一种干式铁芯电抗器匝间局部放电的检测系统的制作方法

本实用新型涉及电力设备检测设备技术领域，具体涉及一种铁心电抗器匝间局部放电的检测系统。

背景技术：

铁心式电抗器的结构与变压器的结构相似，但只有一个线圈——激磁线圈；其铁心由若干个铁心饼叠置而成，铁心饼之间用绝缘板（或纸板、酚醛纸板、环氧玻璃布板）隔开，形成间隙；其铁轭结构与变压器相同，铁心饼与铁轭由压缩装置通过螺杆拉紧，形成一个整体，铁轭和所有的铁心饼均应接地。

由于气隙附近的边缘效应，使铁心中向外扩散的磁通的一部分在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面垂直，这样会引起很大的涡流损耗，可能形成严重的局部过热，故只有小容量电抗器才采用这种叠片方式。在辐射形铁心中，其向外扩散的磁通在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面平行，因而涡流损耗减少，故大容量电抗器采用这种叠片方式。

铁心式电抗器的主磁路由磁导率高的铁磁材料构成，因此对于相同的线圈，铁心式电抗器的电抗值比空心式大。当磁密较高时，铁心会饱和，而导致铁心电抗器的电抗值变小；

铁心式电抗器由于有铁心柱，对地电容较大，其初始分布特性比空心式差。

电网统计表明，电抗器有90%事故是因匝间绝缘缺陷所致，导致局部发热，最终起火燃烧。然而绝缘缺陷都是由早期的局部放电，然后绝缘缺陷逐渐放大，导致最后匝间绝缘完全击穿，在通电流的状态下导致最终起火燃烧，从而造成大面积停电事故，造成很大的经济损失；目前空心电抗器匝间绝缘缺陷的检测主要通过脉冲震荡电压试验完成。然而，目前对铁心电抗器匝间局部放电的检测，尚处于经验积累及完善的阶段。这是因为，之前的脉冲震荡电压试验设备，都是采用传统的球隙放电形式将脉冲震荡电压施加到电抗器上。而球隙放电无法精确控制，更无法测试局放，放电产生的电磁波对试验波形的采样干扰很大，会影响实验波形的采样和识别。

所以，要完成高电压脉冲震荡试验回路的接通和截断，必须研究出特殊的高压电子开关：要能够承受电抗器试验的高电压；要能够承受达到较大的脉冲电流；同时要求高压电子开关的接通和截断必须同步，能被精确控制。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供的目的是针对现有技术的不足，提供一种干式铁芯电抗器匝间局部放电的检测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种干式铁芯电抗器匝间局部放电的检测系统，包括高压直流电源，

限流电阻，通过导线设置在所述高压直流电源第一端；

电容，通过导线设置在所述限流电阻第一端；

分压器，通过导线设置在所述电容的第一端且所述分压器第一端通过导线与阻抗测试器相连接；

阻抗测试器，通过导线与所述高压直流电源的第二端相连接，且所述阻抗测试器的第二端设置接地线；

检测模块，分别与高压直流电源、高压电子开关、分压器和组成测试器相连接；

其特征在于：所述限流电阻与所述电容之间通过导线与高压电子开关的第二端相连接，所述高压电子开关的第一端与高压直流电源的第二端相连接；

待测电抗器的第二端设置在所述电容的第一端相连接，所述待测电抗器的第一端与阻抗测试器第一端相连接。

所述高压直流电源为中频倍压方式输出的大容量直流高压发生器。

所述高压电子开关由可控硅串联阀组构成，可控硅串联阀组由多个可控硅阀串联而成，每个可控硅阀由可控硅、续流二极管和均压电阻三者并联组成。

所述可控硅和续流二极管反向相连。

所述高压电子开关的控制电路即为各所述可控硅阀的驱动电路。

各所述可控硅阀的驱动电路包括隔离驱动电源、可控硅驱动板和第一光纤传输单元，第一光纤传输单元包括依次相连的光纤发射器、光纤和光纤接收器，各所述可控硅阀驱动电路的光纤发射器由同一信号源触发。

各所述可控硅阀驱动电路的第一光纤传输单元的同步时间差值在100ns以内，各所述可控硅阀驱动电路的隔离驱动电源与所述可控硅驱动板和光纤接收器相连，各所述可控硅阀驱动电路的光纤接收器的信号输出端与所述可控硅驱动板的信号输入端相连，可控硅驱动板接收光纤接收器发送的触发信号控制相应可控硅阀中的可控硅导通或截止。

