電力設備局部放電檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發明提供一種電力設備局部放電檢測裝置及其檢測方法。通過電力設備的內部引出地線測量局部放電，在電力設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備的金屬外殼，并和電力設備的金屬外殼相連，使設備外殼和屏蔽罩構成一個封閉的屏蔽體，對所述的參考點至設備內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】電力設備局部放電檢測裝置及其檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力設備局部放電檢測【技術領域】，特別是涉及一種電力設備局部放電檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術】
[0002]絕緣介質中的局部缺陷，在交流電壓作用下，發生缺陷區域的重復擊穿，稱為局部放電。
[0003]局部放電是絕緣缺陷的表現，也是絕緣缺陷進一步發展的原因。電力設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，引發絕緣事故。因此，在電力設備的制造、安裝、運行和檢修中，經常需要進行局部放電檢測，以保證絕緣質量。
[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，電力設備退出系統運行，在專門的試驗條件下進行。在線檢測時，電力設備保持正常運行狀態，測量儀器和測量操作不能影響電力設備的安全運行。
[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，是在電力設備外殼上安裝機械振動傳感器，檢測局部放電產生的脈沖機械振動信號，實現局部放電傳感。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，是在電力設備各種可能的位置安裝電磁信號傳感器，檢測局部放電產生的電磁暫態信號，實現局部放電傳感。局部放電電磁信號傳感具有靈敏度高的優點，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鍵。
【發明內容】
[0009]針對現有的電力設備局部放電檢測存在較嚴重的電磁干擾的技術問題，本發明提出一種減少電磁干擾的電力設備局部放電檢測裝置。
[0010]一種電力設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備的金屬外殼圍成一個屏蔽腔，將所述電力設備的內部引出地線從預設的測量點至參考點之間的一段收容在所述屏蔽腔內，并且所述導體屏蔽罩與所述內部引出地線上的參考點連接，其中，所述內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]本發明的電力設備局部放電檢測裝置創新地通過電力設備的內部引出地線測量局部放電，電力設備的局部放電產生的VHF信號(30-300MHZ)和UHF信號(300-3000MHz)信號耦合到內部引出地線上，從電力設備內部傳播到設備外部。對于VHF信號和UHF信號，所述內部引出地線可視為一根傳輸線，在電力設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，至所述的電力設備的金屬外殼，并和電力設備的金屬外殼相連，使設備外殼和屏蔽罩構成一個封閉的屏蔽體，對所述的參考點至設備內部的地線線段進行屏蔽。
[0017]通過所述導體屏蔽罩與電力設備的金屬外殼圍成的屏蔽腔，對所述內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備的內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備局部放電的情況，非常方便。
[0018]本發明還提出一種所述電力設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]根據所述電位差判斷所述電力設備的局部放電情況。
[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是本發明電力設備局部放電檢測裝置的結構示意圖；
[0024]圖2a是本發明電力設備局部放電檢測裝置一種實施例的正截面示意圖；
[0025]圖2b是本發明電力設備局部放電檢測裝置一種實施例的側截面示意圖；
[0026]圖3是本發明電力設備局部放電檢測裝置一個優選實施例中設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構示意圖；
[0028]圖5是本發明電力設備局部放電檢測裝置一個優選實施例中設置暫態地電壓檢測單元的示意圖；
[0029]圖6是本發明電力設備局部放電檢測裝置一個優選實施例中設置特高頻檢測單元的示意圖；
[0030]圖7是本發明電力設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是本發明電力設備局部放電檢測裝置的結構示意圖。
[0032]所述電力設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與電力設備的金屬外殼13圍成一個屏蔽腔，將所述電力設備的內部引出地線11從預設的測量點15至參考點14之間的一段收容在所述屏蔽腔內，并且所述導體屏蔽罩17與所述內部引出地線11上的參考點14連接，其中，所述內部引出地線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。本發明提出一種在電力設備內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備，其內部元件的接地線通常經過套管引出到設備體外，然后在體外接地，以下稱這種接地線為“內部引出地線”。當設備內部出現局部放電時，局部放電的高頻電磁暫態能夠以多種途徑耦合到內部引出地線上，并沿內部引出地線傳播到設備體外。對于局部放電的VHF (波長10-lm)信號和UHF (波長1_0.1m)信號，信號波長和內部引出地線的長度在相同數量級，這些信號在內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，實現局部放電檢測。
[0037]本發明在電力設備的由其內部元件接地線經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，測量局部放電所產生的甚高頻VHF信號或特高頻UHF信號在所述的內部引出地線上傳播時測量點相對于參考點所出現的傳輸線電位差，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。內部引出地線的屏蔽16從參考點14出發，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和設備外殼13之間，構成封閉的屏蔽體，測量點15處在此封閉屏蔽體之內，可有效抵御設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依據傳感信號的頻段而定。VHF信號或UHF信號沿內部引出地線傳播，在參考點14發生負的全反射，形成駐波。對于波
長為λ的頻率分量，在距
【權利要求】
1.一種電力設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備的金屬外殼圍成一個屏蔽腔，將所述電力設備的內部引出地線從預設的測量點至參考點之間的一段收容在所述屏蔽腔內，并且所述導體屏蔽罩與所述內部引出地線上的參考點連接，其中，所述內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.如權利要求1所述的電力設備局部放電檢測裝置，其特征在于: 所述內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.如權利要求1所述的電力設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部引出地線的套管上，其側面設置有一個延長線出線孔，所述內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.如權利要求3所述的電力設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.如權利要求1至4任意一項所述的電力設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在所述電力設備的內部引出地線上。
6.如權利要求1至4任 意一項所述的電力設備局部放電檢測裝置，其特征在于，還包括暫態地電壓檢測單元，所述暫態地電壓檢測單元包括電容式感應電極、信號處理和顯示電路，以及暫態地電壓檢測屏蔽罩； 所述電容式感應電極放置在所述電力設備的金屬外殼上，所述信號處理和顯示電路與所述電容式感應電極連接，所述暫態地電壓檢測屏蔽罩覆蓋在所述電容式感應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地電壓檢測屏蔽罩接地。
7.如權利要求1至4任意一項所述的電力設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置在所述電力設備的金屬外殼上的手孔結構，特高頻耦合器和特高頻電纜接頭，所述特高頻耦合器設置在所述手孔結構內，所述特高頻電纜接頭穿過所述手孔結構與所述特高頻耦合器連接。
8.—種如權利要求1至7任意一項所述的電力設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；根據所述電位 差判斷所述電力設備的局部放電情況。
【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 優先權日:2014年3月28日
【發明者】張顯聰, 劉衛東, 肖天為, 楊柳 申請人:廣州供電局有限公司, 清華大學
專業數控銑床產品供應商
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