配電變壓器操作波試驗器的製作方法
2023-12-04 01:40:06 1
專利名稱：配電變壓器操作波試驗器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測儀器，特別是用於檢測變壓器匝、層間絕緣及主絕緣缺陷的專用儀器。
以往曾採用過脈衝試驗器對變壓器進行絕緣試驗，並通過示波器觀察波形來判斷絕緣缺陷。其不足是輸出波形非標準，靈敏度較低；試驗儀器體積大，攜帶不方便，操作比較繁瑣；需用交流電源，試驗現場不易解決，不適合於現場試驗。
若採用工頻耐壓，只能檢測其主絕緣缺陷，而匝、層間絕緣則檢測不出來，功能比較單一。並且也需要交流電源，不適合於現場試驗。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種可以檢測變壓器匝、層間絕緣及主絕緣缺陷，且輸出為標準波形的操作波試驗器。
本實用新型的目的是這樣實現的利用自激振蕩把直流電壓逆變成交流方波電壓，經調壓、功率放大、倍壓整流後向儲能電容充電，當無觸點開關被觸發導通後，電容上的電荷便向脈衝調製變壓器繞組的電容、電感放電而產生振蕩，經電磁耦合在次級繞組產生所需要的操作波試驗電壓，並施加在被試變壓器上，通過頻幅示傷表指示來判斷被試變壓器有無匝、層及主絕緣的缺陷。
配電變壓器操作波試驗器包括箱體、逆變器、倍壓整流電路，其特殊之處在於輸出為可調方波交流電壓的逆變器的輸出端連接有倍壓整流電路，倍壓整流電路的輸出端連接在由可調脈衝電壓發生器、脈衝調製變壓器及定脈衝觸發器組成的操作波電壓發生器的輸入端，操作波電壓發生器的輸出端與a、被試變壓器的初級繞組相連接，變壓器的次級繞組連接有三球測壓保護間隙；b、電阻分壓器的輸入端相連，電阻分壓器的輸出端接有頻幅示傷表電路。
由於絕緣良好的變壓器和有匝層絕緣及主絕緣缺陷的變壓器所反應的波形只是波尾部分的幅值有明顯的變化，因此在上述的電阻分壓器和頻幅示傷表電路之間設有延時電路，用以躲開波頭部分，對波尾部分進行檢測，可提高判斷的準確性。
根據不同容量的需要，在電阻分壓器上設有分壓比切換開關SK1－C，且與可調方波交流電壓逆變器和可調脈衝電壓發生器上的切換開關SK1－－a、SK1－－b為同軸開關，以滿足各種不同容量的要求，提高儀器的靈敏度。
本實用新型與現有技術相比具有如下特點1.該儀器體積小，重量輕，攜帶方便，適合在配電變壓器現場試驗。
2.採用12伏電池做電源，特別適用於配電變壓器臺停電後缺少交流電源的情況下對配電變壓器進行現場操作被耐壓試驗。
3.該儀器不需外設升壓試驗變壓器，而利用被試變壓器的自身感應來達到試驗目的。
4.該儀器結構簡單、操作方便，能有效地檢測出運動中、大修後或新產品的配電變壓器因製造工藝不佳、維修不當，自然劣化及過電壓的襲擊，而在繞組的匝與匝之間，層與層之間，以及繞組之間和繞組對地之間造成的殘留性的絕緣缺陷。通過頻幅示傷表可直觀地分析判斷，示傷靈敏度高。
附圖的圖面說明
圖1為本實用新型的方框圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3為操作波試驗的波形圖。
圖4為本實用新型的外部結構示意圖。
圖5為本實用新型與被試變壓器接線示意圖。
