局部放電(Partial discharge)指的是當絕緣系統(tǒng)處于高電壓的作用下時，裝置(例如電機)的電絕緣系統(tǒng)中局部的介質(zhì)擊穿(localized dielectric breakdown)。所述擊穿由絕緣系統(tǒng)中的一個或者一個以上裂紋、空穴、或者夾雜物產(chǎn)生。局部放電對所述裝置產(chǎn)生小的但是影響重大的損傷，預示著所述絕緣系統(tǒng)開始失效，這有可能在未來將導致災難性的損害。正因如此，最好能夠檢測到局部放電，以便在這樣的損害發(fā)生之前，就可以對絕緣系統(tǒng)進行維修或者更換。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例能提供一種用于檢測局部放電的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括沖擊放電屏(impulse discharge board)，和繼電器矩陣(relay matrix)。所述繼電器矩陣包括第一繼電器和第二繼電器，所述第一繼電器連接至所述沖擊放電屏、所述第二繼電器連接至所述第一繼電器、所述裝置的第一相位、和所述繼電器矩陣的接地端。當所述第二繼電器處于第一位置時，來自所述沖擊放電屏的第一電脈沖經(jīng)過所述第一繼電器和第二繼電器到達所述裝置的第一相位。當所述第二繼電器處于第二位置時，所述裝置的第一相位連接至接地端。所述系統(tǒng)進一步包括局部放電檢測屏(partial discharge detection board)，所述局部放電檢測屏連接至所述沖擊放電屏、所述第一繼電器，或者與兩者均連接。所述局部放電檢測屏測量來自所述裝置的反射電脈沖。

本發(fā)明的實施例還能提供一種包括第一繼電器的繼電器矩陣。所述第一繼電器包括配置成連接至第一電壓源的第一連接端，配置成連接至第二電壓源的第二連接端，第三連接端，以及開關(guān)，所述開關(guān)配置成：當所述開關(guān)處于第一位置時連接所述第一繼電器的第一和第三連接端，當所述開關(guān)處于第二位置時連接所述第一繼電器的第二和第三連接端。所述繼電器矩陣進一步包括第二繼電器。所述第二繼電器包括連接至所述第一繼電器的第三連接端的第一連接端，接地的第二連接端，配置成連接到裝置的第一相位的第三連接端，以及開關(guān)，所述開關(guān)配置成：當所述開關(guān)處于第一位置時連接所述第二繼電器的第一和第三連接端，當所述開關(guān)處于第二位置時連接所述基第二繼電器的第二和第三連接端。

本發(fā)明的實施例能進一步提供一種用于檢測設備中局部放電的方法。所述方法包括切換繼電器矩陣以將沖擊放電屏連接至裝置的第一相位，以及傳輸來自所述沖擊放電屏的第一電脈沖，通過繼電器矩陣，到達所述裝置的第一相位。所述第一電脈沖從所述裝置反射離開，產(chǎn)生第一反射電脈沖。所述方法還能利用檢測屏測量所述第一反射電脈沖，以及切換所述繼電器矩陣以將所述沖擊放電屏連接至所述裝置的第二相位。

附圖說明

隨附的圖并入該說明書中并構(gòu)成該說明書的一部分，闡述本教導的實施例，并與說明書一起幫助解釋本教導的原理。在所述的圖中：

圖1展示了按照實施例的檢測局部放電的系統(tǒng)示意圖。

圖2展示了按照實施例的檢測局部放電的方法流程圖。

應當注意到，附圖的一些細節(jié)已經(jīng)被簡化，并被繪制成為用于容易地理解實施例，而非保留嚴格的結(jié)構(gòu)精度、細節(jié)、以及比例。

具體實施方式

現(xiàn)在在本教導實施例的方案中給出詳細的介紹，所述教導的示例在隨附的圖中進行闡釋。在圖中，為了方便，同樣的參考數(shù)字始終用于表示相同的元件。在以下的說明書中，介紹了構(gòu)成說明書一部分的附圖，以及，一個或者一個以上詳細的示例實施方式，在其中以圖釋的方式進行展示，本教導能在以上詳細的示例實施方式中實施。

