电力设备局部放电检测装置及其检测方法
【专利摘要】本发明提供一种电力设备局部放电检测装置及其检测方法。通过电力设备的内部引出地线测量局部放电，在电力设备体外的引出地线上选择两个点，一点为参考点，另一点为测量点，测量测量点相对于参考点之间的VHF信号或UHF信号的传输线电位差，由此进行局部放电信号传感。与所述内部引出地线上参考点相连接的导体屏蔽罩，对所述的参考点和测量点之间的地线线段进行屏蔽。所述屏蔽罩延长至所述的电力设备的金属外壳，并和电力设备的金属外壳相连，使设备外壳和屏蔽罩构成一个封闭的屏蔽体，对所述的参考点至设备内部的地线线段进行屏蔽。可有效抵抗外部空间电磁干扰，减少局部放电测量误差，并且测量比较方便。
【专利说明】电力设备局部放电检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备局部放电检测【技术领域】，特别是涉及一种电力设备局部放电检测装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002]绝缘介质中的局部缺陷，在交流电压作用下，发生缺陷区域的重复击穿，称为局部放电。
[0003]局部放电是绝缘缺陷的表现，也是绝缘缺陷进一步发展的原因。电力设备绝缘中长期的局部放电能够使绝缘缺陷不断扩大，最终导致整体绝缘击穿，引发绝缘事故。因此，在电力设备的制造、安装、运行和检修中，经常需要进行局部放电检测，以保证绝缘质量。
[0004]局部放电检测有离线检测和在线检测两种方式。离线检测时，电力设备退出系统运行，在专门的试验条件下进行。在线检测时，电力设备保持正常运行状态，测量仪器和测量操作不能影响电力设备的安全运行。
[0005]局部放电在线检测目前有两种主要的信号传感方法，局部放电机械振动信号传感和局部放电电磁信号传感。
[0006]所谓局部放电机械振动信号传感，是在电力设备外壳上安装机械振动传感器，检测局部放电产生的脉冲机械振动信号，实现局部放电传感。局部放电机械振动信号传感具有传感器安装方便、抗电磁干扰能力强等的优点，但在一些场合传感灵敏度较低。
[0007]所谓局部放电电磁信号传感，是在电力设备各种可能的位置安装电磁信号传感器，检测局部放电产生的电磁暂态信号，实现局部放电传感。局部放电电磁信号传感具有灵敏度高的优点，但传感器的安装受到很多限制，在很多场合存在严重的电磁干扰问题。
[0008]如何有效在高电压设备中传感局部放电的电磁信号，如何有效抑制电磁干扰，这是局部放电电磁信号传感的关键。
【发明内容】
[0009]针对现有的电力设备局部放电检测存在较严重的电磁干扰的技术问题，本发明提出一种减少电磁干扰的电力设备局部放电检测装置。
[0010]一种电力设备局部放电检测装置，包括:导体屏蔽罩和高频电缆接头；
[0011]所述导体屏蔽罩与电力设备的金属外壳围成一个屏蔽腔，将所述电力设备的内部引出地线从预设的测量点至参考点之间的一段收容在所述屏蔽腔内，并且所述导体屏蔽罩与所述内部引出地线上的参考点连接，其中，所述内部引出地线上的参考点的位置远于所述测量点的位置；
[0012]所述高频电缆接头与所述内部引出地线上的测量点相连接，并且伸出所述导体屏蔽罩外。
[0013]本发明的电力设备局部放电检测装置创新地通过电力设备的内部引出地线测量局部放电，电力设备的局部放电产生的VHF信号(30-300MHZ)和UHF信号(300-3000MHz)信号耦合到内部引出地线上，从电力设备内部传播到设备外部。对于VHF信号和UHF信号，所述内部引出地线可视为一根传输线，在电力设备体外的引出地线上选择两个点，一点为参考点，另一点为测量点，测量测量点相对于参考点之间的VHF信号或UHF信号的传输线电位差，由此进行局部放电信号传感。
[0014]与所述内部引出地线上参考点相连接的导体屏蔽罩，对所述的参考点和测量点之间的地线线段进行屏蔽，在测量点的位置取测量点相对于屏蔽罩的电位差，用于局部放电信号测量。
[0015]在所述屏蔽罩的对应于测量点的位置安装高频电缆接头，引出测量点相对于屏蔽罩的电位差信号，用于局部放电信号测量。
