一種非工頻工況gis設備局部放電缺陷模擬裝置製造方法
2023-12-02 08:19:06 2
一種非工頻工況gis設備局部放電缺陷模擬裝置製造方法
【專利摘要】本發明了一種非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬裝置，其特徵是設置變頻電源模塊，其電源信號輸入端與電網三相380V交流供電電源通過電纜相連，以變頻電源模塊的輸出端提供頻率和幅值可調的交流電壓；升壓變壓器安裝於GIS結構模擬裝置的殼體中，升壓變壓器的低壓繞組通過第一絕緣子和第二絕緣子引出在GIS結構模擬裝置的殼體的外部，並通過電纜與變頻電源模塊的輸出端相連接，升壓變壓器的高壓輸出端與設置在GIS設備結構模擬裝置的殼體中的母線相連接，缺陷模型的一端與母線相連接，另一端接地。本發明用於實現非工頻電壓條件下GIS設備缺陷模型模擬，獲取非工頻電壓條件下GIS設備缺陷模型局部放電信號特徵。
【專利說明】—種非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於氣體絕緣組合電器(簡稱GIS)超聲局部放電檢測【技術領域】，特別是涉及一種用於氣體絕緣組合電器非工頻工況局部放電模擬的裝置，用於實現GIS缺陷模型在非工頻電壓條件下局部放電特徵的模擬。
【背景技術】
[0002]以SF6為絕緣介質的氣體絕緣金屬封閉開關設備(Gas InsulatedSwitchgear-GIS)也稱封閉式組合電器。與常規電器設備相比，GIS更具有佔地面積小、結構緊湊、電磁兼容性好、運行安全可靠等優點，其在電力系統中的應用越來越廣泛。開展GIS設備局部放電檢測對於及時掌握設備內部缺陷狀況，實現設備的狀態評價和風險評估，實現GIS設備的狀態檢修具有重要意義。作為一種常用的局部放電檢測方法，超聲波局部放電檢測技術由於可以避開現場電磁幹擾，在GIS設備的局部放電檢測中起著重要作用。為了獲取各種缺陷模型局部放電超聲信號特徵，研究人員建立了各種氣體絕緣組合電器缺陷模擬裝置，其典型結構構成如圖1所示。以調壓器的輸出為工頻升壓變壓器供電，工頻升壓變壓器高壓輸出施加到連接在母線上的缺陷模型上，缺陷模型則安裝在GIS結構模擬裝置內。工頻升壓變壓器可以獨立在GIS設備結構模擬裝置之外，也可以小型化後與GIS結構模擬裝置集合在一起置於GIS結構模擬裝置的殼體內。
[0003]為了提高GIS設備的質量，確保「零」缺陷投運，最新的國家電網公司《十八項電網重大反事故措施(修訂版)》中對GIS設備交接驗收試驗耐壓過程中的局部放電檢測提出了明確的要求。
[0004]在對於GIS設備的現場交接驗收試驗過程中，由於是採用串聯諧振裝置來產生試驗所需的高電壓，因此試驗電壓是非工頻，與正常運行的電壓頻率不同，此時GIS設備處於非工頻電壓條件下，由於局部放電信號特徵的電壓相關性，其放電信號特徵不止與缺陷類型有關，也與GIS設備上的電壓頻率有關。但已有技術中如圖1所示的缺陷模擬裝置無法實現非工頻工況GIS缺陷模擬。
【發明內容】
[0005]為了實現非工頻電壓條件下GIS設備缺陷模型模擬，獲取非工頻電壓條件下GIS設備缺陷模型局部放電信號特徵，本發明提供一種非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬
>j-U ρ?α裝直。
[0006]本發明為解決技術問題採用如下技術方案:
[0007]本發明非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬裝置的結構特點是:設置變頻電源模塊，所述變頻電源模塊的電源信號輸入端與電網提供的三相380V交流供電電源通過電纜相連，以所述變頻電源模塊的輸出端提供頻率和幅值可調的交流電壓；升壓變壓器安裝於GIS結構模擬裝置的殼體中，所述升壓變壓器的低壓繞組通過第一絕緣子和第二絕緣子引出在GIS結構模擬裝置的殼體的外部，並通過電纜與所述變頻電源模塊的輸出端相連接，所述升壓變壓器的高壓輸出端與設置在GIS設備結構模擬裝置的殼體中的母線相連接，缺陷模型的一端與所述母線相連接，另一端接地；所述缺陷模型為任意一種GIS結構模擬裝置的缺陷模型。
[0008]本發明非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬裝置的結構特點也在於:由所述變頻電源模塊提供的頻率和幅值可調的交流電壓的頻率範圍為30Hz?300Hz，幅值為O?350V ;所述升壓變壓器的工作頻率範圍為30Hz-300Hz。
[0009]與已有技術相比，本發明有益技術效果體現在:
[0010]本發明利用變頻電源為升壓變壓器供電，通過改變變頻電源的輸出電壓頻率，從而改變升壓變壓器輸出電壓頻率，達到改變施加在缺陷模型上的電壓頻率，從而實現GIS設備交接驗收試驗過程中非工頻工況模擬，為實驗室獲取GIS設備非工頻工況條件下缺陷模型的局部放電信號特徵提供了基礎，為現場耐壓試驗過程中依據局部放電信號特徵進行缺陷類型的判斷提供了依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為現有技術中常規GIS設備缺陷模擬裝置構成方框圖；
