一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，包括：懸浮放電模型（1）、高壓電源（2）、試驗(yàn)GIS模型（3）、特高頻傳感器（4）、超聲波傳感器（5）、特高頻放大器（6）、超聲波放大器（7）、示波器（8）、地電波傳感器（9）和地電波放大器（10）。本實(shí)用新型提供的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，適用于現(xiàn)場帶電檢測、采用多種檢測器、檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性高，進(jìn)一步地在理論上對(duì)懸浮放電的特性進(jìn)行研究，為實(shí)際現(xiàn)場對(duì)電力一次設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的懸浮放電進(jìn)行檢測提供可靠的理論依據(jù)。
【專利說明】一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，尤其涉及一種檢測靈敏度高，精確度高，采用多種檢測器，檢測結(jié)果可相互驗(yàn)證的懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，屬于局部放電仿真模擬模型【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在電網(wǎng)中運(yùn)行的電力設(shè)備，在正常情況下，其絕緣性能均能承受運(yùn)行電壓。由于制造、安裝工藝的影響，電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部可能存在氣泡、雜質(zhì)、裂縫等，在高壓交變電場作用下會(huì)引起內(nèi)部或表面的電場強(qiáng)度過高，絕緣內(nèi)部將會(huì)出現(xiàn)周期性的局部放電。局部放電一般分為內(nèi)部放電、表面放電、電暈放電、懸浮放電。由于其放電能量很小，短時(shí)不會(huì)使整個(gè)通路擊穿，但卻能使絕緣性能下降，甚至喪失耐壓性能。因此，局部放電即是一種現(xiàn)象，同時(shí)也是一種檢測電力設(shè)備絕緣狀況的手段。
[0003]局部放電是一種復(fù)雜的物理過程，除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會(huì)產(chǎn)生電磁福射、聲音、超聲波、光、熱、氣體以及新的生成物等。從電性方面分析，產(chǎn)生局部放電時(shí)，在局部放電處有電荷交換、有電磁波福射、有能量損耗。
[0004]基于對(duì)局部放電發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種電、光、聲、熱等現(xiàn)象的研究，已經(jīng)成為局部放電檢測研究的主要內(nèi)容，對(duì)于不同類型的局部放電其放電的特性機(jī)理也不盡相同，通過理論研究不同類型的局部放電本身特有的性質(zhì)包括:放電的起始電壓、放電能量、放電的穩(wěn)定性、產(chǎn)生的信號(hào)種類、信號(hào)的頻域特性、信號(hào)的時(shí)域特性等，便可以更好的掌握不同類型局部放電特性，為實(shí)際研究局部放電的檢測技術(shù)提供可靠的理論依據(jù)。
[0005]傳統(tǒng)對(duì)于局放試驗(yàn)，一般使用就IEC60270的常規(guī)檢測方法，該方法難以用于現(xiàn)場帶電檢測。