[0016]对所述的屏蔽罩进行延长，至所述的电力设备的金属外壳，并和电力设备的金属外壳相连，使设备外壳和屏蔽罩构成一个封闭的屏蔽体，对所述的参考点至设备内部的地线线段进行屏蔽。
[0017]通过所述导体屏蔽罩与电力设备的金属外壳围成的屏蔽腔，对所述内部引出地线上的参考点和测量点进行屏蔽，可有效抵抗外部空间电磁干扰，减少局部放电测量误差。并且，所述导体屏蔽罩与所述内部引出地线上的参考点连接，所述高频电缆接头与所述测量点相连接，因此，直接使用电压检测设备测量所述高频电缆接头与所述导体屏蔽罩的之间的电位差，就可以获得所述电力设备的内部引出地线上测量点和参考点之间的电位差，并以此得出所述电力设备局部放电的情况，非常方便。
[0018]本发明还提出一种所述电力设备局部放电检测装置的检测方法，包括以下步骤:
[0019]检测所述导体屏蔽罩和所述高频电缆接头的电压；
[0020]获取所述导体屏蔽罩和所述高频电缆接头的电位差；
[0021]根据所述电位差判断所述电力设备的局部放电情况。
[0022]有上述方法可知，可直接使用电压检测设备测量所述高频电缆接头与所述导体屏蔽罩的之间的电位差，以此计算所述电力设备局部放电的情况，非常方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明电力设备局部放电检测装置的结构示意图；
[0024]图2a是本发明电力设备局部放电检测装置一种实施例的正截面示意图；
[0025]图2b是本发明电力设备局部放电检测装置一种实施例的侧截面示意图；
[0026]图3是本发明电力设备局部放电检测装置一个优选实施例中设置高频电流互感器的示意图；
[0027]图4所示是电力变压器的结构示意图；
[0028]图5是本发明电力设备局部放电检测装置一个优选实施例中设置暂态地电压检测单元的示意图；
[0029]图6是本发明电力设备局部放电检测装置一个优选实施例中设置特高频检测单元的示意图；
[0030]图7是本发明电力设备局部放电检测装置的检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】[0031]请参阅图1，图1是本发明电力设备局部放电检测装置的结构示意图。
[0032]所述电力设备局部放电检测装置，包括:导体屏蔽罩17和高频电缆接头18 ；
[0033]所述导体屏蔽罩17与电力设备的金属外壳13围成一个屏蔽腔，将所述电力设备的内部引出地线11从预设的测量点15至参考点14之间的一段收容在所述屏蔽腔内，并且所述导体屏蔽罩17与所述内部引出地线11上的参考点14连接，其中，所述内部引出地线11上的参考点14的位置远于所述测量点15的位置；
[0034]所述高频电缆接头18与所述内部引出地线11上的测量点18相连接，并且伸出所述导体屏蔽罩17外。
[0035]由于电力设备金属外壳的屏蔽作用，限制了局部放电高频电磁信号的传感。本发明提出一种在电力设备内部引出地线上测量传输线电压降进行局部放电甚高频VHF(30MHz-300MHz)或特高频UHF (300MHz_3GHz)信号传感的装置。
[0036]如电力变压器这类设备，其内部元件的接地线通常经过套管引出到设备体外，然后在体外接地，以下称这种接地线为“内部引出地线”。当设备内部出现局部放电时，局部放电的高频电磁暂态能够以多种途径耦合到内部引出地线上，并沿内部引出地线传播到设备体外。对于局部放电的VHF (波长10-lm)信号和UHF (波长1_0.1m)信号，信号波长和内部引出地线的长度在相同数量级，这些信号在内部引出地线上的传播具有传输线传播特性，沿地线长度方向的不同点之间存在显著的幅度相位变化，因此存在电位差。在内部引出地线上测量传输线电位差，可进行局部放电甚高频VHF信号或特高频UHF信号传感，实现局部放电检测。
[0037]本发明在电力设备的由其内部元件接地线经过地线套管引出到体外的一段地线上，选择相隔距离为L的两点，离开所述的地线套管近的一点为测量点，离开地线套管远的一点为参考点，测量局部放电所产生的甚高频VHF信号或特高频UHF信号在所述的内部引出地线上传播时测量点相对于参考点所出现的传输线电位差，用于局部放电信号测量。
