一种非工频工况gis设备局部放电缺陷模拟装置制造方法
【专利摘要】本发明了一种非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟装置，其特征是设置变频电源模块，其电源信号输入端与电网三相380V交流供电电源通过电缆相连，以变频电源模块的输出端提供频率和幅值可调的交流电压；升压变压器安装于GIS结构模拟装置的壳体中，升压变压器的低压绕组通过第一绝缘子和第二绝缘子引出在GIS结构模拟装置的壳体的外部，并通过电缆与变频电源模块的输出端相连接，升压变压器的高压输出端与设置在GIS设备结构模拟装置的壳体中的母线相连接，缺陷模型的一端与母线相连接，另一端接地。本发明用于实现非工频电压条件下GIS设备缺陷模型模拟，获取非工频电压条件下GIS设备缺陷模型局部放电信号特征。
【专利说明】—种非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟装置
【技术领域】
[0001]本发明属于气体绝缘组合电器(简称GIS)超声局部放电检测【技术领域】，特别是涉及一种用于气体绝缘组合电器非工频工况局部放电模拟的装置，用于实现GIS缺陷模型在非工频电压条件下局部放电特征的模拟。
【背景技术】
[0002]以SF6为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备(Gas InsulatedSwitchgear-GIS)也称封闭式组合电器。与常规电器设备相比，GIS更具有占地面积小、结构紧凑、电磁兼容性好、运行安全可靠等优点，其在电力系统中的应用越来越广泛。开展GIS设备局部放电检测对于及时掌握设备内部缺陷状况，实现设备的状态评价和风险评估，实现GIS设备的状态检修具有重要意义。作为一种常用的局部放电检测方法，超声波局部放电检测技术由于可以避开现场电磁干扰，在GIS设备的局部放电检测中起着重要作用。为了获取各种缺陷模型局部放电超声信号特征，研究人员建立了各种气体绝缘组合电器缺陷模拟装置，其典型结构构成如图1所示。以调压器的输出为工频升压变压器供电，工频升压变压器高压输出施加到连接在母线上的缺陷模型上，缺陷模型则安装在GIS结构模拟装置内。工频升压变压器可以独立在GIS设备结构模拟装置之外，也可以小型化后与GIS结构模拟装置集合在一起置于GIS结构模拟装置的壳体内。
[0003]为了提高GIS设备的质量，确保“零”缺陷投运，最新的国家电网公司《十八项电网重大反事故措施(修订版)》中对GIS设备交接验收试验耐压过程中的局部放电检测提出了明确的要求。
[0004]在对于GIS设备的现场交接验收试验过程中，由于是采用串联谐振装置来产生试验所需的高电压，因此试验电压是非工频，与正常运行的电压频率不同，此时GIS设备处于非工频电压条件下，由于局部放电信号特征的电压相关性，其放电信号特征不止与缺陷类型有关，也与GIS设备上的电压频率有关。但已有技术中如图1所示的缺陷模拟装置无法实现非工频工况GIS缺陷模拟。
【发明内容】
[0005]为了实现非工频电压条件下GIS设备缺陷模型模拟，获取非工频电压条件下GIS设备缺陷模型局部放电信号特征，本发明提供一种非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟
>j-U ρ?α装直。
[0006]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0007]本发明非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟装置的结构特点是:设置变频电源模块，所述变频电源模块的电源信号输入端与电网提供的三相380V交流供电电源通过电缆相连，以所述变频电源模块的输出端提供频率和幅值可调的交流电压；升压变压器安装于GIS结构模拟装置的壳体中，所述升压变压器的低压绕组通过第一绝缘子和第二绝缘子引出在GIS结构模拟装置的壳体的外部，并通过电缆与所述变频电源模块的输出端相连接，所述升压变压器的高压输出端与设置在GIS设备结构模拟装置的壳体中的母线相连接，缺陷模型的一端与所述母线相连接，另一端接地；所述缺陷模型为任意一种GIS结构模拟装置的缺陷模型。
[0008]本发明非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟装置的结构特点也在于:由所述变频电源模块提供的频率和幅值可调的交流电压的频率范围为30Hz?300Hz，幅值为O?350V ;所述升压变压器的工作频率范围为30Hz-300Hz。
[0009]与已有技术相比，本发明有益技术效果体现在:
[0010]本发明利用变频电源为升压变压器供电，通过改变变频电源的输出电压频率，从而改变升压变压器输出电压频率，达到改变施加在缺陷模型上的电压频率，从而实现GIS设备交接验收试验过程中非工频工况模拟，为实验室获取GIS设备非工频工况条件下缺陷模型的局部放电信号特征提供了基础，为现场耐压试验过程中依据局部放电信号特征进行缺陷类型的判断提供了依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为现有技术中常规GIS设备缺陷模拟装置构成方框图；
