移动式工频积污试验电源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种移动式工频积污试验电源系统，由集装箱、操作台、低压开关柜、调压器、工频变压器、保护电阻、工频分压器、工频引出套管组成，其特征在于：将工频试验电源安装到集装箱内，可实现移动式现场试验的要求,集装箱采用集装箱箱体与集装箱底座可分离的设计结构，集装箱箱体与集装箱底座采用24个快速集装箱扣锁固定。本实用新型的移动式工频积污试验电源系统，利用50Hz工频电源作为来获取高压电压，工频电源质量好、容量大，可以满足积污试验研究需要。采用集装箱移动式设计，在现场可以实现快速布局，展开试验，减轻了现场的工作量，可以使用发电机供电，在没有电力供应的区域也可以使用。
【专利说明】
移动式工频积污试验电源系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动式工频积污试验电源系统，将工频试验电源整合到一个集装箱里，属于电力高压测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]工频试验电源是进行工频交流耐压试验的主要试验设备，交流耐压是鉴定电气设备绝缘强度的最有效最直接的方法，它可以判断设备能否继续运行，也是保证电气设备绝缘水平，避免发生绝缘事故的重要手段。高压输电的外绝缘设计主要取决于两个方面，一方面是空气间隙方面的问题，另一方面则取决于工作电压下绝缘子的污秽性能。线路的污秽外绝缘问题通常都是输电线路外绝缘设计的关键控制因素，其显著影响着线路运行的可靠性。目前绝缘子的污秽外绝缘试验通常是在试验室中进行的，通过人工污秽法模拟试验，但这种试验与自然情况仍存在差异，而且不能验证不同污区的实际特点。
[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种移动式工频积污试验电源系统，用于测试不同地区实际自然环境条件下的绝缘子积污特性。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:为了解决这一问题，本实用新型提出了一种移动式工频积污试验电源系统，用于测试不同地区实际自然环境条件下的绝缘子积污特性，采用50Hz工频电源供电，将工频积污试验电源整合到集装箱中，便于运输和现场试验，电源由工频引出套管将电源从集装箱内部引出到外部，为被测试的绝缘子串提供电源，通过测量系统取得绝缘子运行参数。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:移动式工频积污试验电源系统，由集装箱、操作台、低压开关柜、调压器、工频变压器、保护电阻、工频分压器、工频引出套管组成，其特征在于:将工频试验电源安装到集装箱内，可实现移动式现场试验的要求，其中:
[0006]集装箱采用集装箱箱体与集装箱底座可分离的设计结构，集装箱箱体与集装箱底座采用24个快速集装箱扣锁固定；
[0007]操作台包含测控工控机、显示器以及监控系统，能够通过计算机实现对系统的全部控制功能；
[0008]低压开关柜内部含有低压开关、PLC、继电器、接触器，是整个系统的控制核心；
[0009]调压器采用柱式调压器，直流电机伺服系统调速，电动控制调压，且升压速度可调；
[0010]工频变压器采用环氧筒结构形式，顶部有均压环；
[0011]保护电阻采用金属丝绕制而成，用于所接试品闪络时对于变压器的保护；
[0012]工频分压器采用电容分压形式，由高压臂电容和低压臂电容组成，通过分压器将工频高压降低到100V以下，接入测量系统；
[0013]工频引出套管是用于将集装箱内部的工频电压引出到集装箱外部的专用引出套管。
[0014]如上所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于:集装箱箱体两端装设大门，方便使用人员的操作；集装箱底座加装防水槽和防水密封胶垫，提高防水性能；集装箱分为控制室和设备室，将操作人员和高压设备完全隔离，保证操作人员的安全。
[0015]如上所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于，监控系统能够监测设备室内部和集装箱外部的的视频图像，操作台内含有隔离保护电源，能够隔离高压试验放电对于监控系统的影响，而且保证操作人员的人身安全。
[0016]如上所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于，分压器顶部有均压罩，用于均压。
[0017]如上所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于，工频引出套管的材质为复合绝缘套管，外表面有复合硅橡胶伞群，工频引出套管具有良好的绝缘性能，尤其是在穿越集装箱箱体的部分。
[0018]本实用新型的有益效果是:本实用新型的移动式工频积污试验电源系统，利用50Hz工频电源作为来获取高压电压，工频电源质量好、容量大，可以满足积污试验研究需要。采用集装箱移动式设计，在现场可以实现快速布局，展开试验，减轻了现场的工作量，可以使用发电机供电，在没有电力供应的区域也可以使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型移动式工频积污试验电源系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