[0038]局部放电的VHF信号或UHF信号沿内部引出地线传播，测量点15和参考点14之间存在传输线电位差。内部引出地线的屏蔽16从参考点14出发，延伸到测量点15，取测量点15和屏蔽16之间的电位差，由高频电缆接头18引出，输入至后续的信号处理电路，进行局部放电VHF或UHF信号传感。套管屏蔽17连接在地线屏蔽16和设备外壳13之间，构成封闭的屏蔽体，测量点15处在此封闭屏蔽体之内，可有效抵御设备外部空间的电磁干扰。
[0039]所述测量点15和参考点14之间的距离L依据传感信号的频段而定。VHF信号或UHF信号沿内部引出地线传播，在参考点14发生负的全反射，形成驻波。对于波
长为λ的频率分量，在距
【权利要求】
1.一种电力设备局部放电检测装置，其特征在于，包括:导体屏蔽罩和高频电缆接头； 所述导体屏蔽罩与电力设备的金属外壳围成一个屏蔽腔，将所述电力设备的内部引出地线从预设的测量点至参考点之间的一段收容在所述屏蔽腔内，并且所述导体屏蔽罩与所述内部引出地线上的参考点连接，其中，所述内部引出地线上的参考点的位置远于所述测量点的位置； 所述高频电缆接头与所述内部引出地线上的测量点相连接，并且伸出所述导体屏蔽罩外。
2.如权利要求1所述的电力设备局部放电检测装置，其特征在于: 所述内部引出地线上的参考点与测量点之间的距离为L，其中，c为电磁波沿地线传播速度，f为局部放电测量信号频段的中心频率。
3.如权利要求1所述的电力设备局部放电检测装置，其特征在于，所述导体屏蔽罩包括:地线套管屏蔽部分和延长线屏蔽部分； 所述地线套管屏蔽部分包围在所述内部引出地线的套管上，其侧面设置有一个延长线出线孔，所述内部引出地线的延长线从所述延长线出线孔伸出； 所述参考点和所述测量点设置在所述延长线上，所述延长线屏蔽部分一端与所述地线套管屏蔽部分相连，另一端封闭并与所述延长线上的参考点相连。
4.如权利要求3所述的电力设备局部放电检测装置，其特征在于，所述延长线屏蔽部分为筒状，其一端与所述地线套管屏蔽部分相连，另一端在所述参考点的位置设置有连接导体； 所述连接导体在所述参考点的位置上下夹持所述延长线，连接所述延长线与所述延长线屏蔽部分。
5.如权利要求1至4任意一项所述的电力设备局部放电检测装置，其特征在于，还包括高频电流互感器，所述高频电流互感器套设在所述电力设备的内部引出地线上。
6.如权利要求1至4任 意一项所述的电力设备局部放电检测装置，其特征在于，还包括暂态地电压检测单元，所述暂态地电压检测单元包括电容式感应电极、信号处理和显示电路，以及暂态地电压检测屏蔽罩； 所述电容式感应电极放置在所述电力设备的金属外壳上，所述信号处理和显示电路与所述电容式感应电极连接，所述暂态地电压检测屏蔽罩覆盖在所述电容式感应电极以及所述信号处理和显示电路上，所述信号处理和显示电路通过所述暂态地电压检测屏蔽罩接地。
7.如权利要求1至4任意一项所述的电力设备局部放电检测装置，其特征在于，还包括特高频检测单元，所述特高频检测单元包括设置在所述电力设备的金属外壳上的手孔结构，特高频耦合器和特高频电缆接头，所述特高频耦合器设置在所述手孔结构内，所述特高频电缆接头穿过所述手孔结构与所述特高频耦合器连接。
8.—种如权利要求1至7任意一项所述的电力设备局部放电检测装置的检测方法，包括以下步骤: 检测所述导体屏蔽罩和所述高频电缆接头的电压； 获取所述导体屏蔽罩和所述高频电缆接头的电位差；根据所述电位 差判断所述电力设备的局部放电情况。
【文档编号】G01R1/18GK103884971SQ201410126852
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】张显聪, 刘卫东, 肖天为, 杨柳 申请人:广州供电局有限公司, 清华大学
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