本發(fā)明屬于電力領(lǐng)域，特別涉及一種油紙絕緣局部放電起始電壓(updiv)智能測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力設(shè)備絕緣中的某些薄弱部位在強(qiáng)電場的作用下發(fā)生局部放電是高壓絕緣中普遍存在的問題。若局部放電長期存在，一定條件下會導(dǎo)致絕緣劣化甚至擊穿。對電力設(shè)備進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，不但能夠了解設(shè)備的絕緣狀況，還能及時發(fā)現(xiàn)許多有關(guān)制造與安裝方面的問題，確定絕緣故障的原因及其嚴(yán)重程度。局部放電起始電壓是局部放電測試中最關(guān)鍵的指標(biāo)之一，其準(zhǔn)確測量直接關(guān)系到設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、運(yùn)行及維護(hù)等諸多方面。

iectr61294標(biāo)準(zhǔn)對油紙絕緣局部放電起始電壓規(guī)定為放電量超過100pc的外施電壓，其對外施電壓波形、電極結(jié)構(gòu)、環(huán)境溫度等均未進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。目前尚無成熟的適用于油紙絕緣局部放電起始電壓的測試系統(tǒng)，無法進(jìn)一步滿足電網(wǎng)油浸式設(shè)備對運(yùn)行可靠性及安全性的嚴(yán)格要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種油紙絕緣局部放電起始電壓智能測量系統(tǒng)，用于智能、準(zhǔn)確、自動獲取油紙絕緣試品發(fā)生局部放電時的局部放電起始電壓updiv，該系統(tǒng)包括：

交流高壓電源低壓側(cè)智能控制系統(tǒng)、油紙絕緣試品局部放電試驗(yàn)腔體、雙通道高速采集卡和計(jì)算機(jī)；

其中，交流高壓電源低壓側(cè)智能控制系統(tǒng)可動態(tài)調(diào)整油紙絕緣試品局部放電試驗(yàn)腔體內(nèi)的油紙絕緣試品上所施加電壓的幅值；

雙通道高速采集卡用于同時對施加電壓和油紙絕緣試品內(nèi)部的局部放電脈沖電流進(jìn)行采集；

計(jì)算機(jī)用于接收所述雙通道高速采集卡發(fā)送的局部放電信號，實(shí)時分析試品的放電量大小，并對試品外施電壓的閉環(huán)智能反饋控制。

優(yōu)選的，所述油紙絕緣試品局部放電試驗(yàn)腔體包括：交流高壓輸出模塊、充氣式高壓電路模塊和油紙絕緣試品罐體。

優(yōu)選的，所述交流高壓輸出模塊包括：調(diào)壓器、充氣式試驗(yàn)變壓器和高壓電阻。

優(yōu)選的，所述充氣式高壓電路模塊包括：高壓導(dǎo)桿、極性相反的硅堆、充電電容、阻容分壓器、耦合電容和閘刀開關(guān)。

優(yōu)選的，所述閘刀用于選擇電壓類型。

優(yōu)選的，所述油紙絕緣試品罐體包括：注油口、油枕、高壓導(dǎo)桿、觀察窗、電極結(jié)構(gòu)、加熱裝置、傳感器套件、操作旋柄、排油口和氣口，其中，所述傳感器套件又包括：油溫、油壓傳感器和含水量檢測傳感器。

優(yōu)選的，所述含水量檢測傳感器的檢測靈敏度小于10ppm。

本發(fā)明的技術(shù)效果為：采用基于脈沖電流法的局部放電檢測對油紙復(fù)合絕緣上的局部放電放電量進(jìn)行準(zhǔn)確智能自動測量，整個裝置集成度較高，可用來研究不同絕緣試品結(jié)構(gòu)和環(huán)境溫度等對油紙絕緣pdiv影響。本發(fā)明所述系統(tǒng)局放檢測靈敏度高，除試品外裝置自身局放量在5pc以下，滿足實(shí)驗(yàn)需求，能夠適用于多種油紙絕緣系統(tǒng)的pdiv測試，采用高頻線圈對局放脈沖電流進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)油紙絕緣pdiv的快速、智能測量，保證油紙絕緣局部放電檢測的精確性，同時大幅提升了油紙絕緣局部放電測試數(shù)據(jù)的可用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的局部放電起始電壓試驗(yàn)電路示意圖；

圖2為本發(fā)明所構(gòu)建的油紙絕緣試品局放起始電壓試驗(yàn)腔體示意圖；

圖3(a)-圖3(c)為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的油紙絕緣試品電極結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖3(a)尖-板電極結(jié)構(gòu)；圖3(b)板板電極結(jié)構(gòu)；圖3(c)懸浮電極結(jié)構(gòu)；