[0006]本實(shí)用新型是一種采用多種檢測方法的懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置及方法，通過采用特高頻、地電波和超聲波等檢測方法，能夠系統(tǒng)的研究懸浮放電的特性及機(jī)理，為懸浮放電檢測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)理論依據(jù)，增強(qiáng)懸浮放電檢測技術(shù)的在實(shí)際應(yīng)用的有效性及可信度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種適用于現(xiàn)場帶電檢測、采用多種檢測器、檢測結(jié)果可相互驗(yàn)證、進(jìn)而確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性的懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，進(jìn)一步地在理論上對(duì)懸浮放電的特性進(jìn)行研究，為實(shí)際現(xiàn)場對(duì)電力一次設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的懸浮放電進(jìn)行檢測提供可靠的理論依據(jù)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0009]一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:包括:懸浮放電模型、高壓電源、試驗(yàn)GIS模型、特高頻傳感器、超聲波傳感器、特高頻放大器、超聲波放大器、示波器、地電波傳感器和地電波放大器；[0010]所述懸浮放電模型位于所述試驗(yàn)GIS模型腔體內(nèi)部，高壓套管內(nèi)的高壓導(dǎo)體的一端與所述懸浮放電模型的高壓端相連，所述高壓套管內(nèi)的高壓導(dǎo)體的另一端與所述高壓電源的高壓側(cè)相連，所述高壓電源的接地側(cè)與所述試驗(yàn)GIS模型的外殼相連并接地，所述試驗(yàn)GIS模型的外殼上還設(shè)置有所述特高頻傳感器、超聲波傳感器和地電波傳感器，所述特高頻傳感器放置于絕緣子上，所述超聲波傳感器和地電波傳感器均放置于所述試驗(yàn)GIS模型外殼表面，所述地電波傳感器距離所述絕緣子的位移為疒50cm，所述特高頻傳感器與特高頻放大器電相連，所述超聲波傳感器與超聲波放大器電相連，所述地電波傳感器與所述地電波放大器電相連，所述特高頻放大器、超聲波放大器和地電波放大器均與所述示波器電相連。
[0011]所述懸浮放電模型包括高壓端、低壓端、有機(jī)玻璃容器、柱電極、懸浮電極、絕緣板、金屬板和絕緣介質(zhì)；
[0012]所述有機(jī)玻璃容器為兩端開口的圓柱體，所述有機(jī)玻璃容器的一端由所述高壓端密閉固定，所述有機(jī)玻璃容器的另一端由所述低壓端密閉固定，所述高壓端外部與所述高壓套管相連，所述高壓端內(nèi)部與所述柱電極相連，所述低壓端外部與地網(wǎng)連接，所述低壓端內(nèi)部與所述金屬板相連，所述金屬板和柱電極之間用所述絕緣板相連接，所述絕緣板上放置所述懸浮電極，所述有機(jī)玻璃容器的壁沿上設(shè)置有用于滲入填充所述絕緣介質(zhì)的通氣孔。
[0013]所述超聲波傳感器的個(gè)數(shù)為2個(gè)，分別為第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器。
[0014]所述柱電極為直徑為6?IOmm的圓柱體；所述懸浮電極為直徑為10?20mm,高度為3?5mm的圓柱體,所述懸浮電極的材質(zhì)為黃銅；所述絕緣板為厚度為3?8mm,直徑為50?IOOmm的圓形板，所述絕緣板的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂；所述絕緣介質(zhì)為六氟化硫氣體或空氣。
[0015]所述示波器為高速示波器。
[0016]所述試驗(yàn)GIS模型的外殼為金屬外殼，所述試驗(yàn)GIS模型為兩端開口的圓柱體，所述試驗(yàn)GIS模型的兩端均用所述絕緣子密閉連接，所述試驗(yàn)GIS模型的外殼上還設(shè)置有用于充放所述絕緣介質(zhì)的補(bǔ)氣孔；所述絕緣子為盆式絕緣子；位于所述試驗(yàn)GIS模型兩端的絕緣子之間的距離為I?5m，所述試驗(yàn)GIS模型的內(nèi)徑為30?100cm。
[0017]所述特高頻傳感器的檢測頻帶為300MHz?1500MHz ;所述地電波傳感器的檢測頻帶為IMHz?200MHz ;所述超聲波傳感器的檢測頻帶為20kHz?300kHz。
[0018]所述特高頻放大器的放大倍數(shù)為40?80dB，所述超聲波放大器的放大倍數(shù)為40?IOOdB,所述地電波放大器的放大倍數(shù)為40?80dB。
