空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置的製作方法

2023-05-02 20:01:01

本實用新型涉及電抗器匝間絕緣檢測技術領域，特別涉及一種乾式空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置。

背景技術：

乾式空心電抗器是變電站的重要組成部分，對於電網的穩定運行有著重要的作用：乾式空心電抗器具備電抗值特性、結構簡單、重量輕、安裝維護方便等優點，在電網中補償、濾波和限流等方面廣泛應用。而空心電抗器長期運行，由於受到環境因素的影響，不可避免地會產生不能程度的絕緣問題，有研究表明，乾式空心電抗器有90％事故是由其匝間絕緣問題導致的，所以及時發現乾式空心電抗器的匝間絕緣問題十分重要。

傳統技術中，採用雷電衝擊和感應電壓試驗設備來檢測變壓器與電抗器的絕緣，但是這種方法對於乾式空心電抗器並不適用，因為它只有一個繞組，因此無法施加感應電壓；雷電衝擊也很難檢測空心電抗器的匝間絕緣故障，因為空心電抗器匝數多，匝間短路故障引起的電氣參數量小，檢測的精度差。

目前主要採用高頻脈衝振蕩電壓試驗方法來完成乾式空心電抗器的匝間絕緣檢測。現有技術中，採用高頻脈衝振蕩電壓試驗時，主要是對比匝間絕緣良好的乾式空心電抗器與被測電抗器的諧振電路的振蕩頻率變化以及電壓衰減速度，並輸出相應的波形進行比較、判斷，雖然也能大致判斷出空心電抗器的匝間絕緣狀況，但是這種檢測裝置集成度、可視化程度較低，輸出的對比波形單一，可監控的參數少，在試驗時操作複雜，接線複雜，準備時間長。

技術實現要素：

為了解決現有的空心電抗器的檢測裝置集成度、可視化程度較低，輸出的對比波形單一，在試驗時操作複雜，準備時間長的問題，提出一種乾式空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，實施本實用新型提供的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，通過設置檢測設備產生直流放電高壓、與被測空心電抗器一起組成諧振電路，並對諧振電路的電壓信號、電流信號以及被測空心電抗器的電感量信號進行採集；並將控制軟體、信號處理元件、仿真模塊以及交互模塊集成為一個控制終端，用於控制檢測設備對被測空心電抗器進行檢測，通過設置檢查設備和控制終端提高了集成度，簡化操作，節省了準備時間，檢測精度高。

一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，包括檢測設備、通信模塊以及控制設備，所述檢測設備用於檢測被測空心電抗器匝間絕緣，並通過通信模塊與所述控制終端通信，所述控制終端用於控制所述檢測設備對被測空心電抗器匝間絕緣進行檢測，所述通信模塊分別與所述檢測設備和控制終端連接，用以實現所述檢測設備與所述控制終端進行信息傳輸。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，所述檢測設備包括振蕩產生器以及信號採集模塊，所述振蕩產生器與被測空心電抗器連接，用以組成諧振電路，所述信號採集模塊與所述被測空心電抗器連接，用以採集所述諧振電路以及被測電抗器的衰減信號。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，振蕩產生器包括放電球隙模塊以及觸發控制器，放電球隙模塊用以產生高壓電弧，觸發控制器與放電球隙模塊連接，用以控制放電球隙產生電弧。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，檢測設備通過放電球隙模塊產生電弧、充放電電容放電與被測空心電抗器組成一諧振電路。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，所述信號採集模塊用以採集所述諧振電路振蕩時的電流、電壓、頻率以及被測空心電抗器的電感量信號等衰減信號。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，所述控制終端包括交互模塊、控制模塊以及信號處理模塊，所述控制模塊通過通信單元向所述檢測設備輸出控制指令，所述信號處理模塊用以對接收到的電流、電壓、被測空心電抗器的電感量信號進行處理、並通過所述交互模塊顯示出來。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，所述控制終端還包括仿真模塊，所述仿真模塊對經過信號處理模塊處理後的電流、電流、頻率以及被測空心電抗器的電感量信號進行仿真、並以特定的波形曲線顯示在所述交互模塊上。

實施本實用新型提供的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，通過設置檢測設備，將傳統檢測技術中的高壓直流電源提供元件、整流元件、放電球隙放電控制元件及分壓元件和信號採集模塊整合一個整體，用於產生直流放電高壓、與被測空心電抗器一起組成諧振電路，並對諧振電路的電壓信號、電流信號以及被測空心電抗器的電感量信號進行採集；並將控制軟體、信號處理元件、仿真模塊以及交互模塊集成為一個控制終端，用於控制檢測設備對被測空心電抗器進行檢測，控制放電球隙放電電壓，對採集到的諧振電路的電壓、電流以及電抗器電感量信號進行處理，通過仿真模塊，將採集到的信號以一定的波形曲線通過交互模塊顯示出來，同時經過處理後的電壓、電流以及電感量信號數據通過交互模塊實時顯示出來；通過設置檢查設備和控制終端提高了集成度，操作簡單，節省了準備時間，可視化程度高。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例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用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置實施例的邏輯連接示意圖；

