基于放电声信号采集的变压器内部放电故障模拟试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高压电工技术和高压放电领域，涉及高压放电试验装置，尤其是涉及一种基于放电声信号采集的变压器内部放电故障模拟试验装置。
【背景技术】
[0002]变压器是电力系统的主要设备，其状况直接关系到电力系统的安全经济运行。变压器的故障以绝缘故障为主，对变压器绝缘劣化时产生的局部放电的检测与观察，可以及时发现变压器内部的绝缘缺陷，有效预防事故发生。当变压器正常运行时，电流会引起铁芯发出均匀的振动声具有固有的声学特征；变压器故障时局部放电所产生的声音也有其固有的声学特征。因此，放电声信号可以完全表征变压器的运行状态。
[0003]由于变压器本体结构复杂、拆装困难，出现绝缘劣化故障是不可逆的，因此通过变压器本体进行高压放电试验是不可取的。同时，不同设计参数下变压器故障时的放电声信号的声学特征各不相同，仅仅对某一型号的变压器进行放电试验所得到的声信号并不能涵盖全部类型变压器的故障情况，会出现在变压器实际运行中故障的误判或漏判的情况，严重影响电网稳定运行。总之，为了对故障的复现模拟与样本数量达到要求，必须针对性设计内部放电故障模拟试验装置。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种基于放电声信号采集的变压器内部放电故障模拟试验装置，它能模拟不同油温条件下的变压器内部运行环境，并根据实际需求模拟不同放电距离下的间隙放电、沿面放电故障，通过传感器等设备进行放电声信号的监测、记录，以便运维检修人员提取声学信号特征，用于运行中变压器产生的声信号进行比对，从而提前发现内部故障放电，及时安排试验、消缺，避免电网事故的发生。
[0005]本实用新型提出的一种基于放电声信号采集的变压器内部放电故障模拟试验装置，模拟试验装置是由放电回路单元、声信号监测单元、辅助单元组成。
[0006]放电回路单元包含隔离变压器、调压器、试验变压器、分压器、保护电阻、箱体、顶盖、模拟放电电极。隔离变压器用于隔离市电与试验放电电路，同时对电网供给的电源电压起到过滤作用，隔离变压器输入端接市电电源，输出端与调压器输入端连接；调压器为自耦变压器，输入电压一定时，调节输出电压进行试验测试，调压器输入端与隔离变压器输出端连接，调压器输出端与试验变压器输入端连接；试验变压器用于将输入电压升压，获得足够高的输出电压实现击穿放电，试验变压器输入端与调压器输出端连接，试验变压器的输出高压端同时与保护电阻的输入端、分压器的上端部相连，输出低压端与接地点相连；分压器用于监测变压器输出端电压值，分压器上端与试验变压器输出端相连，分压器下端部接地；保护电阻起着限流的作用，用于在模拟放电电极击穿放电时保护试验变压器，保护电阻输入端与试验变压器输出端连接，输出端与模拟放电电极上端部连接；箱体用于模拟变压器本体，其内部盛满变压器油；顶盖位于箱体上部，可通过打开顶盖完成充油、更换电极等工作，顶盖中部开有一贯穿孔，用于固定模拟放电电极的上电极；模拟放电电极处于箱体内部，模拟放电电极可更换不同的上下电极结构、电极间距、放电路径，用以模拟不同参数下的间隙放电与沿面放电，模拟电极上端部与保护电阻连接，下端部固定于箱体下底部并接地。
[0007]其中模拟放电电极由下电极座、棒形下电极、平板电极、上电极座、棒形上电极、绝缘垫片、调节螺杆组成。调节螺杆用于调节电极间距实现放电参数的调整，调节螺杆上端部与保护电阻输出端连接，下端部经过上电极座中部的贯穿孔伸入箱体，且下端部与棒形上电极的上端连接；上电极座由下方插入顶盖中部的贯穿孔，且上电极座顶部与顶盖上端齐平，上电极座中部设有一贯穿孔，棒形上电极与调节螺杆连接后穿过此贯穿孔进入箱体内部；棒形上电极上端部与调节螺杆相连，棒形上电极本身为棒形结构，同时可以选择通过下端的榫卯结构与平板电极连接使得下电极改变为平板结构；棒形下电极通过下电极座固定在箱体的底部，棒形下电极的下端部接地，棒形下电极本身为棒形结构，同时可以选择通过上端的榫卯结构与平板电极连接使下电极改变为平板结构；通过改变上下电极的结构可以获得棒-棒间隙、棒-板间隙、板-板间隙等不同组合，用以模拟变压器内部不均匀场到均匀场情况下的间隙放电；同时，在下电极为平板电极时，可在上下电极之间放置若干绝缘垫片(绝缘垫片总厚度与电极间距相等)，用以模拟变压器内部不均匀场到均匀场情况下的沿面放电。
