專利名稱：一種在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種裝置及其方法，具體涉及的是一種在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
電容套管是高壓電站電器的一個重要部分，主要與變壓器、電抗器和電站穿墻配套，作為導(dǎo)電載流和高壓對地絕緣與機械支撐用。電容套管的運行條件極為苛刻，受到電壓、電流、風(fēng)力、拉力、震動和大氣污穢等多方面影響，一旦產(chǎn)生故障，極易造成重大電網(wǎng)事故，所帶來的經(jīng)濟損失將遠大于電容套管自身價值。現(xiàn)有電容套管的結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖1，中心導(dǎo)管1與母線相連接，不同的電壓等級，電容芯子極板2的層數(shù)不同，運行時，末屏抽頭3接地或接傳統(tǒng)的在線測量裝置，運行時，安裝法蘭接地。為監(jiān)測運行中的電容套管絕緣狀況，行業(yè)上目前普遍一種容性設(shè)備介質(zhì)損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)。通過它監(jiān)測電容設(shè)備的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化，判斷絕緣設(shè)備的早期劣化程度，避免突發(fā)性事故發(fā)生。電容套管帶電后，泄漏電流較電壓相角提前90°。因此，如絕緣性能下降，泄漏電流中則出現(xiàn)與電壓相位相同的阻性分量。因此，容性設(shè)備電容量及介損(tan δ)的任何改變也導(dǎo)致泄漏電流的變化。容性設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)通過安裝在電容套管測試抽頭的末屏傳感器連續(xù)檢測一組三相電容套管的泄漏電流，隨后通過對泄漏電流的矢量分析表征電容量及介損的變化，并通過與系統(tǒng)初始值的比較而得到泄漏電流的在線趨勢顯示。系統(tǒng)初始值可通過電容套管的出廠測試或現(xiàn)場的離線測試獲得。但由于電容套管的介質(zhì)損耗因數(shù)很小，而且周圍的電磁環(huán)境復(fù)雜，存在很大的電磁干擾，因此要準(zhǔn)確、穩(wěn)定地在現(xiàn)場測量其介質(zhì)損耗因數(shù)有比較大的難度。因此，如何準(zhǔn)確的定性電容套管絕緣故障， 避免電容套管事故發(fā)生，已成為電力行業(yè)急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種可準(zhǔn)確、穩(wěn)定地的在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器，電容套管和電容分壓器上分別引出有第一電壓抽頭和第二電壓抽頭，分別提供一電壓信號，第一電壓抽頭及第二電壓抽頭的輸出端連接有在線測量裝置；在線測量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，由于第一電壓抽頭和第二電壓抽頭輸出的電壓一般都比較高，特別是電容分壓器，其輸出電壓達到15kV左右，所以光電互感器通過降壓分壓電容與第一電壓抽頭及第二電壓抽頭相連接，并聯(lián)電容分壓器可消除由于電網(wǎng)系統(tǒng)電壓存在一定的不穩(wěn)定性而帶來的負面影響。上述電容分壓器包括多個相互串聯(lián)的電容單元。串聯(lián)電容單元將高壓平均分配，使電壓分布均勻，降低了整體場強。上述第一電壓抽頭從電容套管的倒數(shù)第二層電容芯子極板引出，第二電壓抽頭從電容分壓器的倒數(shù)第二個電容單元弓I出。上述電容分壓器可以是耦合電容器或電容式電壓互感器。本發(fā)明裝置的監(jiān)測方法，包括以下幾個步驟(1)首先將電容套管和電容分壓器接地，然后將第一電壓抽頭和第二電壓抽頭引的高電壓信號通過降壓分壓電容按照相同的比例分別降為第一低電壓信號和第二低電壓信號；接地可以提高一次設(shè)備運行的可靠性。(2)將第一低電壓信號和第二低電壓信號通過光電互感器轉(zhuǎn)為第一光信號和第二光信號；(3)將第一光信號和第二光信號通過數(shù)據(jù)采集裝置進行比較，得到監(jiān)測結(jié)果。本發(fā)明可準(zhǔn)確的定性電容套管絕緣故障，避免了電容套管的事故發(fā)生，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、易于監(jiān)測。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明；圖1為現(xiàn)有電容套管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為帶第一電壓抽頭的電容套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的電容分壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器。并聯(lián)電容分壓器可消除由于電網(wǎng)系統(tǒng)電壓存在一定的不穩(wěn)定性而帶來的負面影響。