[0012]圖2為本發明方框圖；
[0013]圖3為GIS結構模擬裝置外形示意圖；
[0014]圖4為GIS結構模擬裝置內部結構示意圖；
[0015]圖5為本發明用來獲取毛刺缺陷模型60Hz電壓條件下局部放電超聲信號特徵的示意圖。
[0016]圖中標號:I升壓變壓器，2殼體，3第一絕緣子，4第二絕緣子，5母線，6缺陷模型，7前段三通管狀腔體，8後段三通管狀腔體，9盆式絕緣子，10端蓋，11超聲傳感器。
【具體實施方式】
[0017]參見圖2，本實施例中非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬裝置的結構形式是:設置變頻電源模塊，所述變頻電源模塊的電源信號輸入端與電網提供的三相380V交流供電電源通過電纜相連，以所述變頻電源模塊的輸出端提供頻率和幅值可調的交流電壓；升壓變壓器I安裝於GIS結構模擬裝置的殼體2中，所述升壓變壓器I的低壓繞組通過第一絕緣子3和第二絕緣子4引出在GIS結構模擬裝置的殼體2的外部，並通過電纜與所述變頻電源模塊的輸出端相連接，所述升壓變壓器I的高壓輸出端與設置在GIS設備結構模擬裝置的殼體2中的母線5相連接，缺陷模型6的一端與所述母線5相連接，另一端接地；所述缺陷模型6為任意一種GIS結構模擬裝置的缺陷模型。
[0018]具體實施中，由變頻電源|吳塊提供的頻率和幅值可調的交流電壓的頻率範圍為30Hz?300Hz，幅值為O?350V ;所述升壓變壓器I的工作頻率範圍為30Hz_300Hz。
[0019]缺陷模型是為了模擬實際GIS設備內部缺陷而人為製造的一种放電模型，是本領域的一種已有技術。常用缺陷模型有自由金屬微粒缺陷模型、毛刺缺陷模型、絕緣子表面汙穢缺陷模型等等。本發明通過調整施加在缺陷模型上的電壓頻率，實現非工頻工況條件下GIS設備缺陷局部放電模擬。
[0020]圖3和圖4所示為應在本發明中的GIS結構模擬裝置的一種實施方式，如圖3和圖4所示，GIS結構模擬裝置的殼體2由前段三通管狀腔體7和後段三通管狀腔體8對接組成，兩個三通管狀腔體上分設置有充氣口和氣壓表，兩個三通管狀腔體的對接面通過盆式絕緣子9相隔離，並採用法蘭面密封。前段三通管狀腔體7和後段三通管狀腔體8的其它端面通過端蓋10進行密封，第一絕緣子3和第二絕緣子4分別設置在前段三通管狀腔體7的側部端蓋上。前段三通管狀腔體7和後段三通管狀腔體8的直徑按照實際IlOkV GIS母線筒直徑進行選取，升壓變壓器高壓輸出電壓最高為llOkV，母線5的直徑按照實際IlOkVGIS母線直徑選取。
[0021]參見圖5為採用本發明獲取60Hz電壓條件下毛刺放電缺陷模型局部放電超聲波信號特徵的實施方式。超聲傳感器11安裝在Gis結構模擬裝置的外殼2上，超聲傳感器的輸出通過信號電纜連接到超聲波局放檢測儀的輸入端。為了保證接觸的緊密性，在超聲傳感器和外殼2之間塗有耦合劑，缺陷模型6為毛刺放電缺陷模型。
[0022]實驗過程:調節變頻電源模塊的輸出電壓頻率到60Hz，然後緩慢升高變頻電源模塊的輸出電壓，直到超聲局放檢測儀檢測到缺陷模型發生放電，然後保持變頻電源模塊輸出電壓不變，通過超聲局部放電檢測儀對缺陷模型6產生的局部放電超聲信號進行檢測，即可獲取毛刺放電缺陷模型在60Hz電壓條件下超聲局放信號特徵。
【權利要求】
1.一種非工頻工況Gis設備局部放電缺陷模擬裝置，其特徵是:設置變頻電源模塊，所述變頻電源模塊的電源信號輸入端與電網提供的三相380V交流供電電源通過電纜相連，以所述變頻電源模塊的輸出端提供頻率和幅值可調的交流電壓；升壓變壓器(I)安裝於GIS結構模擬裝置的殼體(2)中，所述升壓變壓器(I)的低壓繞組通過第一絕緣子(3)和第二絕緣子(4)引出在GIS結構模擬裝置的殼體(2)的外部，並通過電纜與所述變頻電源模塊的輸出端相連接，所述升壓變壓器(I)的高壓輸出端與設置在GIS設備結構模擬裝置的殼體(2)中的母線(5)相連接，缺陷模型￠)的一端與所述母線(5)相連接，另一端接地；所述缺陷模型(6)為任意一種GIS結構模擬裝置的缺陷模型。
2.根據權利要求1所述的非工頻工況GIS設備局部放電缺陷模擬裝置，其特徵是:由所述變頻電源模塊提供的頻率和幅值可調的交流電壓的頻率範圍為30Hz?300Hz，幅值為O?350V ;所述升壓變壓器(I)的工作頻率範圍為30Hz-300Hz。
【文檔編號】G01R31/12GK104166080SQ201410454112
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】朱太雲, 楊道文, 葉劍濤, 程登峰, 王貽平 申請人:國家電網公司, 國網安徽省電力公司電力科學研究院