圖2是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中檢測設備 110實施例的邏輯連接示意圖；

圖3是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中振蕩產生器111實施例的組成邏輯連接示意圖；

圖4是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中控制終端 130實施例的組成邏輯連接示意圖；

圖5是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中仿真模塊 133的仿真波形曲線圖。

具體實施方式

乾式空心電抗器是變電站的重要組成部分，對於電網的穩定運行有著重要的作用：乾式空心電抗器具備電抗值特性、結構簡單、重量輕、安裝維護方便等優點，在電網中補償、濾波和限流等方面廣泛應用。而空心電抗器長期運行，由於受到環境因素的影響，不可避免地會產生不能程度的絕緣問題，有研究表明，乾式空心電抗器有90％事故是由其匝間絕緣問題導致的，所以及時發現乾式空心電抗器的匝間絕緣問題十分重要。

採用雷電衝擊和感應電壓試驗設備來檢測變壓器與電抗器的絕緣，但是這種方法對於乾式空心電抗器並不適用，因為它只有一個繞組，因此無法施加感應電壓；雷電衝擊也很難檢測空心電抗器的匝間絕緣故障，因為空心電抗器匝數多，匝間短路故障引起的電氣參數量小，檢測的精度差。

採用高頻脈衝振蕩電壓試驗時，主要是對比匝間絕緣良好的乾式空心電抗器與被測電抗器的諧振電路的振蕩頻率變化以及電壓衰減速度，並輸出相應的波形進行比較、判斷，雖然也能大致判斷出空心電抗器的匝間絕緣狀況，但是這種檢測裝置集成度、可視化程度較低，輸出的對比波形單一，可監控的參數少，在試驗時操作複雜，接線複雜，準備時間長。

本實用新型要解決的問題是：傳統的空心電抗器檢測技術中，集成度低，在檢測時，接線複雜，準備工作時間較長，可視化程度低，一般只能輸出特定的幾個波形曲線。

針對以上問題，提出一種乾式空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，通過設置檢測設備110，將傳統檢測技術中的高壓直流電源提供元件、整流元件、放電球隙放電控制元件及分壓元件和信號採集模塊112整合一個整體，用於產生直流放電高壓、與被測空心電抗器140一起組成諧振電路，並對諧振電路的電壓信號、電流信號以及被測空心電抗器140的電感量信號進行採集；並將控制軟體、信號處理元件、仿真模塊133以及交互模塊134集成為一個控制終端130，用於控制檢測設備110對被測空心電抗器140進行檢測，控制放電球隙放電電壓，對採集到的諧振電路的電壓、電流以及電抗器電感量信號進行處理，通過仿真模塊133，將採集到的信號以一定的波形曲線通過交互模塊134顯示出來，同時經過處理後的電壓、電流以及電感量信號數據通過交互模塊134實時顯示出來；通過設置檢查設備和控制終端130提高了集成端，簡化操作，節省了準備時間，檢測精度高。

圖1是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置實施例的邏輯連接示意圖，請參考圖1，一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，包括檢測設備110、通信模塊120以及控制設備，檢測設備110用於檢測被測空心電抗器 140匝間絕緣，並通過通信模塊120與控制終端130通信，控制終端130用於控制檢測設備110對被測空心電抗器140匝間絕緣進行檢測，通信模塊120分別與信號採集模塊112和控制終端130連接，用將衰減信號傳輸到控制終端130。

檢測設備110是將傳統的高壓直流電源提供元件、整流元件、放電球隙放電控制元件及分壓元件和信號採集模塊112整合一個整體，設有專門檢測用的接線柱，通過導線與被測空心電抗器140的接線柱連接，檢測設備110中的振蕩產生器111用於與被測空心電抗器140一起組成諧振電路，檢測對諧振電路的電壓、電流信號以及被測空心電抗器140的電感量信號進行採集並通過通信模塊120傳輸到控制終端130中；檢測設備110中的放電球隙模塊1111用於產生電弧，從而使振蕩產生器111中的放電電容與被測空心電抗器140組成RLC 諧振電路；控制終端130對採集到諧振電路的衰減信號：電壓、電流、頻率以及被測空心電抗器140的電感量進行處理，並將它們與標準的絕緣良好的空心電抗器的對應的帥參數進行對比，以一定的波形信號顯示出來；如果電抗器有匝間短路現象，則由於電抗器線圈匝數的減少，導致整個電抗器的電感量減少，整個振蕩電路的振蕩頻率將發生變化；短路匝內的環流將引起電抗器的損耗增加使整個振蕩電路的電壓和電流衰減速度加快。因此，對比標準的絕緣良好的空心電抗器在系統額定電壓下和振蕩波試驗電壓下兩端的電壓波形變化情況，就可以判斷電抗器線圈是否存在匝間絕緣缺陷。