更進一步地，盡管本發(fā)明提出的寬泛范圍的數(shù)值區(qū)間和參數(shù)設定為近似值，在詳細的示例中提出的數(shù)值卻是盡可能詳細地記載。然而，任何數(shù)值固有地包含一定的不可避免的誤差，所述誤差由各自試驗測定中發(fā)現(xiàn)的標準偏差產(chǎn)生。此外，所有這里公開的范圍理解為包含其中任何一個以及所有的、包含在該范圍中的子范圍(sub-range)。

圖1展示了按照實施例的檢測局部放電的系統(tǒng)100示意圖。所述系統(tǒng)100包括待測試裝置110。更詳細地，所述裝置包括待局部放電測試的電絕緣體。所述裝置110包括完全裝配好的電機(轉(zhuǎn)子處于適當位置)、為了預防性維護(preventative maintenance)已將轉(zhuǎn)子移出的定子、處于質(zhì)量檢測的新電機、單一形式(single-form)的繞組線圈(該線圈為耐受高電壓而設計)、直流間極(DC Interpoles)、或者前面的任意組合。所述裝置100包括三個導體(conductor)112、114、116。每個導體112、114、116對應于不同的電氣相位(electrical phase)，所述相位彼此相差120度。所述裝置110還包括接地端118(ground connection)。

所述系統(tǒng)100還包括繼電器矩陣(relay matrix)120，所述繼電器矩陣120連接至所述裝置110。所述繼電器矩陣120包括一個或者一個以上繼電器(展示了四個：130、140、150、160)。第一繼電器130包括第一連接端(connection)132，所述第一連接端132連接至沖擊放電屏(impulse discharge board)170。所述沖擊放電屏170配置成向第一繼電器130提供高電壓脈沖。所述脈沖具有從0V至50KV的電壓和小于一百毫微秒(nanosecond)的持續(xù)時間，而脈沖反射持續(xù)至幾百毫微秒(取決于線圈的特性)。

所述第一繼電器130還包括第二連接端134，所述第二連接端連接至高電壓屏(high potential board，縮寫為HIPOT，也被稱為：“高壓屏”、“高壓盤”或者“高壓柜”)板180。所述高電壓屏180配置成向第一繼電器130提供持續(xù)時間更長的高電壓，例如，在低壓下，測試持續(xù)至約20分鐘。所述高壓是約0V至15KV(取決于裝置模式)，并且具有小于一百毫微秒的持續(xù)時間和持續(xù)至幾百毫微秒的反射。

所述第一繼電器130還包括第三連接端136，所述第三連接端136連接至第二繼電器140、第三繼電器150、和第四繼電器160。所述第一繼電器130進一步包括開關(guān)138，所述開關(guān)138切換于第一位置和第二位置之間。在所述第一位置，所述開關(guān)138連接第一連接端132和第三連接端136。從而，當開關(guān)處于第一位置時，所述沖擊放電屏170連接至所述第二、第三、和第四繼電器140、150、160。另外，當所述開關(guān)138處于第一位置時，所述高電壓屏180與所述沖擊放電屏170和所述第二、第三、和第四繼電器140、150、160處斷開。

當所述開關(guān)138處于第二位置時，所述開關(guān)138連接第二和第三連接端134、136。從而，當所述開關(guān)138位于第二位置時，所述高電壓屏180連接至第二、第三、和第四繼電器140、150、160。另外，當所述開關(guān)138處于第二位置時，所述沖擊放電屏170與所述高電壓屏180和所述第二、第三、和第四繼電器140、150、160處斷開。

所述第二繼電器140包括第一連接端142，所述第一連接端142連接至所述第一繼電器130。更詳細地，所述第二繼電器140的所述第一連接端142連接至所述第一繼電器130的第三連接端136。所述第二繼電器140還包括第二連接端144，所述第二連接端144連接至所述繼電器矩陣120的接地端122。所述第二繼電器140還包括第三連接端146，所述第三連接端146連接至所述裝置110的第一連接端112(舉例來說，第一相位)。

所述第二繼電器140進一步包括開關(guān)148，所述開關(guān)148在第一位置和第二位置之間切換。在所述第一位置中，所述開關(guān)148連接第一和第三連接端142、146。從而當所述開關(guān)148處于第一位置時，所述第一繼電器130連接至所述裝置110。當所述開關(guān)148處于第二位置時，所述開關(guān)148連接所述第二和第三連接端144、146。從而，當所述開關(guān)148處于第二位置時，所述裝置110的所述第一連接端114連接至所述繼電器矩陣120的所述接地端122。