[0008]声信号监测单元包含声学传感器、录音设备。声学传感器放置于箱体内部，声学传感器输入端与电极间隙处于同一水平面上，用于检测模拟放电电极在放电时产生的声信号，声学传感器输出端与录音设备输入端连接；录音设备与声学传感器输出端相连接，将声信号进行记录保存。
[0009]辅助单元包含加热器与油温温度计。加热器放置于箱体内部，用于给变压器油加热升温，以模拟变压器运行时变压器油产生温升的情况；油温温度计下端浸在变压器油内，用于测量加热后的油温数值，油温温度计上端位于箱体外部，用于油温实时监测与读数。
[0010]本实用新型的优点是:
[0011](I)模拟试验装置是由放电回路单元、声信号监测单元、辅助单元组成。
[0012](2)模拟试验装置的放电回路单元采用隔离变压器，有效隔离市电与试验放电电路，对电网供给的电源电压起到过滤作用，减少外部电源干扰。
[0013](3)箱体为封闭结构，有效减少外部电磁辐射及干扰。
[0014](4)放电回路单元具有保护电阻，可以有效保护试验变压器，延长试验变压器使用寿命O
[0015](4)模拟放电电极结构可以灵活调整，通过调节螺杆、改变电极形状可以模拟电极不同间距、不同的电场不均匀程度下的间隙放电故障；同时也可以通过上下电极间放置绝缘垫片模拟不同间距、不同的电场不均匀程度下的沿面放电故障。
[0016](5)模拟试验装置设有加热器与油温温度计，可更精确模拟实际工作中主变油温出现温升的情况。
[0017](6)声学传感器为放置于箱体内部的内置传感器，有利于减少外部干扰，获得故障放电时准确的声学信号。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构简图；
[0019]图2为本发明的系统结构图；
[0020]图3为本发明的模拟放电电极结构示意图；
[0021 ] 附图标记所对应的名称为:
[0022]1-放电回路单元，2-声信号监测单元，3-辅助单元，4-隔离变压器，5-调压器，6-试验变压器，7-分压器，8-保护电阻，9-加热器，10-油温温度计，11-模拟放电电极，12-顶盖，13-箱体，14-声学传感器，15-录音设备，101-下电极座，102-棒形下电极，103-平板电极，104-上电极座，105-棒形上电极，106-绝缘垫片，107-调节螺杆。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明。在此需要说明的是，这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
[0024]图1表不了本发明一个实施例的基于放电声信号米集的变压器内部放电故障模拟试验装置。模拟试验装置是由一个放电回路单元1、若干个声信号监测单元2、一个辅助单元3组成。其中声信号监测单元应当至少大于2个，以确保在变压器内部放电故障模拟试验中可靠监测并记录放电声信号。
[0025]放电回路单元I由隔离变压器4，调压器5，试验变压器6，分压器7，保护电阻8，模拟放电电极11，顶盖12，箱体13组成。
[0026]隔离变压器4的输入端接市电电源，输出端与调压器5的输入端连接，隔离变压器可以有效阻止电源侧部分谐波的传输，同时在模拟试验的放电过程中减少对系统的影响；调压器5为自耦变压器，用