圖5是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中仿真模塊 133的仿真波形曲線圖，請參考圖5，將被測空心電抗器140與檢測設備110連接完成後，對電壓的控制工作都是通過控制模塊131完成的，在控制終端130 還可以對諧振電路振蕩時的參數實時監控和存檔，仿真模塊133將被測空心電抗器140與標準的絕緣良好的空心電抗器的諧振衰減參數顯示出來，如圖5，阻尼振蕩波形幅度較寬的為無匝間短路的空心電抗器的阻尼振蕩波形，阻尼振蕩波形幅度較窄的為存在匝間短路的空心電抗器的阻尼振蕩波形，通過對比可以看出來空心電抗器存在匝間短路時阻尼振蕩頻率顯著增高，阻尼顯著增大，出現短路的匝數越多，阻尼就越大，相應的電壓、電流或電感量參數衰減幅度越大。

進一步地，圖2是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中檢測設備110實施例的邏輯連接示意圖，請參考圖2，根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，檢測設備110包括振蕩產生器111以及信號採集模塊112，振蕩產生器111與被測空心電抗器140連接，用以組成諧振電路，信號採集模塊112與被測空心電抗器140連接，用以採集被測空心電抗器140諧振衰減信號。

振蕩產生器111產生直流高壓，對其集成的放電電容進行充電，在充放電電容處於滿壓保持時，由觸發控制器1112控制放電球隙產生電弧，使振蕩產生器111與被測空心電抗器140組成諧振電路，進行阻尼振蕩，信號採集模塊112 用以採集諧振電路的衰減參數，例如諧振電路電壓、電流、諧振頻率以及電抗器電感量，以便於與無匝間絕緣的空心電抗器進行對比，進而判斷被測空心電抗器140的匝間絕緣情況。

進一步地，圖3是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中振蕩產生器111實施例的組成邏輯連接示意圖，請參考圖3，根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，振蕩產生器111包括放電球隙模塊1111以及觸發控制器1112，放電球隙模塊1111用以產生高壓電弧，觸發控制器1112與放電球隙模塊1111連接，用以控制放電球隙產生電弧。

觸發控制器1112控制放電球隙的電弧的產生，這是因為在進行試驗時會出現充放電電容兩端的電壓不滿時放電，這樣會導致絕緣檢測結果不準確，控制終端130輸出指令控制觸發控制器1112，從而保證充放電電容處於滿壓保持時才出發放電球隙模塊1111產生電弧，提高了檢測的準確性。

根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，檢測設備 110通過放電球隙模塊1111產生電弧、充放電電容放電與被測空心電抗器140 組成一諧振電路。

檢測設備110中的放電球隙模塊1111產生電弧時，充放電電容與被測空心電抗器140組成了閉合RLC電路，充放電電容開始放電，RLC電路進行阻尼振蕩。

進一步地，圖4是本實用新型實提供的一種電抗器匝間短路絕緣檢測裝置中控制終端130實施例的組成邏輯連接示意圖，請參考圖4，根據本實用新型提出的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，控制終端130包括交互模塊134、控制模塊131、信號處理模塊132以及仿真模塊133，控制模塊131通過通信單元向檢測設備110輸出控制指令，信號處理模塊132用以對接收到的電流、電壓、被測空心電抗器140的電感量信號進行處理。仿真模塊133對經過信號處理模塊132處理後的電流、電流、被測空心電抗器140的電感量信號進行仿真、並以特定的波形曲線顯示在交互模塊134上。

控制終端130可以為移動式PC機例如筆記本電腦，也可以是固定式PC機， PC機上安裝有檢測控制軟體，交互模塊134用於顯示仿真波形、工作人員輸入控制指令，控制模塊131輸出控制指令到檢測設備110，控制終端130通過通信模塊120與檢測設備110連接，信號處理模塊132將採集到諧振電路的衰減參數的電信號處理成數位訊號，通過仿真模塊133與無匝間絕緣短路的空心電抗器衰減參數進行對比，輸出波形，例如電壓對比波形，電流對比波形，頻率對比波形以及電抗器的電感量對比波形，並通過顯示模塊顯示出來，控制終端130 操作方便，簡單，而且可視化效果好，工作人員可以通過顯示模塊實時觀測電抗器以及諧振電路的參數變化，還可以通過顯示出來的波形對比來判斷被測空心電抗器140的匝間絕緣情況。

實施本實用新型提供的一種空心電抗器匝間絕緣智能檢測裝置，通過設置檢測設備110，將傳統檢測技術中的高壓直流電源提供元件、整流元件、放電球隙放電控制元件及分壓元件和信號採集模塊112整合一個整體，用於產生直流放電高壓、與被測空心電抗器140一起組成諧振電路，並對諧振電路的電壓信號、電流信號以及被測空心電抗器140的電感量信號進行採集；並將控制軟體、信號處理元件、仿真模塊133以及交互模塊134集成為一個控制終端130，用於控制檢測設備110對被測空心電抗器140進行檢測，控制放電球隙放電電壓，對採集到的諧振電路的電壓、電流以及電抗器電感量信號進行處理，通過仿真模塊133，將採集到的信號以一定的波形曲線通過交互模塊134顯示出來，同時經過處理後的電壓、電流以及電感量信號數據通過交互模塊134實時顯示出來；通過設置檢查設備和控制終端130提高了集成度，簡化操作，節省了準備時間，檢測精度高。

上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬體來完成，也可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。