器采用環(huán)氧筒結(jié)構(gòu)形式，頂部有均壓環(huán)。
[0021]工頻變壓器參數(shù):
結(jié)構(gòu)單相，環(huán)氧筒
容量80kVA
輸入電壓600V
額定輸出電壓80kV
工作頻率50Hz
安裝地點戶內(nèi)
冷卻方式油浸自冷。
[0022]保護電阻采用金屬絲繞制而成，用于所接試品閃絡(luò)時對于變壓器的保護，阻值1k Ω 長度 800mm。
[0023]工頻分壓器采用電容分壓形式，由高壓臂電容和低壓臂電容組成，通過分壓器將工頻高壓降低到100V以下，接入測量系統(tǒng)。分壓器頂部有均壓罩，用于均壓。額定電壓80kV高壓臂100pF低壓臂8uF。
[0024]本發(fā)明的工作原理是:工頻電源380V輸入，通過調(diào)壓器可線性調(diào)節(jié)輸出電壓，調(diào)壓器輸出電壓作為工頻變壓器的輸入電壓，經(jīng)工頻變壓器升壓后，產(chǎn)生高壓，經(jīng)過保護電阻連接到工頻分壓器上，工頻分壓器能夠?qū)⒏邏弘妷悍謮撼龅蛪弘妷盒盘?，接入測量系統(tǒng)進行電壓測量。從分壓器上端連接到工頻引出套管，通過此套管將電壓引出到集裝箱外部，再通過高壓導(dǎo)線連接到被測的絕緣子上。在絕緣子的末端通過取樣電阻將絕緣子的泄露電流通過測量系統(tǒng)采集到操作臺的工控機中進行分析處理，得到絕緣子泄露電流特性與自然積污的關(guān)系。
[0025]具體實施方案:
使用條件:安裝地點戶外海拔高度4500m
環(huán)境溫度-35°C?+35°C
空氣相對濕度彡90% (20°C)
耐地震能力地面水平加速度:3m/s2，地面垂直加速度:1.5m/s2(地震波為正弦波，持續(xù)時間三個周波，安全系數(shù)1.67)
其他設(shè)有可靠接地點，接地電阻< 0.5 Ω。
[0026]工頻積污試驗電源測控系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用進口 PLC作為核心控制器件，可靠性高，可滿足設(shè)備長期帶電使用的要求，設(shè)備有操作按鈕進行操作和采用工頻峰值表進行顯示，操作界面采用LABVIEW軟件編制，可同時在界面上進行操作和顯示，并且可以記錄工頻電壓和泄露電流?？梢苑奖愕恼{(diào)用記錄的數(shù)據(jù)，生成報告。另外根據(jù)設(shè)備長期帶電的要求，為了便于更好的監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，減輕運行人員的工作負擔(dān)，本設(shè)備增加了短信遠程監(jiān)控功能，測控系統(tǒng)可實時或者定期將設(shè)備運行狀態(tài)和各路泄露電流數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶指定的移動電話上，如果設(shè)備發(fā)生了故障或者遇到系統(tǒng)斷電，也會將報警信息發(fā)送到用戶指定的手機上，以實現(xiàn)無人值守。系統(tǒng)的運行參數(shù)及測量結(jié)果以數(shù)字量形式在計算機界面上進行實時顯示。在計算機上可以完成試驗系統(tǒng)所有設(shè)定、運行、測量等參數(shù)，監(jiān)控其運行狀態(tài)。該計算機測量與控制系統(tǒng)是專門為現(xiàn)場移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)設(shè)計的智能化控制及測量系統(tǒng)，所有的控制功能均可由軟件實現(xiàn)。運用屏蔽技術(shù)和成熟的組態(tài)軟件，很好地解決了高電壓試驗中的空間、地電位和電源等干擾問題，優(yōu)化了人機界面和通訊方式，使整個控制系統(tǒng)不但具有抗干擾能力強，穩(wěn)定性好，可靠性高等特點，而且具有很大的可擴展性以及強大的編程和通訊能力，徹底改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)操作既費時又費力的現(xiàn)象，而且大大提高了試驗數(shù)據(jù)的重復(fù)性和穩(wěn)定性。
[0027]測量系統(tǒng)采用多通道NI采集卡，自動多量程切換，能夠精確測量微安、毫安和安培級的泄露電流，并能夠進行長時間的記錄和數(shù)據(jù)趨勢分析。結(jié)合氣象系統(tǒng)，可以分析絕緣子積污特性與氣象條件的關(guān)系，為電力試驗研究機構(gòu)提供數(shù)據(jù)支持。
[0028]控制系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)工頻電壓
整定范圍O?80 kV
工作電壓O?80 kV連續(xù)可調(diào)
調(diào)節(jié)精度I kV
顯示精度0.1 kV
配備工頻峰值表工頻電流
顯示范圍O?100mA
顯示精度ImA
升壓速度
調(diào)節(jié)范圍20%?100%連續(xù)可調(diào)
調(diào)節(jié)精度1%
電壓測量不確定度< ±3 %
電流測量不確定度(±3 %。
[0029]控制系統(tǒng)主要功能:
