专利名称：一种变压器高压套管绝缘检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种高电压设备绝缘检测装置，尤其是一种测试电压为10kV，测试频率为10HZ-500HZ的变压器高压套管绝缘检测装置。
背景技术：
随着电力输送电压等级的升高和输电容量的增加，对输变电设备及其附件的安全可靠性的要求日益提高，对现有输变电设备及其附件的绝缘检测也日益受到高度的关注。 变压器高压套管是变压器中最重要的附件，其爆炸事故的后果极为恶劣，所以对其绝缘状态的检测显得尤为重要。在变电站现场能够进行的套管检测方法及其有限，现有的变压器套管绝缘检测方法是依据电力行业标准《DL/T 596-2005电力设备预防性试验规程》，对套管进行工频IOkV电压下的介质损耗因数(tan δ )测量，以介质损耗因数是否小于一定限值来判断套管绝缘状态是否良好。现在，国内外应用比较广泛的绝缘状态检测方法是基于介质响应理论的检测方法，其测量原理是对被试设备施加一个低电压(一般不超过200V)的0. ΟΟΙΗζ-ΙΟΟΟΗζ范围内变化的正弦电压信号，检测设备在不同频率下的介质损耗因数，通过介质损耗频率特性来判断设备的绝缘状况。0. OOlHz-O. OlHz以及ΙΟΗζ-ΙΟΟΟΗζ频段范围的介质损耗因数对纸绝缘的含水量及老化反映比较灵敏。工频下介质损耗因数测量虽然可以较灵敏的发现套管的绝缘受潮及老化，但是其获取的信息量有限，具有一定局限性。经常会发现有绝缘受潮的套管，其工频下测量的介质损耗因数符合标准要求，但是通过分析其介质损耗频率特性可以判断已经受潮。在电力行业，也发生过多起经试验合格的变压器套管，在正常运行状态下发生爆炸的恶性事故。因此使用较宽频段下测量的套管介质损耗因数频率特性来判断套管的绝缘状态比单一工频下的介质损耗因数判断更准确。但是套管的介质损耗因数存在电压特性，即Garton效应。Garton效应是M. Garton 教授发现的，在含有纸的绝缘介质(或塑料以及油的混合介质)中，较低电压下的介质损耗因数可能是其在较高电压下的1 10倍。而且现有标准规定的高压设备介质损耗测量的电压一般为IOkV或更高电压，为了准确地对变压器套管进行绝缘状态检测，在较宽频段内进行IOkV电压下的介质损耗因数测量比单一工频电压下的测量或低电压下的测量更有意义。因此，有必要研制一种在IOkV电压下、较宽频率范围进行套管介质损耗因数频率特性测量的检测装置，以满足电力行业现场应用的需要。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种测试电源是电压为10kV、频率从10HZ-500HZ范围内可调的正弦波，通过测量变压器高压套管在10Hz-500Hz范围的介质损耗频率特性来判断套管的绝缘状态的变压器高压套管绝缘检测装置。为实现上述目的，本实用新型所采用的方案是—种变压器高压套管绝缘检测装置，包括频率和电压可调的变频电源，可调谐振
3电抗器，电压检测单元，电流检测单元，测量与控制单元，其特点是变频电源通过可调谐振电抗器与被测试高压套管相连，被测试高压套管通过电流检测单元与地相接，电压检测单元设置在可调谐振电抗器输出端和所述地之间，测量与控制单元分别与变频电源、可调谐振电抗器、电流检测单元和电压检测单元相连接。所述变频电源输出电压0-300V可调，频率10Hz-500Hz可调，功率5kW，通过串联谐振的方式将电压升高到IOkV的测试电压。所述可调谐振电抗器电感值2H465H可调，额定电流6A，额定电压10kV。本实用新型所述电压检测单元为电容分压器，除了将高压转换为低压进行测量外，还兼做串联谐振电路的补偿电容器，分压比1 1000、准确度0.1级、额定电压10kV，电容值分为1 μ F、0. 01 μ F两种不同的规格。所述变频电源和可调谐振电抗器一起作为高压试验电源，电压检测单元和电流检测单元对被试套管所加的电压和流过的电流进行检测，测量与控制单元通过调整变频电源的频率和可调谐振电抗器电感值输出一定频率范围的IOkV电压、并且通过检测到的电压和电流信号，计算被试套管的复阻抗，最终折算成被试套管的介质损耗因数。通过测量套管在不同频率下的介质损耗因数，绘制其介质损耗因数频率特性曲线，通过该曲线判断套管的绝缘状态。本实用新型的测量与控制单元具有控制、测量、数据存储及分析功能，通过测量标准电容器，获得整个测量装置的误差并存储在系统中，以便于在实际测量时对数据进行修正，从而获得较高的测量精度。本实用新型在ΙΟΗζ-ΙΟΟΗζ范围，以IOHz为间隔获取9个离散频率点的介质损耗因数；在100Hz-500Hz范围，以50Hz为间隔取8个点；将检测到的17个点的离散数据经过误差修正之后绘制10Hz-500Hz范围内的套管介质损耗因数频率特性曲线。本实用新型通过改变电源频率、谐振电抗器的电感值以及采用不同的补偿电容器，通过串联谐振可以灵活地获得不同频率的IOkV的试验电压，降低了设备的体积和重量。