第三繼電器150包括第一連接端152，所述第一連接端152連接至所述第一繼電器130。更詳細地，第三繼電器150的所述第一連接端152連接至所述第一繼電器130的第三連接端136。所述第三繼電器150還包括第二連接端154，所述第二連接端154連接至所述繼電器矩陣120的接地端122。所述第三繼電器150還包括第三連接端156，所述第三連接端156連接至所述裝置110的第二連接端114(舉例來說，第二相位)。

所述第三繼電器150進一步包括開關(guān)158，所述開關(guān)158在第一位置和第二位置之間切換。在所述第一位置中，所述開關(guān)158連接第一和第三連接端152、156。從而，當所述開關(guān)158處于第一位置時，所述第一繼電器130連接至所述裝置110。當所述開關(guān)158處于第二位置時，所述開關(guān)158連接所述第二和第三連接端154、156。從而，當所述開關(guān)158處于第二位置時，所述裝置110的所述第二連接端114連接至所述繼電器矩陣120的所述接地端122。

所述第四繼電器160包括第一連接端162，所述第一連接端162連接至所述第一繼電器130。更詳細地，第四繼電器160的所述第一連接端162連接至所述第一繼電器130的第三連接端136。所述第四繼電器160還包括第二連接端164，所述第二連接端164連接至所述繼電器矩陣120的接地端122。所述第四繼電器160還包括第三連接端166，所述第三連接端166連接至所述裝置110的第三連接端116(舉例來說，第二相位)。

所述第四繼電器160進一步包括開關(guān)168，所述開關(guān)168在第一位置和第二位置之間切換。在所述第一位置中，所述開關(guān)168連接第一和第三連接端162、166。從而，當所述開關(guān)168處于第一位置時，所述第一繼電器130連接至所述裝置110。當所述開關(guān)168處于第二位置時，所述開關(guān)168連接所述第二和第三連接端164、166。從而，當所述開關(guān)168處于第二位置時，所述裝置110的所述第三連接端116連接至所述繼電器矩陣120的所述接地端122。

所述系統(tǒng)100還包括局部放電檢測屏190，所述局部放電檢測屏190連接至所述沖擊放電屏170、所述第一繼電器130(的所述第一連接端132)、或者與兩者均連接。所述局部放電檢測屏190包括一個或者一個以上電阻器(resistor，展示了兩個：191、192)。所述電阻器191、192形成分壓器(voltage divider)，所述局部放電檢測屏190還包括一個或者一個以上運算放大器(operational amplifier，展示了一個193)、一個或者一個以上模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converters，展示了一個：194)、一個或者一個以上現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(field programmable gate arrays，展示了一個：195)、以及連接至微控制器的總線196(舉例來說，8位總線8bit bus)。如以下更多細節(jié)的描述，當裝置110受到來自所述沖擊放電屏170的電脈沖(electrical pulse)時，所述局部放電檢測屏190能夠接收并測量來自所述裝置110的反射。

圖2展示了按照實施例的檢測局部放電的方法200的流程圖。如在202處，所述繼電器矩陣120切換為將沖擊放電屏170連接至所述裝置110的第一連接端112(例如，第一相位)。所述切換包括將第一繼電器130切換至第一位置(舉例來說，將所述沖擊放電屏170連接至第二、第三、和第四繼電器140、150、160)、將第二繼電器140切換至第一位置(舉例來說，將所述第一繼電器130連接至所述裝置110的第一相位)、以及將第三和第四繼電器150、160切換至第二位置(舉例來說，將所述裝置110的第二和第三相位接地122)。

如在204處，一個或者一個以上的電脈沖隨后從所述沖擊放電屏170，經(jīng)過所述繼電器矩陣120，傳輸至所述裝置110。更詳細地，所述脈沖經(jīng)過第一繼電器130到第二、第三、和第四繼電器140、150、160(舉例來說，因為所述第一繼電器130處于第一位置)。所述脈沖隨后經(jīng)過第二繼電器140到所述裝置110的所述第一連接端112(舉例來說，因為第二繼電器140處于第一位置)。沒有脈沖經(jīng)過所述第三和第四繼電器150、160到所述裝置110(舉例來說，因為所述第三和第四繼電器處于第二位置)。

