一種電容型電流互感器絕緣測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電容型電流互感器絕緣測量裝置，所述電容型電流互感器絕緣測量裝置包括：電容型電流互感器最高運(yùn)行電壓范圍介質(zhì)損耗測試分析裝置、電容型電流互感器高電壓（0～50kV）條件下頻域介電譜（FDS）分析裝置及專家診斷裝置，其中：所述介質(zhì)損耗測試分析裝置，用于進(jìn)行500kV及以下電壓等級電容型電流互感器最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試；所述頻域介電譜分析裝置，用于對電容型電流互感器于0～50kV高電壓下進(jìn)行頻域介電譜測試；所述專家診斷裝置，分別與所述介質(zhì)損耗測試分析裝置和所述頻域介電譜分析裝置相耦接，用于根據(jù)所述最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試，并根據(jù)所述電容型電流互感器頻域介電譜測試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)電容型電流互感器綜合診斷。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了將高電壓介損及高電壓FDS應(yīng)用于電容型電流互感器絕緣狀態(tài)診斷的現(xiàn)場測量。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電力測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電容型電流互感器絕緣測量裝 置。 一種電容型電流互感器絕緣測量裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 電容型電流互感器廣泛存在于電力系統(tǒng)中，并起著至關(guān)重要的作用。在長期的運(yùn) 行過程中，由于受到電、熱、機(jī)械、化學(xué)等多種應(yīng)力的聯(lián)合作用，其絕緣強(qiáng)度會不斷下降，從 而引起絕緣故障的發(fā)生。高壓電容型電流互感器的故障失效已經(jīng)成為全球電力運(yùn)營商共同 關(guān)注的問題。因此無論是出于安全性抑或經(jīng)濟(jì)性的考慮，對高壓電流互感器進(jìn)行絕緣診斷 和狀態(tài)評估十分必要。
[0003] 電力設(shè)備的壽命主要取決于絕緣紙等固體絕緣材料的壽命，但對于現(xiàn)場而言，目 前尚沒有絕對理想的、能準(zhǔn)確有效的評估電容型電流互感器絕緣狀態(tài)的方法。目前，主要通 過離線測量繞組和末屏的絕緣電阻、常規(guī)工頻介損和電容量(試驗(yàn)電壓10kV)，油中溶解氣 體分析（DGA)以及局放檢測等方式對電容型電流互感器進(jìn)行絕緣診斷。但實(shí)際應(yīng)用中這些 常規(guī)試驗(yàn)方法仍然存在很多不足之處，如存在絕緣電阻無法診斷局部性絕緣缺陷、常規(guī)工 頻介損和電容由于試驗(yàn)電壓低，缺陷檢出率有限、局放測量易受電暈放電、空間電場的干擾 等問題，因此亟需引入一種抗干擾能力強(qiáng)的、適用于現(xiàn)場的絕緣診斷方法對傳統(tǒng)測量方法 予以有效補(bǔ)足。
[0004] 近十年來，基于介電響應(yīng)的回復(fù)電壓（RVM)、極化去極化電流（PDC)、頻域介電譜 (FDS)等非破壞性的新方法被逐漸引入到容性設(shè)備絕緣診斷中，尤其是油紙絕緣的狀態(tài)評 估技術(shù)中。國內(nèi)外研究表明，F(xiàn)DS已經(jīng)成為診斷油紙絕緣系統(tǒng)有效、可靠的方法，尤其是 用于評估絕緣老化和固體材料中的水分，但該試驗(yàn)方法用儀器存在試驗(yàn)激勵電壓低（〇? 140V)，易受電力現(xiàn)場干擾問題突出。最高運(yùn)行電壓下介損、電容測試，可以實(shí)現(xiàn)油紙固體絕 緣局部缺陷診斷，但對于絕緣老化及絕緣受潮不顯著。如何發(fā)揮FDS測試法及運(yùn)行電壓下 介損、電容測試法優(yōu)勢用于電容型電流互感器絕緣診斷，實(shí)現(xiàn)兩種診斷方法在裝置上的有 效融合這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的一個技術(shù)問題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電容型電流互感器絕緣測量裝置，以實(shí)現(xiàn)將高電壓下 FDS及運(yùn)行電壓下介損、電容量測試方法融合應(yīng)用于電容型電流互感器現(xiàn)場測量，實(shí)現(xiàn)基于 該兩種測試方法的專家診斷。