參見圖3，電容分壓器包括五個相互串聯(lián)的電容單元，根據(jù)電容分壓原理，串聯(lián)電容單元將高壓平均分配，使電壓分布均勻，降低了整體場強。參見圖2，電容套管和電容分壓器上分別引出有第一電壓抽頭4和第二電壓抽頭 5，分別提供一電壓信號。其中，第一電壓抽頭4從電容套管的倒數(shù)第二層電容芯子極板2 引出，第二電壓抽頭5從電容分壓器的倒數(shù)第二個電容單元弓I出。第一電壓抽頭4及第二電壓抽頭5的輸出端連接有在線測量裝置。在線測量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，由于第一電壓抽頭4和第二電壓抽頭5輸出的電壓一般都比較高，特別是電容分壓器，其輸出電壓達到15kV左右，所以光電互感器通過降壓分壓電容與第一電壓抽頭4及第二電壓抽頭5相連接。本發(fā)明的電容分壓器可以是耦合電容器或電容式電壓互感器。本發(fā)明的監(jiān)測方法，包括以下幾個步驟(1)將電容套管的末屏抽頭3和電容分壓器的倒數(shù)第一個電容單元接地，接地可以提高一次設(shè)備運行的可靠性；然后，將第一電壓抽頭4和第二電壓抽頭5弓丨的高電壓信號通過降壓分壓電容按照相同的比例分別降為第一低電壓信號和第二低電壓信號；
(2)將第一低電壓信號和第二低電壓信號通過光電互感器轉(zhuǎn)為第一光信號和第二光信號；(3)將第一光信號和第二光信號通過數(shù)據(jù)采集裝置進行比較，得到監(jiān)測結(jié)果。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓或電壓不穩(wěn)定時，第二電壓抽頭5電壓將會隨第一電壓抽頭4處電壓一起波動，當(dāng)電容套管電容芯子出現(xiàn)層間擊穿現(xiàn)象時，第一電壓抽頭4處的電壓將升高，而第二電壓抽頭5處電壓不會改變，通過比較可判斷電容套管電容芯子是否出現(xiàn)層間擊穿，從而避免了因電容套管故障引發(fā)大的電網(wǎng)事故發(fā)生。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器，所述電容套管和電容分壓器上分別引出有第一電壓抽頭(4)和第二電壓抽頭 (5)，所述第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭(5)的輸出端連接有在線測量裝置；所述在線測量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述光電互感器通過降壓分壓電容與第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭( 相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，所述電容分壓器包括多個相互串聯(lián)的電容單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，所述第一電壓抽頭(4)從電容套管的倒數(shù)第二層電容芯子極板O)引出，所述第二電壓抽頭( 從電容分壓器的倒數(shù)第二個電容單元弓I出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置，其特征在于，所述電容分壓器可以是耦合電容器或電容式電壓互感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述裝置的監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下幾個步驟(1)首先將電容套管和電容分壓器接地，然后將第一電壓抽頭(4)和第二電壓抽頭(5) 引的高電壓信號通過所述降壓分壓電容按照相同的比例分別降為第一低電壓信號和第二低電壓信號；(2)將第一低電壓信號和第二低電壓信號通過所述光電互感器轉(zhuǎn)為第一光信號和第二光信號；(3)將第一光信號和第二光信號通過所述數(shù)據(jù)采集裝置進行比較，得到監(jiān)測結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線監(jiān)測電容套管絕緣狀態(tài)的裝置及其方法，包括與電容套管相并聯(lián)的電容分壓器，所述電容套管和電容分壓器分別引出有第一電壓抽頭(4)和第二電壓抽頭(5)，所述第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭(5)的輸出端連接有在線測量裝置；所述在線測量裝置包括光電互感器和與光電互感器輸出端相連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述光電互感器通過降壓分壓電容與第一電壓抽頭(4)及第二電壓抽頭(5)相連接。本發(fā)明可準(zhǔn)確的定性電容套管絕緣故障，避免了電容套管的事故發(fā)生，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、易于監(jiān)測。
文檔編號G01R31/12GK102262203SQ20111010360
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者虞育號 申請人:南京智達電氣有限公司