當所述脈沖到達所述裝置110后，所述脈沖反射離開所述裝置110，經(jīng)過所述第二繼電器140，經(jīng)過所述第一繼電器130，并被所述局部放電檢測屏190接收。如在206處，所述局部放電檢測屏190為了某些事件(events)而測量被反射的脈沖，所述事件可以預示所述裝置110的所述第一相位電絕緣體的局部放電。此處使用的“事件”指的是超出用戶定義的幅值閾值(magnitude threshold)的樣本。

來自所述沖擊放電屏170所述脈沖的電壓被提高，直到所述局部放電檢測屏190測量到預定數(shù)量的、響應于單反射脈沖(single reflected pulse)而發(fā)生的所述事件(舉例來說，五個事件)。該電壓為局部放電發(fā)生的最低電壓。該電壓被引用為“起始電壓(inception voltage)”。來自所述沖擊放電屏170的脈沖的電壓隨后被提高，直到局部放電檢測屏190測量到預定部分(舉例來說，50％)的、具有預定數(shù)量所述事件(舉例來說，五個事件)的反射脈沖。該電壓被引用為“重復性起始電壓(repetitive inception voltage)”。來自所述沖擊放電屏170的脈沖的電壓隨后被提高，直到局部放電檢測屏190測量到100％的具有預定數(shù)量所述事件(舉例來說，五個事件)的反射脈沖。

來自所述沖擊放電屏170的脈沖的電壓隨后被降低，直到局部放電檢測屏190測量到預定部分(舉例來說，50％)的、具有預定數(shù)量所述事件(舉例來說，五個事件)的反射脈沖。該電壓被引用為“重復性消失電壓(repetitive extinction voltage)”。來自所述沖擊放電屏170的脈沖的電壓隨后被降低，直到局部放電檢測屏190測量到零個具有預定數(shù)量所述事件(舉例來說，五個事件)的反射脈沖。該電壓被引用為“消失電壓(extinction voltage)”。

如在208處，所述繼電器矩陣120隨后被切換為將所述沖擊放電屏170連接至所述裝置110的所述第二連接端114(舉例來說，第二相位)。所述切換包括切換所述第二繼電器140至所述第二位置(舉例來說，將所述裝置110的第一相位接地)以切換所述第三繼電器150至第一位置(舉例來說，將所述沖擊放電屏170連接至所述裝置110的第二相位)。所述第一繼電器130保持于第一位置(舉例來說，將沖擊放電屏170連接至第二、第三、和第四繼電器140、150、160)，且第四繼電器160保持于第二位置(舉例來說，將所述裝置110的第三相位接地)。

如在210處，電脈沖隨后從沖擊放電屏170被傳輸?shù)剿鲅b置110。更詳細地，所述脈沖經(jīng)過所述第一繼電器130，到達第二、第三、和第四繼電器140、150、160(舉例來說，因為第一繼電器130位于第一位置)。所述脈沖隨后經(jīng)過所述第三繼電器150，到達所述裝置110的第二連接端114(舉例來說，因為所述第三繼電器150位于第一位置)。沒有脈沖經(jīng)過所述第二和第四繼電器140、160到達所述裝置110(舉例來說，因為所述第二和第四繼電器140、160位于第二位置)。

所述脈沖到達所述裝置110之后，所述脈沖從所述裝置110反射離開，經(jīng)過所述第三繼電器150，經(jīng)過所述第一繼電器130，并被所述局部放電檢測屏190接收。當在212時，所述局部放電檢測屏190為了某些事件而測量被反射的脈沖，所述事件可以預示所述裝置110的所述第二相位電絕緣體的局部放電。這與上面描述的方式一樣執(zhí)行(舉例來說，確定所述裝置110第二相位的所述起始電壓、重復性起始電壓、重復性消失電壓、以及消失電壓)。

如在214處，所述繼電器矩陣120隨后切換為將所述沖擊放電屏170連接至所述裝置110的所述第三連接端116(舉例來說，第三相位)。所述切換包括切換所述第三繼電器150至第二位置(舉例來說，將所述裝置110的第二相位接地)以及切換所述第四繼電器160至第一位置(舉例來說，將所述沖擊放電屏170連接至所述裝置110的第三相位)。所述第一繼電器130保持于第一位置(舉例來說，將所述沖擊放電屏170連接至第二、第三、以及第四繼電器140、150、160)，且所述第二繼電器140保持于第二位置(舉例來說，將所述裝置110的第一相位接地)。