圖4為本發(fā)明油紙絕緣試品局放起始電壓智能測量的操作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種局部放電起始電壓試驗(yàn)回路，包括：充氣式試驗(yàn)變壓器(t)、高壓電阻(r)、機(jī)械閘刀開關(guān)(s1和s2)、硅堆(d1和d2)、充電電容(c)、阻容分壓器(由z1和z2構(gòu)成)、耦合電容(ck)、高頻線圈(ct)和不同電極結(jié)構(gòu)下的油紙?jiān)嚻?cx)、雙通道高速采集卡和計(jì)算機(jī)。本實(shí)施例中的試驗(yàn)電路能夠通過改變開關(guān)s1和s2的不同位置，自主選擇施加電壓類型。當(dāng)開關(guān)s1位于觸點(diǎn)a、開關(guān)s2位于觸點(diǎn)a’時，施加電壓類型為交流高壓；當(dāng)開關(guān)s1位于觸點(diǎn)b1、開關(guān)s2位于觸點(diǎn)b’時，施加電壓類型為負(fù)極性直流高壓；當(dāng)開關(guān)s1位于觸點(diǎn)b2、開關(guān)s2位于觸點(diǎn)b’時，施加電壓類型為正極性直流高壓。當(dāng)油紙?jiān)嚻繁粨舸r，高壓電阻r可以起到限流保護(hù)變壓器的目的；硅堆d1和充電電容c串聯(lián)，或硅堆d2和充電電容c串聯(lián)，用于半波整流以輸出直流高壓，優(yōu)選的，本實(shí)施例中所選擇硅堆和充電電容c的的電容耐壓為100kv，充電電容c容值為0.05uf，紋波系數(shù)小于1％；阻容分壓器z1和z2用于測量所施加電壓幅值，優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)定阻容分壓器的額定電壓為100kv；耦合電容ck為局放電流提供傳輸路徑，以提高檢測靈敏度，優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施采用1nf無局放電容；高頻線圈ct位于試品接地線處，用來測量局放發(fā)生時的脈沖電流信號。試驗(yàn)中，雙通道高速采集卡同時采集分壓器輸出的電壓信號和高頻線圈所耦合的局放脈沖電流信號，并將所采集數(shù)據(jù)實(shí)時發(fā)送給計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)軟件對局放信號進(jìn)行處理，用于對油紙?jiān)嚻穋x的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并根據(jù)此時試品局放量大小下達(dá)控制命令反饋給智能自動調(diào)壓控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對前端輸出電壓幅值的動態(tài)控制。

所述油紙?jiān)嚻钒ǖV物油、植物油、硅油、絕緣紙、絕緣板、絕緣木。

所述計(jì)算機(jī)軟件同時具備對雙通道高速采集卡的信號采集參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的能力，包括采樣頻率、測試時間、數(shù)據(jù)顯示方式選擇；其中：采樣頻率的范圍為0-30mhz；測試時間的范圍為從零至數(shù)小時；數(shù)據(jù)顯示方式則有二維的q-φ，n-φ方式和三維的q-φ-t，n-q-φ方式，n表示放電重復(fù)次數(shù)，q表示放電量，φ表示放電相位。

參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種油紙絕緣試品局放起始電壓試驗(yàn)腔體，包括：交流高壓輸出模塊1、充氣式高壓電路模塊2和油紙絕緣試品罐體3。其中，支柱4和底座5起到支撐固定腔體的作用；端口19為腔體接地端；通過氣口6對交流高壓輸出模塊1和充氣式高壓電路模塊2沖入絕對氣壓0.5mpa高絕緣強(qiáng)度的sf6氣體；氣壓表8用于監(jiān)測氣室內(nèi)壓強(qiáng)；法蘭10位于充氣式高壓電路模塊2外部一側(cè)。油紙絕緣試品罐體3包括注油口7、油枕9、高壓導(dǎo)桿11、觀察窗12、電極結(jié)構(gòu)13、加熱裝置14、傳感器套件15、操作旋柄16、排油口17和氣口18，其中，加熱裝置14用于調(diào)控油溫，優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例采用加熱毯作為加熱裝置；傳感器套件15內(nèi)置油溫、油壓傳感器和含水量檢測傳感器；操作旋柄16用于改變正負(fù)電極間隙。

參閱圖3(a)-圖3(c)，本發(fā)明實(shí)施例提供三種可更換的電極結(jié)構(gòu)，包括圖3(a)所示尖-板電極結(jié)構(gòu)、圖3(b)所示板-板電極結(jié)構(gòu)及圖3(c)所示懸浮電極結(jié)構(gòu)三種，可實(shí)現(xiàn)不同電極結(jié)構(gòu)類型的局部放電起始電壓測量。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，圖3示意的參數(shù)僅供參考，不同實(shí)施例下的參數(shù)可能依據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況有所不同。就本實(shí)施例而言，有別于其它油紙復(fù)合絕緣局部放電起始電壓試驗(yàn)方法或系統(tǒng)，本發(fā)明通過不同絕緣油、絕緣紙板材料的組合，利用可更換的電極結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同施加電壓和油紙絕緣試品產(chǎn)生多種類型的局部放電起始電壓的快速、智能、準(zhǔn)確測試。

參閱圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供一種油紙絕緣試品局部放電起始電壓智能測量的操作方法，具體步驟如下：①依據(jù)iectr61294對局部放電起始電壓up進(jìn)行測試，即，以1kv/s的升壓速度進(jìn)行升壓，若計(jì)算機(jī)軟件檢測到局部放電電量達(dá)到或超過100pc，則記錄放電電壓數(shù)值，然后，系統(tǒng)降壓至零，否則繼續(xù)以1kv/s的升壓速度進(jìn)行升壓，直至滿足局部放電電量；②等待至少3分鐘后，以1kv/s的升壓速度從0升壓至0.7倍up，然后按照0.1kv的步長進(jìn)行調(diào)節(jié)逐級升壓，同時計(jì)算機(jī)監(jiān)測放電量，直至第x次調(diào)節(jié)時，若放電量達(dá)到或超過100pc，記錄此時的外施電壓(0.7up+0.1xkv)作為本次局部放電起始電壓，系統(tǒng)降壓為零；否則繼續(xù)以0.1kv的步長進(jìn)行調(diào)節(jié)。③統(tǒng)計(jì)步驟②的重復(fù)次數(shù)，若次數(shù)大于10次，則計(jì)算平均數(shù)求得局部放電起始電壓updiv，updiv計(jì)算公式如下：否則重復(fù)步驟2。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。