以下結合附圖作進一步詳述如圖1所示，本實用新型主要由逆變器(1)、倍壓整流電路(2)、可調脈衝電壓發生器(3)、脈衝調製變壓器(4)、定脈衝觸發器(5)、電阻分壓器(8)、延時電路(9)、頻幅示傷表電路(10)組成。被試變壓器(6)，三球測壓保護間隙(7)。
如圖2，逆變器是由方波振蕩器、功率放大電路組成。方波振蕩器包括集成電路、分壓電阻R1、R2、電容C1，和可調電阻DW1。功率放大電路是由甲類放大器和乙類推挽功率放大器組成。甲類功率放大器作為推動級，將振蕩器輸出的方波交流電壓放大後去推動乙類推挽的功率放大，同時亦起緩衝級的作用。在方波振蕩器與放大電路之間設有切換開關SK1－－a。功率放大電路是由下述部件構成三極體BG3、BG4、BG5、電阻R5、R7、R8，電容C3、C4、變壓器BY2、BG3、二極體D1、D2，由於三極體BG4、BG5接在輸出變壓器初級繞組上，而變壓器是儲能元件，在波頭、波尾較陡的方波電壓作用下易產生較高的瞬時過電壓，可使三極體發生擊穿而損壞，因此採用較大功率的二極體D1、D2和電阻R8、電容C4等作為三極體的保護電路，以吸收瞬時的過電壓。
倍壓整流電路是由二極體D3、D4、電容C5、C6及電阻R9組成。其輸入端與功率放大器的輸出端相連接，輸出端則與可調脈衝電壓發生器的輸入端相連。由於放大後的電源是交流，經過兩倍壓整流後可得到最大為450伏的直流電壓。
操作波電壓發生器是由可調脈衝電壓發生器、脈衝調製變壓器及定脈衝觸發器組成。可調脈衝電壓發生器包括儲能電容器C7、C8、C9以及限流電阻R10、可控矽SCR。在三個儲能電容器上設有容量選擇開關SK1－－b，以適應不同容量的需要。脈衝調製變壓器BY4用以提高輸出電壓，同時還解決了可控矽反向阻斷峰值電壓不足和被試變壓器低壓繞組波頭較陡的問題。定脈衝觸發器是一個弛張振蕩器，用來確定每秒施加操作波試驗電壓的次數。本實施例採用每秒觸發導通五次。它由電阻R11、R12，穩壓二極體WY1可調電阻DW6，儲能電容C10、雙基極二極體VJT和二極體D10及脈衝隔離變壓器BYs構成。調整電阻DW6，使其以每秒五次的速度產生脈衝去觸發可控矽SCR，使可控矽每秒導通五次，達到每秒產生五次操作波電壓的目的。脈衝調製變壓器的輸出端與被試變壓器的二次低壓繞組相連，其高壓繞組與三球側壓保護間隙相連接，如圖5所示。在做操作波試驗時，由於被試變壓器高低壓繞組的波形只是幅值不同，而波形的變化是相同的，所以可在低壓繞組進行測量，但因其電壓仍為幾千伏以上，遠遠高於頻幅示傷表的輸入電壓，為此在脈衝調製變壓器的輸出端連接有由電阻R13、R16、R17所構成的電阻分壓器。經電阻分壓器後輸給頻幅示傷表電路。分壓器採用幾個電阻串聯主要是防止因電壓高而產生表面爬閃，起增加爬距、保持儀器使用可靠的作用。在分壓器上設有分壓比切換開關SK1－－C，分壓比切換開關與前述兩種切換開關SK1－－a、SK1－－b為同軸開關。
被試變壓器的絕緣好或壞主要是反應在波尾部分的幅值有明顯變化，如圖3所示，a為絕緣良好的波形，b為有匝層絕緣缺陷的波形，只要測量波尾部分的幅值就能表明變壓器有無絕緣缺陷。因此在分壓器的輸出端與頻幅示傷表電路之間連接有由電阻R17和電容C11組成的延時電路，用以躲開波頭部分，只測量波尾部分的幅值。
頻幅示傷表電路是極性控制二極體D5、儲能電容C12，過壓保護二極體D6－D9及運算放大器構成，其輸出連接在頻幅示傷表上。