輸出電壓可以自動或手動方式調(diào)節(jié)
輸出電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)，包含自動和手動兩種方式
主電源開關(guān)的操作(調(diào)壓器兩側(cè)開關(guān)合、跳按鈕及指示燈);
調(diào)壓器升、降壓及指示燈；
升壓值、升壓速度、耐壓時間的預(yù)設(shè)及顯示，升壓方式可實現(xiàn)自動程序化方式；
升壓操作警鈴提示；
控制臺配備過電壓保護裝置，通過合理的布線和接地布置防止試品閃絡(luò)時控制臺內(nèi)元器件損壞；
控制臺具有過壓自動跳閘功能；
調(diào)壓器采用直流調(diào)速系統(tǒng)，可以靈活的調(diào)整升壓速度；
具有過壓、過流硬件軟件雙重保護功能。
[0030]測量系統(tǒng)參數(shù):
量程:0.1mA?1A ；
采樣頻率:500Hz?10KHz可調(diào)；
測量誤差為:< 0.5% ；
測量精度:0.1mA ；
數(shù)據(jù)存儲:>5T ；
通道:支持多通道同時采集，通道數(shù)可擴展，可提供電壓測量通道；
傳感器采用三級系統(tǒng)保護，最快保護速度可達ns級。具有絕緣子閃絡(luò)時的保護功能，在試驗電壓下能確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；
全系統(tǒng)采用了屏蔽措施，具有很強的抗干擾能力；
系統(tǒng)可將整個污穢試驗的泄漏電流波形分割成多個文件完全記錄下來；
系統(tǒng)會自動統(tǒng)計和存儲泄漏電流峰值分別超過設(shè)定閾值的數(shù)目，會自動存儲每分鐘內(nèi)最大的泄漏電流峰值、持續(xù)時間和電量，還會統(tǒng)計累計的電荷量；
系統(tǒng)能夠?qū)Υ鎯Φ奶卣髁繑?shù)據(jù)進行事后讀取，并可以畫出趨勢線；
系統(tǒng)能夠?qū)Υ鎯Φ臄?shù)據(jù)進行頻率譜分析，基波提取等功能。
[0031]以上僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，由集裝箱、操作臺、低壓開關(guān)柜、調(diào)壓器、工頻變壓器、保護電阻、工頻分壓器、工頻引出套管組成，其特征在于:將工頻試驗電源安裝到集裝箱內(nèi)，可實現(xiàn)移動式現(xiàn)場試驗的要求，其中: 集裝箱采用集裝箱箱體與集裝箱底座可分離的設(shè)計結(jié)構(gòu)，集裝箱箱體與集裝箱底座采用24個快速集裝箱扣鎖固定； 操作臺包含測控工控機、顯示器以及監(jiān)控系統(tǒng)，能夠通過計算機實現(xiàn)對系統(tǒng)的全部控制功能； 低壓開關(guān)柜內(nèi)部含有低壓開關(guān)、PLC、繼電器、接觸器，是整個系統(tǒng)的控制核心； 調(diào)壓器采用柱式調(diào)壓器，直流電機伺服系統(tǒng)調(diào)速，電動控制調(diào)壓，且升壓速度可調(diào)； 工頻變壓器采用環(huán)氧筒結(jié)構(gòu)形式，頂部有均壓環(huán)； 保護電阻采用金屬絲繞制而成，用于所接試品閃絡(luò)時對于變壓器的保護； 工頻分壓器采用電容分壓形式，由高壓臂電容和低壓臂電容組成，通過分壓器將工頻高壓降低到10V以下，接入測量系統(tǒng)； 工頻引出套管是用于將集裝箱內(nèi)部的工頻電壓引出到集裝箱外部的專用引出套管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于:集裝箱箱體兩端裝設(shè)大門，方便使用人員的操作；集裝箱底座加裝防水槽和防水密封膠墊，提高防水性能；集裝箱分為控制室和設(shè)備室，將操作人員和高壓設(shè)備完全隔離，保證操作人員的安全。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)測設(shè)備室內(nèi)部和集裝箱外部的的視頻圖像，操作臺內(nèi)含有隔離保護電源，能夠隔離高壓試驗放電對于監(jiān)控系統(tǒng)的影響，而且保證操作人員的人身安全。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于，分壓器頂部有均壓罩，用于均壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動式工頻積污試驗電源系統(tǒng)，其特征在于，工頻引出套管的材質(zhì)為復(fù)合絕緣套管，外表面有復(fù)合硅橡膠傘群，工頻引出套管具有良好的絕緣性能，尤其是在穿越集裝箱箱體的部分。
【文檔編號】G01R1/28GK104330597SQ201410543068
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】康鈞, 曲全磊, 王生富, 姚飛, 任君星, 李淵, 李秋陽, 胡夢晨, 彭潔, 于鑫龍, 包正紅, 李占林, 馬驥, 蔣玲 申請人:國網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院