[0006] 為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電容型電流互感器絕緣測 量裝置，所述電容型電流互感器絕緣測量裝置包括：高電壓介質(zhì)損耗測試分析裝置、高電壓 頻域介電譜分析裝置及專家診斷裝置，其中：所述介質(zhì)損耗測試分析裝置，用于進(jìn)行500kV 及以下電壓等級電容型電流互感器最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試；所述頻域介電 譜分析裝置，用于對電容型電流互感器于〇?50kv高電壓下0. ImHz?1000Hz頻帶下進(jìn)行 頻域介電譜測試；所述專家診斷裝置，分別與所述介質(zhì)損耗測試分析裝置和所述頻域介電 譜分析裝置相耦接，用于根據(jù)所述最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試，并根據(jù)所述電 容型電流互感器頻域介電譜測試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)電容型電流互感器綜合診斷。
[0007] 優(yōu)選的，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述頻域介電譜分析裝置的高壓端電性耦接 所述電容型電流互感器主絕緣的一次繞組；所述頻域介電譜分析裝置的測量端電性耦接所 述電容型電流互感器主絕緣的末屏；所述電容型電流互感器主絕緣的二次接線端全部短接 并接地；所述電容型電流互感器主絕緣的末屏不接地；所述頻域介電譜分析裝置在所述電 容型電流互感器主絕緣的一次繞組和末屏之間施加小于或等于50kV的0. ImHz?1000Hz 電壓，從而對所述電容型電流互感器主絕緣進(jìn)行FDS測量，從而得到所述電容型電流互感 器主絕緣的損耗因數(shù)和電容量隨頻率變化的曲線，分析頻帶范圍0. ImHz?1000Hz。試驗(yàn)最 大分析頻率根據(jù)試驗(yàn)電壓及最大運(yùn)行電壓計算獲得，其極限分析最大頻率滿足不會使被試 品產(chǎn)生大于運(yùn)行條件下熱損耗，避免發(fā)生熱損傷、熱擊穿。
[0008] 優(yōu)選的，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述介質(zhì)損耗測試分析裝置在所述電容型電 流互感器主絕緣的一次繞組和末屏之間施加小于或等于320kV的正弦電壓，從而得到所述 電容型電流互感器主絕緣工頻條件下的損耗因數(shù)和電容量隨試驗(yàn)電壓變化的曲線。
[0009] 優(yōu)選的，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述頻域介電譜分析裝置將高壓端采用測試 不接地設(shè)備接線方式，電性耦接所述電容型電流互感器主絕緣的一次繞組。
[0010] 優(yōu)選的，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述頻域介電譜分析裝置將測量端采用測試 不接地設(shè)備接線方式，電性耦接所述電容型電流互感器主絕緣的末屏。
[0011] 上述技術(shù)方案具有如下有益效果：因?yàn)椴捎盟鲭娙菪碗娏骰ジ衅鹘^緣測量裝 置包括：介質(zhì)損耗測試分析裝置、頻域介電譜分析裝置及專家診斷裝置，其中：所述介質(zhì)損 耗測試分析裝置，用于進(jìn)行500kV及以下電壓等級電容型電流互感器最高運(yùn)行電壓下介質(zhì) 損耗及電容量測試，試驗(yàn)電壓范圍〇?320kV ;所述頻域介電譜分析裝置，用于進(jìn)行基于頻 率-電容、頻率-介損曲線的電容型電流互感器運(yùn)行狀態(tài)絕緣診斷；所述專家診斷裝置，分 別與所述最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗測試分析裝置和所述頻域介電譜分析裝置相耦接，用于 根據(jù)所述最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試，并根據(jù)所述電容型電流互感器高電壓下 頻域介電譜特性進(jìn)行電容型電流互感器運(yùn)行狀態(tài)絕緣診斷，實(shí)現(xiàn)電容型電流互感器綜合診 斷的技術(shù)手段，所以達(dá)到了如下的技術(shù)效果：實(shí)現(xiàn)了將高電壓FDS最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損 耗方法融合應(yīng)用于電容型電流互感器的現(xiàn)場測量與診斷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1?電壓下FDS的基本測量回路不意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一種電容型電流互感器絕緣測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例電容型電流互感器主絕緣測量接線圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例高壓多頻抗干擾介質(zhì)損耗測試儀的測量原理示意圖；