如在216處，電脈沖隨后從所述沖擊放電屏170被傳輸?shù)剿鲅b置110。更詳細地，所述脈沖經(jīng)過所述第一繼電器130，到達第二、第三、以及第四繼電器140、150、160(舉例來說，因為所述第一繼電器130處于第一位置)。所述脈沖隨后經(jīng)過所述第四繼電器160，到達所述裝置110的所述第三連接端116(舉例來說，因為所述第四繼電器160處于第一位置)。沒有脈沖經(jīng)過所述第二和第三繼電器140、150到達所述裝置110(舉例來說，因為所述第二和第三繼電器140、150處于第二位置)。

所述脈沖到達所述裝置110之后，所述脈沖反射離開所述裝置，經(jīng)過所述第四繼電器160，經(jīng)過所述第一繼電器130，并被所述局部放電檢測屏190接收。如在218處，所述局部放電檢測電路190為了某些事件(events)而測量被反射的脈沖，所述事件可以預示所述裝置110的所述第三相位電絕緣體的局部放電。這與上面描述的方式一樣執(zhí)行(舉例來說，確定所述裝置110第二相位的所述起始電壓、重復性起始電壓、重復性消失電壓、以及消失電壓)。

如在220處，所述繼電器矩陣120隨后被切換為將所述高電壓屏180連接至所述裝置110的所述第一連接端(舉例來說，第一相位)112。所述切換包括切換所述第一繼電器連接至所述第二位置(舉例來說，將所述高電壓屏180連接至第二、第三、和第四繼電器140、150、160)，切換所述第二繼電器140至第一位置(舉例來說將所述高位板180連接至所述裝置110的第一相位)，以及切換所述第四繼電器至第二位置(舉例來說，將所述裝置110的所述第三相位接地)。所述第三繼電器150保持于第二位置(舉例來說，將所述裝置的第二相位接地)。高電位電壓隨后經(jīng)過所述高電壓屏180施加于所述裝置的第一相位。所述繼電器矩陣120隨后被切換為將所述高電壓屏180連接至所述第二連接端114，并隨后連接至所述裝置110的所述第三連接端116，用于額外的高電位電壓測試。

在一個實施例中，所述繼電器矩陣120中的所述繼電器130、140、150、160手動地切換于各自的位置中(舉例來說，通過轉(zhuǎn)動所述繼電器矩陣120上的旋鈕knob或者推壓所述繼電器矩陣120上的按鈕)。在另一個實施例中，用戶向電腦輸入命令，所述電腦連接至所述繼電器矩陣，每次一個或者一個以上的繼電器130、140、150、160被切換。例如，在所述裝置110第一相位的起始電壓被確定之后，而在所述裝置110第一相位的起始電壓被確定之前，用戶向電腦輸入命令。在所述裝置110第一相位的重復性起始電壓被確定之后，而在所述裝置110第一相位的重復性消失電壓被確定之前，用戶向電腦輸入另一個命令，等等。然而在另一個實施例中，包括所述繼電器矩陣120的所述系統(tǒng)100是自動化的，因此當所述系統(tǒng)執(zhí)行所述方法200中的至少一部分時，所述繼電器矩陣120自動地切換所述繼電器130、140、150、160。例如，在所述裝置110的第一相位的起始電壓確定之后，而在所述裝置第一相位的重復性起始電壓確定之前，所述繼電器矩陣120自動地切換一個或者一個以上的繼電器。

盡管本教導已經(jīng)對一個或者一個以上的執(zhí)行過程進行了闡釋，在不偏離所附權(quán)利要求的思想和范圍情況下，可以對所闡釋的例子進行變換和/或修改。另外，盡管本教導可能已經(jīng)對關(guān)于幾個的執(zhí)行過程中的僅一個執(zhí)行過程的詳細特征進行了公開，如果對于任何給定的功能或者特別的功能是期望的和有利的話，這些特征可能與其他執(zhí)行方式的一個或者一個以上的其他特征組合使用。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在考慮了本教導在這里公開的說明書和實施方式后，本教導的其他實施例將是顯而易見的。我們的本意是所述說明書和例子僅作為示范性的，本教導真正的范圍和思想在隨附的權(quán)利要求中指出。