[0021]附图中的符号说明:1-操作台，2-低压开关柜，3-调压器，4-工频变压器，5-保护电阻，6-工频分压器，7-集装箱底座，8-集装箱箱体，9-监控系统，10-工频引出套管，11-集装箱。
[0022]移动式工频积污试验电源，其特征在于:将工频试验电源安装到一个集装箱内，可实现移动式现场试验的要求。移动式工频积污试验电源由集装箱、操作台、低压开关柜、调压器、工频变压器、保护电阻、工频分压器、工频引出套管组成。
[0023]集装箱采用箱体与底座可分离的设计结构，便于将集装箱箱体吊离，对集装箱底座上安装的高压试验设备进行检修，集装箱箱体与底座采用24个快速集装箱扣锁，能够快速地进行集装箱箱体与底座的连接。集装箱两端装设大门，方便使用人员的进出操作。集装箱底座加装了防水槽和防水密封胶垫，提高了防水性能。防水槽高100mm，在防水密封胶垫失效的情况下，仍然能够抵挡100_以下的水。集装箱分为控制室和设备室，将操作人员和高压设备通过铁板完全隔离，保证了操作人员的安全。控制室内进行了内部装饰，设有照明设备、监控设备。控制室设置有带防盗网的推拉塑钢窗，能够保证操作人员的通风舒适性。设备室内也装设了照明和监控设备，能够方便进入检修和进行设备状态监控。
[0024]操作台包含了测控工控机、显示器、监控系统。能够通过计算机实现对系统的全部控制功能。监控系统能够监测设备室内部和集装箱外部的的视频图像。操作台内含有隔离保护电源，能够很好的隔离高压试验放电对于控制系统的影响，而且保证了操作人员的人身安全。
[0025]低压开关柜内部含有低压开关、PLC、继电器接触器等控制器件，是整个系统的控制核心。开关柜的额定电压380V，额定电流300A。
[0026]调压器采用柱式调压器，直流电机伺服系统调速，可以电动控制调压，且升压速度可调。
[0027]调压器参数:
[0028]结构单相,感应式
[0029]容量80kVA
[0030]额定输入电压380V
[0031]额定输出电压0?650V
[0032]额定输入电流210A
[0033]工作频率50Hz
[0034]安装地点户内
[0035]冷却方式油浸自冷
[0036]其他装有零位和高压限位装置
[0037]调压方式采用伺服系统，升压速度可调。
[0038]工频变压器采用环氧筒结构形式，顶部有均压环。
[0039]工频变压器参数:
[0040]结构单相,环氧筒
[0041]容量80kVA
[0042]输入电压600V
[0043]额定输出电压80kV
[0044]工作频率50Hz
[0045]安装地点户内
[0046]冷却方式油浸自冷。
[0047]保护电阻采用金属丝绕制而成，用于所接试品闪络时对于变压器的保护，阻值10k Ω 长度 800mm。
[0048]工频分压器采用电容分压形式，由高压臂电容和低压臂电容组成，通过分压器将工频高压降低到100V以下，接入测量系统。分压器顶部有均压罩，用于均压。额定电压80kV高压臂1000pF低压臂8uF。
[0049]本实用新型的工作原理是:工频电源380V输入，通过调压器可线性调节输出电压，调压器输出电压作为工频变压器的输入电压，经工频变压器升压后，产生高压，经过保护电阻连接到工频分压器上，工频分压器能够将高压电压分压出低压电压信号，接入测量系统进行电压测量。从分压器上端连接到工频引出套管，通过此套管将电压引出到集装箱外部，再通过高压导线连接到被测的绝缘子上。在绝缘子的末端通过取样电阻将绝缘子的泄露电流通过测量系统采集到操作台的工控机中进行分析处理，得到绝缘子泄露电流特性与自然积污的关系。
[0050]具体实施方案:
[0051]使用条件:安装地点户外
[0052]海拔高度4500m
[0053]环境温度-35°C ?+35°C
[0054]空气相对湿度彡90% (20°C)
[0055]耐地震能力地面水平加速度:3m/s2，地面垂直加速度:1.5m/s2(地震波为正弦波，持续时间三个周波，安全系数1.67)
[0056]其他设有可靠接地点，接地电阻< 0.5 Ω。
[0057]工频积污试验电源测控系统，本系统采用进口 PLC作为核心控制器件，可靠性高，可满足设备长期带电使用的要求，设备有操作按钮进行操作和采用工频峰值表进行显示，操作界面采用LABVIEW软件编制，可同时在界面上进行操作和显示，并且可以记录工频电压和泄露电流。可以方便的调用记录的数据，生成报告。另外根据设备长期带电的要求，为了便于更好的监控设备运行状态，减轻运行人员的工作负担，本设备增加了短信远程监控功能，测控系统可实时或者定期将设备运行状态和各路泄露电流数据发送到客户指定的移动电话上，如果设备发生了故障或者遇到系统断电，也会将报警信息发送到用户指定的手机上，以实现无人值守。系统的运行参数及测量结果以数字量形式在计算机界面上进行实时显示。在计算机上可以完成试验系统所有设定、运行、测量等参数，监控其运行状态。该计算机测量与控制系统是专门为现场移动式工频积污试验电源系统设计的智能化控制及测量系统，所有的控制功能均可由软件实现。运用屏蔽技术和成熟的组态软件，很好地解决了高电压试验中的空间、地电位和电源等干扰问题，优化了人机界面和通讯方式，使整个控制系统不但具有抗干扰能力强，稳定性好，可靠性高等特点，而且具有很大的可扩展性以及强大的编程和通讯能力，彻底改变了传统控制系统操作既费时又费力的现象，而且大大提高了试验数据的重复性和稳定性。