[0019]本實(shí)用新型提供的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，試驗(yàn)GIS模型的外殼上設(shè)置有用于充放所述絕緣介質(zhì)的補(bǔ)氣孔及有機(jī)玻璃容器的壁上設(shè)置有通氣孔的設(shè)置，可以滿足絕緣介質(zhì)可以進(jìn)行更換的要求，如在六氟化硫或空氣之間進(jìn)行替換，可以研究在不同的絕緣介質(zhì)里懸浮放電的相應(yīng)特性；另外，本實(shí)用新型的懸浮電極也可以進(jìn)行更換，能夠滿足在不同尺寸的懸浮電極之間進(jìn)行替換，可以研究不同尺寸的懸浮電極產(chǎn)生的懸浮放電的相應(yīng)特性；還有，本實(shí)用新型由于同時(shí)采用了地電波、特高頻和超聲波傳感器，使檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型之懸浮放電模型的結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0023]如圖1-2所示，一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:包括:懸浮放電模型1、高壓電源2、試驗(yàn)GIS模型3、特高頻傳感器4、超聲波傳感器5、特高頻放大器6、超聲波放大器7、不波器8、地電波傳感器9和地電波放大器10 ；
[0024]所述懸浮放電模型I位于所述試驗(yàn)GIS模型3腔體內(nèi)部，高壓套管11內(nèi)的高壓導(dǎo)體的一端與所述懸浮放電模型I的高壓端101相連，所述高壓套管11內(nèi)的高壓導(dǎo)體的另一端與所述高壓電源2的高壓側(cè)相連，所述高壓電源2的接地側(cè)與所述試驗(yàn)GIS模型3的外殼相連并接地，所述試驗(yàn)GIS模型3的外殼上還設(shè)置有所述特高頻傳感器4、超聲波傳感器5和地電波傳感器9，所述特高頻傳感器4放置于絕緣子301上，所述超聲波傳感器5和地電波傳感器9均放置于所述試驗(yàn)GIS模型3外殼表面，所述地電波傳感器9距離所述絕緣子301的位移為20cm，所述特高頻傳感器4與特高頻放大器6電相連，所述超聲波傳感器5與超聲波放大器7電相連，所述地電波傳感器9與所述地電波放大器10電相連，所述特高頻放大器6、超聲波放大器7和地電波放大器10均與所述示波器8電相連。
[0025]所述懸浮放電模型I包括高壓端101、低壓端102、有機(jī)玻璃容器103、柱電極104、懸浮電極105、絕緣板106、金屬板107和絕緣介質(zhì)108 ；
[0026]所述有機(jī)玻璃容器103為兩端開口的圓柱體，所述有機(jī)玻璃容器103的一端由所述高壓端101密閉固定，所述有機(jī)玻璃容器103的另一端由所述低壓端102密閉固定，所述高壓端101外部與所述高壓套管11相連，所述高壓端101內(nèi)部與所述柱電極104相連，所述低壓端102外部與地網(wǎng)連接，所述低壓端102內(nèi)部與所述金屬板107相連，所述金屬板107和柱電極104之間用所述絕緣板106相連接,所述絕緣板106上放置所述懸浮電極105,所述有機(jī)玻璃容器103的壁沿上設(shè)置有用于滲入填充所述絕緣介質(zhì)108的通氣孔。
[0027]所述超聲波傳感器5的個(gè)數(shù)為2個(gè)，分別為第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器。
[0028]所述柱電極104為直徑為6mm的圓柱體；所述懸浮電極105為直徑為IOmm,高度為3mm的圓柱體,所述懸浮電極105的材質(zhì)為黃銅；所述絕緣板106為厚度為5mm,直徑為70mm的圓形板，所述絕緣板106的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂；所述絕緣介質(zhì)108為六氟化硫氣體或空氣。
[0029]所述示波器8為高速示波器。