检测模块包括系统控制电路和过流保护电路，所述系统控制电路控制信号源信号的发生，所述过流保护电路包括电流互感器和第二光纤传输单元，电流互感器检测高压电子开关低压端电流信号的变化并通过所述第二光纤传输单元反馈给所述系统控制电路，系统控制电路完成判断控制所述信号源输出保护信号使各可控硅阀中的可控硅截止。

本实用新型利用高压电子开关来完成试验回路的接通和截断，以产生电抗器进行脉冲震荡电压试验所需要的高频脉冲振荡电压，一方面高压电子开关便于精确控制，有利于提高电抗器匝间局放检测系统的智能化程度，即，球隙放电电压具有分散性,高压电子开关的接通和截断可以精确控制,可以实现程序化控制；另一方面，由于本实用新型不是采用球隙放电形式将高频脉冲震荡电压施加到电抗器上，没有放电电弧，所以产生的电磁波大大减少，对实验波形的干扰也大大降低，可以在试验过程中记录匝间绝缘击穿的过程，有利于故障性质的分析和判断，对缺陷程度和性质的分析将有利于指导电抗器在结构方面的改进、设计方面的完善。

本实用新型由于电抗器在不同试验电压下对应的局放量不一样，不同局放量对应的铁心电抗器的匝间绝缘缺陷的程度不同，从大量的数据可以分析出不同的局放量下，电抗器是否还能继续投运，或者是否需要停运后更换。

附图说明

图1为本实用新型的待测电抗器的正面结构示意图；

图2为本实用新型的待测电抗器的侧面结构示意图；

图3是本实用新型的电路原理图；

图4是本实用新型的阻抗测试器匝间局放波形，阻抗测试器的电压振荡波形。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-4，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

一种干式铁芯电抗器匝间局部放电的检测系统，包括高压直流电源1，

限流电阻2，通过导线设置在所述高压直流电源第一端；

电容3，通过导线设置在所述限流电阻第一端；

分压器6，通过导线设置在所述电容的第一端且所述分压器第一端通过导线与阻抗测试器相连接；

阻抗测试器7，通过导线与所述高压直流电源的第二端相连接，且所述阻抗测试器的第二端设置接地线；

检测模块8，分别与高压直流电源、高压电子开关、分压器和组成测试器相连接；

所述限流电阻与所述电容之间通过导线与高压电子开关的第二端相连接，所述高压电子开关4的第一端与高压直流电源的第二端相连接；

待测电抗器的5第二端设置在所述电容的第一端相连接，所述待测电抗器的第一端与阻抗测试器第一端相连接。

所述高压直流电源为中频倍压方式输出的大容量直流高压发生器。

所述高压电子开关由可控硅串联阀组构成，可控硅串联阀组由多个可控硅阀串联而成，每个可控硅阀由可控硅、续流二极管和均压电阻三者并联组成。

所述可控硅和续流二极管反向相连。

所述高压电子开关的控制电路即为各所述可控硅阀的驱动电路。

各所述可控硅阀的驱动电路包括隔离驱动电源、可控硅驱动板和第一光纤传输单元，第一光纤传输单元包括依次相连的光纤发射器、光纤和光纤接收器，各所述可控硅阀驱动电路的光纤发射器由同一信号源触发。

各所述可控硅阀驱动电路的第一光纤传输单元的同步时间差值在100ns以内，各所述可控硅阀驱动电路的隔离驱动电源与所述可控硅驱动板和光纤接收器相连，各所述可控硅阀驱动电路的光纤接收器的信号输出端与所述可控硅驱动板的信号输入端相连，可控硅驱动板接收光纤接收器发送的触发信号控制相应可控硅阀中的可控硅导通或截止。

检测模块包括系统控制电路和过流保护电路，所述系统控制电路控制信号源信号的发生，所述过流保护电路包括电流互感器和第二光纤传输单元，电流互感器检测高压电子开关低压端电流信号的变化并通过所述第二光纤传输单元反馈给所述系统控制电路，系统控制电路完成判断控制所述信号源输出保护信号使各可控硅阀中的可控硅截止。

本实用新型的使用方法：

1、检测时，高压电子开关断开时，所述直流高压电源、限流电阻，电容和待测电抗器串联组成闭合回路，电容分压器与待测电抗器并联；由于电抗器在直流状态下阻抗等效为0，直流高压电源对电容充电，电容两端的电压为直流高压输出的实际高压；

2、高压电子开关闭合后，电容和待测电抗器形成谐振回路；在待测电抗器上产生高频脉冲振荡电压，检测待测电抗器的输出波形，和阻抗测试器输出的局放波形采集，局放采集图，判断待测电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。