[0012]图2为本发明方框图；
[0013]图3为GIS结构模拟装置外形示意图；
[0014]图4为GIS结构模拟装置内部结构示意图；
[0015]图5为本发明用来获取毛刺缺陷模型60Hz电压条件下局部放电超声信号特征的示意图。
[0016]图中标号:I升压变压器，2壳体，3第一绝缘子，4第二绝缘子，5母线，6缺陷模型，7前段三通管状腔体，8后段三通管状腔体，9盆式绝缘子，10端盖，11超声传感器。
【具体实施方式】
[0017]参见图2，本实施例中非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟装置的结构形式是:设置变频电源模块，所述变频电源模块的电源信号输入端与电网提供的三相380V交流供电电源通过电缆相连，以所述变频电源模块的输出端提供频率和幅值可调的交流电压；升压变压器I安装于GIS结构模拟装置的壳体2中，所述升压变压器I的低压绕组通过第一绝缘子3和第二绝缘子4引出在GIS结构模拟装置的壳体2的外部，并通过电缆与所述变频电源模块的输出端相连接，所述升压变压器I的高压输出端与设置在GIS设备结构模拟装置的壳体2中的母线5相连接，缺陷模型6的一端与所述母线5相连接，另一端接地；所述缺陷模型6为任意一种GIS结构模拟装置的缺陷模型。
[0018]具体实施中，由变频电源|吴块提供的频率和幅值可调的交流电压的频率范围为30Hz?300Hz，幅值为O?350V ;所述升压变压器I的工作频率范围为30Hz_300Hz。
[0019]缺陷模型是为了模拟实际GIS设备内部缺陷而人为制造的一种放电模型，是本领域的一种已有技术。常用缺陷模型有自由金属微粒缺陷模型、毛刺缺陷模型、绝缘子表面污秽缺陷模型等等。本发明通过调整施加在缺陷模型上的电压频率，实现非工频工况条件下GIS设备缺陷局部放电模拟。
[0020]图3和图4所示为应在本发明中的GIS结构模拟装置的一种实施方式，如图3和图4所示，GIS结构模拟装置的壳体2由前段三通管状腔体7和后段三通管状腔体8对接组成，两个三通管状腔体上分设置有充气口和气压表，两个三通管状腔体的对接面通过盆式绝缘子9相隔离，并采用法兰面密封。前段三通管状腔体7和后段三通管状腔体8的其它端面通过端盖10进行密封，第一绝缘子3和第二绝缘子4分别设置在前段三通管状腔体7的侧部端盖上。前段三通管状腔体7和后段三通管状腔体8的直径按照实际IlOkV GIS母线筒直径进行选取，升压变压器高压输出电压最高为llOkV，母线5的直径按照实际IlOkVGIS母线直径选取。
[0021]参见图5为采用本发明获取60Hz电压条件下毛刺放电缺陷模型局部放电超声波信号特征的实施方式。超声传感器11安装在Gis结构模拟装置的外壳2上，超声传感器的输出通过信号电缆连接到超声波局放检测仪的输入端。为了保证接触的紧密性，在超声传感器和外壳2之间涂有耦合剂，缺陷模型6为毛刺放电缺陷模型。
[0022]实验过程:调节变频电源模块的输出电压频率到60Hz，然后缓慢升高变频电源模块的输出电压，直到超声局放检测仪检测到缺陷模型发生放电，然后保持变频电源模块输出电压不变，通过超声局部放电检测仪对缺陷模型6产生的局部放电超声信号进行检测，即可获取毛刺放电缺陷模型在60Hz电压条件下超声局放信号特征。
【权利要求】
1.一种非工频工况Gis设备局部放电缺陷模拟装置，其特征是:设置变频电源模块，所述变频电源模块的电源信号输入端与电网提供的三相380V交流供电电源通过电缆相连，以所述变频电源模块的输出端提供频率和幅值可调的交流电压；升压变压器(I)安装于GIS结构模拟装置的壳体(2)中，所述升压变压器(I)的低压绕组通过第一绝缘子(3)和第二绝缘子(4)引出在GIS结构模拟装置的壳体(2)的外部，并通过电缆与所述变频电源模块的输出端相连接，所述升压变压器(I)的高压输出端与设置在GIS设备结构模拟装置的壳体(2)中的母线(5)相连接，缺陷模型￠)的一端与所述母线(5)相连接，另一端接地；所述缺陷模型(6)为任意一种GIS结构模拟装置的缺陷模型。
2.根据权利要求1所述的非工频工况GIS设备局部放电缺陷模拟装置，其特征是:由所述变频电源模块提供的频率和幅值可调的交流电压的频率范围为30Hz?300Hz，幅值为O?350V ;所述升压变压器(I)的工作频率范围为30Hz-300Hz。
【文档编号】G01R31/12GK104166080SQ201410454112
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】朱太云, 杨道文, 叶剑涛, 程登峰, 王贻平 申请人:国家电网公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院