[0030]所述試驗(yàn)GIS模型3的外殼為金屬外殼，所述試驗(yàn)GIS模型3為兩端開口的圓柱體，所述試驗(yàn)GIS模型3的兩端均用所述絕緣子301密閉連接，所述試驗(yàn)GIS模型3的外殼上還設(shè)置有用于充放所述絕緣介質(zhì)108的補(bǔ)氣孔；所述絕緣子301為盆式絕緣子；位于所述試驗(yàn)GIS模型3兩端的絕緣子301之間的距離為lm，所述試驗(yàn)GIS模型3的內(nèi)徑為30cm。
[0031]所述特高頻傳感器4的檢測頻帶為300MHz?1500MHz ;所述地電波傳感器9的檢測頻帶為IMHz?200MHz ;所述超聲波傳感器5的檢測頻帶為20kHz?300kHz。
[0032]所述特高頻放大器6的放大倍數(shù)為60dB，所述超聲波放大器7的放大倍數(shù)為80dB，所述地電波放大器10的放大倍數(shù)為60dB。
[0033]懸浮放電模型的組裝過程:
[0034]如圖2所示，進(jìn)行懸浮放電模型整體組裝，將高壓端101與直徑為6mm的柱電極104相連，將厚度為5 mm、直徑為70 mm的圓柱形絕緣板106放置在柱電極104與直徑為50mm金屬板107之間作為絕緣體,將直徑為10 mm,高度為3mm的圓柱形懸浮電極105放置在絕緣板106上面，并保持懸浮電極106和柱電極104的間距為15 mm ;通過高壓端蓋板與低壓端蓋板將有機(jī)玻璃容器密封，并向其內(nèi)部注入六氟化硫氣體；通過高壓端施加高壓，通過低壓端進(jìn)行接地，在接入高壓后使懸浮電極激發(fā)放電，模擬懸浮放電。
[0035]如圖1所示，高壓電源2的電壓調(diào)節(jié)范圍為O?146kV ;試驗(yàn)GIS模型3內(nèi)導(dǎo)體外徑為5cm，外殼內(nèi)徑為24cm，內(nèi)部充有0.4MPa的六氟化硫氣體。兩個(gè)盆式絕緣子301的距離為lm。特高頻傳感器4固定在絕緣子上，地電波傳感器9固定在絕緣子旁邊的金屬外殼上，通過移動(dòng)兩個(gè)超聲波傳感器5實(shí)現(xiàn)懸浮放電缺陷的精確定位；特高頻傳感器4、超聲波傳感器5和地電波傳感器9的輸出信號(hào)，分別經(jīng)過特高頻放大器6、超聲波放大器7及地電波放大器10后，傳輸至高速示波器8，在示波器上進(jìn)行信號(hào)觀測。
[0036]將第一超聲波傳感器放置在點(diǎn)I位置，第二超聲波傳感器放置在點(diǎn)2位置，特高頻放置在絕緣子301上，地電波傳感器9固定在絕緣子301旁邊的金屬外殼上。
[0037]第二超聲波傳感器的檢測結(jié)果為0.3V，而第一超聲波傳感器信號(hào)只有0.03V，衰減達(dá)20dB ;其原因是超聲波信號(hào)在六氟化硫中傳播時(shí)衰減較大，這也表明局部放電更靠近第二超聲波傳感器的位置。以特高頻傳感器4的信號(hào)為時(shí)間起始點(diǎn)，第二超聲波傳感器信號(hào)中直達(dá)波的時(shí)延At為87微秒，按超聲波信號(hào)在六氟化硫中傳播速度為133m/s計(jì)算，得到局部放電源位于距離第二超聲波傳感器所在位置外殼內(nèi)壁11.6mm處；再以地電波傳感器9的信號(hào)為時(shí)間起始點(diǎn),第二超聲波傳感器信號(hào)中直達(dá)波的時(shí)延At為87微秒,按超聲波信號(hào)在六氟化硫中傳播速度為133m/s計(jì)算，得到局部放電源位于距離第二超聲波傳感器所在位置外殼內(nèi)壁11.6mm處；兩個(gè)定位結(jié)果相互驗(yàn)證，說明定位結(jié)果非常準(zhǔn)確。
[0038]本實(shí)用新型能有效地發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中GIS的懸浮放電缺陷并進(jìn)行精確定位，為設(shè)備維護(hù)和安全運(yùn)行提供有力的保障。