[0058]测量系统采用多通道NI采集卡，自动多量程切换，能够精确测量微安、毫安和安培级的泄露电流，并能够进行长时间的记录和数据趋势分析。结合气象系统，可以分析绝缘子积污特性与气象条件的关系，为电力试验研究机构提供数据支持。
[0059]控制系统技术参数
[0060]工频电压
[0061]整定范围0?80 kV
[0062]工作电压0?80kV连续可调
[0063]调节精度1 kV
[0064]显示精度0.1 kV
[0065]配备工频峰值表
[0066]工频电流
[0067]显示范围0?1000mA
[0068]显示精度1mA
[0069]升压速度
[0070]调节范围20%?100%连续可调
[0071]调节精度1%
[0072]电压测量不确定度< ±3 %
[0073]电流测量不确定度(±3 %。
[0074]控制系统主要功能:
[0075]输出电压可以自动或手动方式调节
[0076]输出电压可以连续调节，包含自动和手动两种方式
[0077]主电源开关的操作(调压器两侧开关合、跳按钮及指示灯)；
[0078]调压器升、降压及指示灯；
[0079]升压值、升压速度、耐压时间的预设及显示，升压方式可实现自动程序化方式；
[0080]升压操作警铃提示；
[0081]控制台配备过电压保护装置，通过合理的布线和接地布置防止试品闪络时控制台内元器件损坏；
[0082]控制台具有过压自动跳闸功能；
[0083]调压器采用直流调速系统，可以灵活的调整升压速度；
[0084]具有过压、过流硬件软件双重保护功能。
[0085]测量系统参数:
[0086]量程:0.1mA?10A ；
[0087]采样频率:500Hz?ΙΟΟΚΗζ可调；
[0088]测量误差为:〈0.5% ；
[0089]测量精度:0.1mA ;
[0090]数据存储:>5T ；
[0091]通道:支持多通道同时采集，通道数可扩展，可提供电压测量通道；
[0092]传感器采用三级系统保护，最快保护速度可达ns级。具有绝缘子闪络时的保护功能，在试验电压下能确保系统安全稳定运行；
[0093]全系统采用了屏蔽措施，具有很强的抗干扰能力；
[0094]系统可将整个污秽试验的泄漏电流波形分割成多个文件完全记录下来；
[0095]系统会自动统计和存储泄漏电流峰值分别超过设定阈值的数目，会自动存储每分钟内最大的泄漏电流峰值、持续时间和电量，还会统计累计的电荷量；
[0096]系统能够对存储的特征量数据进行事后读取，并可以画出趋势线；
[0097]系统能够对存储的数据进行频率谱分析，基波提取等功能。
[0098]以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.移动式工频积污试验电源系统，由集装箱、操作台、低压开关柜、调压器、工频变压器、保护电阻、工频分压器、工频引出套管组成，其特征在于:将工频试验电源安装到集装箱内，可实现移动式现场试验的要求，其中: 集装箱采用集装箱箱体与集装箱底座可分离的设计结构，集装箱箱体与集装箱底座采用24个快速集装箱扣锁固定； 操作台包含测控工控机、显示器以及监控系统，能够通过计算机实现对系统的全部控制功能； 低压开关柜内部含有低压开关、PLC、继电器、接触器，是整个系统的控制核心； 调压器采用柱式调压器，直流电机伺服系统调速，电动控制调压，且升压速度可调； 工频变压器采用环氧筒结构形式，顶部有均压环； 保护电阻采用金属丝绕制而成，用于所接试品闪络时对于变压器的保护； 工频分压器采用电容分压形式，由高压臂电容和低压臂电容组成，通过分压器将工频高压降低到10V以下，接入测量系统； 工频引出套管是用于将集装箱内部的工频电压引出到集装箱外部的专用引出套管。
2.根据权利要求1所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于:集装箱箱体两端装设大门，方便使用人员的操作；集装箱底座加装防水槽和防水密封胶垫，提高防水性能；集装箱分为控制室和设备室，将操作人员和高压设备完全隔离，保证操作人员的安全。
3.根据权利要求2所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于，监控系统能够监测设备室内部和集装箱外部的的视频图像，操作台内含有隔离保护电源，能够隔离高压试验放电对于监控系统的影响，而且保证操作人员的人身安全。
4.根据权利要求1所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于，分压器顶部有均压罩，用于均压。
5.根据权利要求1所述的移动式工频积污试验电源系统，其特征在于，工频引出套管的材质为复合绝缘套管，外表面有复合硅橡胶伞群，工频引出套管具有良好的绝缘性能，尤其是在穿越集装箱箱体的部分。
【文档编号】G01R1/28GK204142785SQ201420594579
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】康钧, 曲全磊, 王生富, 姚飞, 任君星, 李渊, 李秋阳, 胡梦晨, 彭洁, 于鑫龙, 包正红, 李占林, 马骥, 蒋玲 申请人:国家电网公司, 国网青海省电力公司, 国网青海省电力公司电力科学研究院, 北京华天机电研究所有限公司, 青海电研科技有限责任公司