[0017] 圖5為實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)例電容型電流互感器測量接線示意圖；
[0018] 圖6為實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)例電流互感器反接線測量接線示意圖；
[0019] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例三臺電容型電流互感器主絕緣的tan δ -f特性曲線示意 圖；
[0020] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例三臺電容型電流互感器主絕緣的(T-f特性曲線示意圖；
[0021] 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例三臺電容型電流互感器主絕緣的tan δ -U曲線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023] 頻域介電譜理論與測試技術(shù)：
[0024] 頻域介電譜的基礎(chǔ)是電介質(zhì)極化理論，此處僅作簡要回顧。FDS測量就是將常規(guī)的 工頻復(fù)電容和介損測量擴(kuò)展到低頻和高頻頻段（如〇. ImHz到1kHz)，其測量原理如圖1所 示，為本實(shí)用新型實(shí)施例FDS的基本測量回路示意圖。將試品固定在兩個電極之間，通過精 確測量試品兩端的電壓和電流值，即可計算出樣品的復(fù)阻抗Z%如式（1)所示。
[0025] t:V +jZ，，=U7l* (1)
[0026] 如圖1所不，為本實(shí)用新型實(shí)施例FDS的基本測量回路不意圖，其中，11為帶有 DSP (Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理）控制板的工控機(jī)、12為電壓源、13為電 壓表、14為試品、15為電流表。
[0027] 將樣品的阻抗表示成復(fù)電容形式，如式（2)所示。其中復(fù)電容的實(shí)部表示材料的 實(shí)際電容量，虛部表示樣品在電場作用下產(chǎn)生的總損耗（包括極化損耗、電導(dǎo)損耗等）。
[0028] Z*=l/jc〇C* (2)
[0029] 介質(zhì)的復(fù)電容與復(fù)介電常數(shù)直接相關(guān)，因此定義
[0030] e*= ε，-j ε，，=C7C〇 (3)
[0031] 式⑶中Cf=C' _jC' '，Q是樣品的幾何電容，ε '和ε ''分別表示復(fù)介電 常數(shù)的實(shí)部和虛部。
[0032] 試品的介質(zhì)損耗因數(shù)（tan δ )定義為復(fù)電容虛部與實(shí)部的比值，如式⑷所示。
[0033] tan δ = ε/ ' (ω)/ε/ (q)=C / ' (ω) /C' (ω) (4)
[0034] 若考慮材料的直流電導(dǎo)率，式（4)可修改為
[0035] tan δ=(σ/ε〇ω+ε / ' (ω))/ε/ (ω) (5)
[0036] 其中，ε。為真空介電常數(shù)，取值為8.85419Xl(T12(As/Vm)。
[0037] 油紙絕緣的材料特性受很多因素的影響，如環(huán)境溫度、單個介質(zhì)的化學(xué)組成、絕緣 系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)等，而絕緣材料特性的改變會影響絕緣的復(fù)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因素。傳 統(tǒng)的介損試驗(yàn)僅僅在工頻下進(jìn)行，在復(fù)雜的油紙絕緣系統(tǒng)中，單一頻率下的介損因數(shù)不足 以反映介質(zhì)特性的變化，即使這種變化很強(qiáng)烈。FDS通過在更寬的頻域范圍內(nèi)測量絕緣介質(zhì) 的介損和復(fù)電容，當(dāng)介質(zhì)特性發(fā)生改變時，更能如實(shí)反映絕緣的實(shí)際情況，特別是絕緣老化 程度和受潮程度，因此可以通過測量材料的復(fù)電容和損耗因數(shù)對其絕緣狀態(tài)進(jìn)行診斷。
[0038] 測量方法與過程：