图1为本实用新型的结构原理框图。图2为本实用新型的测量波形图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。参见图1，本实用新型的变压器高压套管绝缘检测装置包括变频电源1、可调谐振电抗器2、被试高压套管3、电流检测单元4、电压检测单元5和测量与控制单元6。变频电源1和可调谐振电抗器2连接后与被试高压套管3、电压检测单元5，一起组成串联谐振电路；电流检测单元4检测被试高压套管3的末屏电流；测量与控制单元6连接变频电源1和可调谐振电抗器2，进行电源电压和频率的控制，获得10Hz-500Hz可调的IOkV正弦波电压； 测量与控制单元6连接电流检测单元4和电压检测单元5，获取被试高压套管3的电压和电流信号，计算被试高压套管3不同频率下的介质损耗因数。[0019]变频电源1输出正弦波电压0-300V可调，频率10Hz-500Hz可调，功率5kW。可调谐振电抗器2的电感值在2H465H范围可调，额定电流6A，额定电压10kV。电流检测单元4测量范围O-lOOmA，准确度0. 1级。电压检测单元5为电容分压器，除了将高压转换为低压进行测量外，还兼做串联谐振电路的补偿电容器，分压比1 1000、准确度0.1级、额定电压10kV，电容值分为1 μ F、 0.01 μ F两种不同的规格。通过测量与控制单元6改变变频电源1输出的电压和频率、可调谐振电抗器2的电感值以及采用电压检测单元5中不同的补偿电容器，通过串联谐振可以灵活地获得不同频率的IOkV的试验电压。通过检测不同频率下被试高压套管3的电压和电流信号，在 ΙΟΗζ-ΙΟΟΗζ范围，以IOHz为间隔获取9个离散频率点的介质损耗因数；在100Hz-500Hz 范围，以50Hz为间隔取8个点。将检测到的17个点的离散数据通过误差修正之后绘制 10Hz-500Hz范围内的套管介质损耗因数频率特性曲线。通过介质损耗因数频率特性曲线可以判断套管的绝缘状态，对不同高压套管进行实测的波形图见图2。A、B、C为三支U6kV油纸绝缘变压器套管在IOkV电压下的测试曲线，采用对数坐标体系，A和B套管的工频介质损耗因数值几乎相同，都小于0.5%，按照标准可以判断为绝缘良好的套管。但是依据介质响应理论，低频段的介损频率特性曲线对水份更敏感，受潮或老化的绝缘，其低频段的介质损耗因数提高的比高频段明显，绝缘良好的套管介损频率特性曲线应该类似于B和C，介质损耗因数(tan δ)的最小值应出现在低频段。而A套管的介质损耗因数(tan δ)的最小值出现在高频段，A套管在低频段的tan δ值大大超过B套管，体现出受潮和老化的特征。从测试曲线来看，C套管绝缘状态最好、B套管次之，A套管已出现受潮和老化的特征。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种变压器高压套管绝缘检测装置，包括频率和电压可调的变频电源，可调谐振电抗器，电压检测单元，电流检测单元，测量与控制单元，其特征在于变频电源通过可调谐振电抗器与被测试高压套管相连，被测试高压套管通过电流检测单元与地相接，电压检测单元设置在可调谐振电抗器输出端和所述地之间，测量与控制单元分别与变频电源、可调谐振电抗器、电流检测单元和电压检测单元相连接。
2.如权利要求1所述的变压器高压套管绝缘检测装置，其特征在于所述变频电源输出电压0-300V可调，频率10Hz-500Hz可调，功率5kW。
3.如权利要求1所述的变压器高压套管绝缘检测装置，其特征在于所述可调谐振电抗器电感值2H465H可调，额定电流6A，额定电压10kV。
4.如权利要求1所述的变压器高压套管绝缘检测装置，其特征在于所述电压检测单元为电容分压器，分压比1 1000、准确度0. 1级、额定电压10kV，电容值分为lyF、 0.01 μ F两种不同的规格。
专利摘要本实用新型涉及一种变压器高压套管绝缘检测装置，包括频率和电压可调的变频电源，可调谐振电抗器，电压检测单元，电流检测单元，测量与控制单元，其特征在于变频电源通过可调谐振电抗器与被测试高压套管相连，被测试高压套管通过电流检测单元与地相接，电压检测单元设置在可调谐振电抗器输出端和所述地之间，测量与控制单元分别与变频电源、可调谐振电抗器、电流检测单元和电压检测单元相连接。本实用新型通过改变电源频率、谐振电抗器的电感值以及采用不同的补偿电容器，通过串联谐振可以灵活地获得不同频率的10kV的试验电压，降低了设备的体积和重量。
文档编号G01R31/12GK202217031SQ201120311458
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者刘诣, 吴垂明, 张连星, 彭炽刚, 杜振波, 汤振鹏, 程林, 罗先中, 聂德鑫, 邓小强, 邓建钢, 陈元庆, 陈钢, 麦汉源 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司, 广东电网公司江门供电局