如圖4所示，箱體(11)的前面板上分別設有頻幅示傷表FP(12)、電源電壓指示表(13)、電源開關(14)、輸出插座(15)、調零旋鈕DW3(16)，容量選擇開關SK1(17)、相別選擇開關SK2(18)、調壓旋鈕DW1(19)、電路板則設置在箱體內。
結合三相四線制配電變壓器，對本實用新型的操作及工作過程加以說明，被試變壓器的低壓繞組a、b、c、通過相別選擇開關SK2與操作波電壓發生器的輸出端相連接。如圖5所示，高壓繞組A、B、C相則與三球測壓保護間隙相連接。當相別選擇開關接通bo時，高壓B相繞組的感應電壓為最高，同時應將高壓A、C兩相接地，被試相為B／AC地，即可檢測出B、b相繞組匝層間絕緣缺陷和主絕緣缺陷。同樣在co加壓時，A、B相端接地，ao加壓時B、C相端接地，就會分別測出B相、C相及A相的主絕緣和匝層間絕緣有無缺陷。其儀器的工作過程是接通直流電源，逆變器將直流電變成可調電壓的方波交流訊號源，經功率放大，倍壓整流至可調脈衝電壓發生器，並通過限流電阻R10向發生器中的儲能電容C7、C8、C9充電，使其儲存電荷。調整定脈衝觸發器的可調電阻DW6，以達到每秒產生五次脈衝電壓，去觸發衝擊電壓發生器中的可控矽，當可控矽被觸發導通時，將儲能電容的電荷釋放到脈衝調製變壓器初級繞組上，經電磁耦合在次級繞組上感應出高達數千伏的操作波電壓，並通過相別選擇開關施加在被試配電變電器的初級低壓繞組b相上，次級高壓繞組B相上也相應感應出規定的操作波電壓，如被試變壓器絕緣良好，則高低壓繞組兩端的波形基本相同，其波尾衰減比較緩慢。如波試變壓器存在匝、層間絕緣缺陷或主絕緣缺陷時，在其感應電壓作用下，產生局部擊穿放電時，由於能量消耗大，衰減頻率增高幅值下降，波形出現突變，因而波尾很快衰減，頻幅示傷表則極為敏感地顯視出來。
權利要求1.一種配電變壓器操作波試驗器，包括箱體(11)、逆變器(1)、倍壓整流電路(2)，其特徵在於輸出為可調方波交流電壓的逆變器的輸出端連接有倍壓整流電路，倍壓整流電路的輸出端連接在由可調脈衝電壓發生器(3)，脈衝調製變壓器(4)及定脈衝觸發器(5)組成的操作波電壓發生器的輸入端，操作波電壓發生器的輸出端與a被試變壓器(6)的初級繞組相連接，變壓器的次級繞組連接有三球側壓保護間隙(7)；b電阻分壓器(8)的輸入端相連，電阻分壓器的輸出端連接有頻幅示傷表電路(10)。
2.根據權利要求1所述的配電變壓器操作波試驗器，其特徵在於電阻分壓器和頻幅示傷表電路之間設有延時電路(9)。
3.根據權利要求1、2所述的配電變壓器操作波試驗器，其特徵在於在電阻分壓器上設有分壓比切換開關SK1－－C，且與可調方波交流電壓逆變器和可調脈衝電壓發生器上的切換開關SK1－－a、SK1－－b為同軸開關。
專利摘要本實用新型涉及一種對配電變壓器進行耐壓試驗的操作波試驗器，它利用自激振蕩把直流電壓變操成交流方波電壓，經放大，倍壓整流後向主電容充電，當無觸點開關被觸發導通後，電容上的電荷便向脈衝調製變壓器繞組的電容、電感放電，經電磁耦合在次級繞組產生所需的操作波試驗電壓，並施加在波試配電變壓器上，通過頻幅示傷表來判斷有無匝、層間絕緣及主絕緣的缺陷。該儀器具有體積小、重量輕、攜帶方便的特點，適合現場試驗。該實用新型由箱體、逆變器和倍壓整流電路組成。
文檔編號G01R31/14GK2066589SQ9020525
公開日1990年11月28日 申請日期1990年4月21日 優先權日1990年4月21日
發明者史洪福 申請人:史洪福