[0039] 如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例一種電容型電流互感器絕緣測量裝置結(jié)構(gòu)示 意圖，所述電容型電流互感器絕緣測量裝置包括：最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗測試分析裝置 31、高電壓下頻域介電譜分析裝置32及專家診斷裝置33,其中：所述介質(zhì)損耗測試分析裝 置31，用于進(jìn)行500kV及以下電壓等級電容型電流互感器最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容 量測試；所述頻域介電譜分析裝置32,用于對電容型電流互感器于0?50kV高電壓下進(jìn)行 頻域介電譜測試；所述專家診斷裝置33,分別與所述介質(zhì)損耗測試分析裝置和所述頻域介 電譜分析裝置相耦接，用于根據(jù)所述最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試，并根據(jù)所述 電容型電流互感器頻域介電譜測試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)電容型電流互感器綜合診斷。
[0040] 優(yōu)選的，所述頻域介電譜分析裝置32的高壓端電性耦接所述電容型電流互感器 主絕緣的一次繞組；所述頻域介電譜分析裝置32的測量端電性耦接所述電容型電流互感 器主絕緣的末屏；所述電容型電流互感器的二次接線端全部短接并接地；所述電容型電流 互感器主絕緣的末屏不接地；所述頻域介電譜分析裝置32在所述電容型電流互感器主絕 緣的一次繞組和末屏之間施加小于或等于50kV的0. ImHz?1000Hz電壓，從而對所述電容 型電流互感器主絕緣進(jìn)行FDS測量，從而得到所述電容型電流互感器主絕緣的損耗因數(shù)和 電容量隨頻率變化的曲線，分析頻帶范圍〇. ImHz?1000Hz。試驗(yàn)最大分析頻率根據(jù)試驗(yàn)電 壓及最大運(yùn)行電壓計算獲得，其極限分析最大頻率滿足不會使被試品產(chǎn)生大于運(yùn)行條件下 熱損耗，避免發(fā)生熱損傷、熱擊穿。
[0041] 如下表1所示，為介質(zhì)損耗測試分析裝置組成部分示意表：
[0042] 表1介質(zhì)損耗測試分析裝置組成部分示意表
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種電容型電流互感器絕緣測量裝置，其特征在于，所述電容型電流互感器絕緣測 量裝置包括： 用于進(jìn)行500kV及以下電壓等級電容型電流互感器最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容 量測試的介質(zhì)損耗測試分析裝置； 用于對電容型電流互感器于〇?50kV高電壓下進(jìn)行0. ImHz?1000Hz頻寬下的頻域介 電譜測試的頻域介電譜分析裝置；其中：所述頻域介電譜分析裝置的高壓端電性耦接所述 電容型電流互感器主絕緣的一次繞組；所述頻域介電譜分析裝置的測量端電性耦接所述電 容型電流互感器主絕緣的末屏；所述頻域介電譜分析裝置的二次接線端全部短接并接地； 所述電容型電流互感器主絕緣的末屏不接地； 分別與所述介質(zhì)損耗測試分析裝置和所述頻域介電譜分析裝置相耦接，用于根據(jù)所述 最高運(yùn)行電壓下介質(zhì)損耗及電容量測試，并根據(jù)所述電容型電流互感器頻域介電譜測試結(jié) 果，實(shí)現(xiàn)電容型電流互感器綜合診斷的專家診斷裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述電容型電流互感器絕緣測量裝置，其特征在于， 所述頻域介電譜分析裝置在所述電容型電流互感器主絕緣的一次繞組和末屏之間施 加小于或等于50kV的0. ImHz?1000Hz電壓，從而對所述電容型電流互感器主絕緣進(jìn)行高 電壓下FDS測量，從而得到所述電容型電流互感器主絕緣的損耗因數(shù)和電容量隨頻率變化 的曲線，分析頻帶范圍〇. ImHz?1000Hz。
3. 如權(quán)利要求1所述電容型電流互感器絕緣測量裝置，其特征在于， 所述介質(zhì)損耗測試分析裝置在所述電容型電流互感器主絕緣的一次繞組和末屏之間 施加小于或等于320kV的正弦電壓，從而得到所述電容型電流互感器主絕緣工頻條件下的 介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量隨電壓變化的曲線。
4. 如權(quán)利要求1所述電容型電流互感器絕緣測量裝置，其特征在于， 所述頻域介電譜分析裝置將高壓端采用測試不接地設(shè)備接線方式，電性耦接所述電容 型電流互感器主絕緣的一次繞組。
5. 如權(quán)利要求1所述電容型電流互感器絕緣測量裝置，其特征在于， 所述頻域介電譜分析裝置將測量端采用測試不接地設(shè)備接線方式，電性耦接所述電容 型電流互感器主絕緣的末屏。
【文檔編號】G01R31/12GK203881897SQ201420163471
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】岳永剛, 王亞平, 黃智 , 李智輝, 張松林, 張彥斌, 霍峰, 閆軍, 李炯 申請人:內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古超高壓供電局, 上海思創(chuàng)電器設(shè)備有限公司