[0039]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:包括:懸浮放電模型(I)、高壓電源(2 )、試驗(yàn)GIS模型(3 )、特高頻傳感器(4)、超聲波傳感器(5 )、特高頻放大器(6 )、超聲波放大器(7 )、示波器(8 )、地電波傳感器(9 )和地電波放大器(IO ); 所述懸浮放電模型(I)位于所述試驗(yàn)GIS模型(3 )腔體內(nèi)部，高壓套管(11)內(nèi)的高壓導(dǎo)體的一端與所述懸浮放電模型(I)的高壓端(101)相連，所述高壓套管(11)內(nèi)的高壓導(dǎo)體的另一端與所述高壓電源(2)的高壓側(cè)相連，所述高壓電源(2)的接地側(cè)與所述試驗(yàn)GIS模型(3)的外殼相連并接地，所述試驗(yàn)GIS模型(3)的外殼上還設(shè)置有所述特高頻傳感器(4)、超聲波傳感器(5)和地電波傳感器(9)，所述特高頻傳感器(4)放置于絕緣子(301)上，所述超聲波傳感器(5 )和地電波傳感器(9 )均放置于所述試驗(yàn)GIS模型(3 )外殼表面，所述地電波傳感器(9)距離所述絕緣子(301)的位移為2?50cm，所述特高頻傳感器(4)與特高頻放大器(6)電相連，所述超聲波傳感器(5)與超聲波放大器(7)電相連，所述地電波傳感器(9 )與所述地電波放大器(10 )電相連，所述特高頻放大器(6 )、超聲波放大器(7 )和地電波放大器(10)均與所述示波器(8)電相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:所述懸浮放電模型(I)包括高壓端(101)、低壓端(102)、有機(jī)玻璃容器(103)、柱電極(104)、懸浮電極(105)、絕緣板(106)、金屬板(107)和絕緣介質(zhì)(108)； 所述有機(jī)玻璃容器(103)為兩端開口的圓柱體，所述有機(jī)玻璃容器(103)的一端由所述高壓端(101)密閉固定，所述有機(jī)玻璃容器(103)的另一端由所述低壓端(102)密閉固定，所述高壓端(101)外部與所述高壓套管(11)相連，所述高壓端(101)內(nèi)部與所述柱電極(104)相連，所述低壓端(102)外部與地網(wǎng)連接，所述低壓端(102)內(nèi)部與所述金屬板(107)相連，所述金屬板(107)和柱電極(104)之間用所述絕緣板(106)相連接,所述絕緣板(106)上放置所述懸浮電極(105)，所述有機(jī)玻璃容器(103)的壁沿上設(shè)置有用于滲入填充所述絕緣介質(zhì)(108)的通氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:所述超聲波傳感器(5)的個(gè)數(shù)為2個(gè)，分別為第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:所述柱電極(104)為直徑為6?IOmm的圓柱體；所述懸浮電極(105)為直徑為10?20mm,高度為3?5mm的圓柱體,所述懸浮電極(105)的材質(zhì)為黃銅；所述絕緣板(106)為厚度為3?8mm,直徑為50?IOOmm的圓形板,所述絕緣板(106)的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂；所述絕緣介質(zhì)(108)為六氟化硫氣體或空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:所述示波器(8)為高速示波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸浮放電試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻腋》烹姍z測定位裝置，其特征在于:所述試驗(yàn)GIS模型(3)的外殼為金屬外殼，所述試驗(yàn)GIS模型(3)為兩端開口的圓柱體，所述試驗(yàn)GIS模型(3)的兩端均用所述絕緣子(301)密閉連接，所述試驗(yàn)GIS模型(3)的外殼上還設(shè)置有用于充放所述絕緣介質(zhì)(108)的補(bǔ)氣孔；所述絕緣子(301)為盆式絕緣子；位于所述試驗(yàn)GIS模型(3)兩端的絕緣子(301)之間的距離為I?5m，所述試驗(yàn)GIS模型(3)的內(nèi)徑為30?100cm。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK203811759SQ201420151788
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】吳昊, 劉洋, 陶加貴, 賈勇勇, 周志成, 楊景剛 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院