专利名称：快速查找电气设备绝缘故障的电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种快速查找电气设备绝缘故障的电路及方法。
背景技术：
在电力系统电气设备故障中，绝缘故障占了绝大部分，而发生绝缘故障时，如何找出故障点的确切位置，成为故障处理的首要问题，否则故障处理就无从谈起。而这在技术上一直是一个难题，在我们发明的技术以前，没有有效技术。传统的技术只能定性，而不能准确定位。比如说电气设备存在绝缘故障，我们通过测量设备绝缘电阻的高低，判断电气设备绝缘性质，如果对地绝缘电阻比较低或者接近于零，说明对地绝缘故障，但不能确定故障点的确切位置。目前采用的技术，按照优选法原则，需要把电气设备进行分割。如电缆故障，先从中间割断，排除一半，以此类推，电缆将被分割成若干段，严重损坏电缆，恢复难度大， 需要消耗大量的人力、物资材料，甚至在大多数情况下，这样作是不允许的，并且为设备以后的送电运行留下了隐患。在现有的查找电气设备绝缘故障的技术中，都不能快速和准确的查找到电气设备绝缘故障，而且也不能对电气设备绝缘故障能够进行精确定位，且查找电气设备绝缘故障的设备结构复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种快速查找电气设备绝缘故障的电路及方法，它具有实用性、快速性和准确性的优点。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种快速查找电气设备绝缘故障的电路，它包括可调高压直流电源，可调高压直流电源的正输出端通过开关K与电阻R的一端连接，电阻R的另一端与电容器C的一端，电阻R的另一端与电容器C 一端的连接点通过放电球间隙Q与故障绕组连接，故障绕组、电容器C和可调高压直流电源的负输出端接地。所述放电球间隙的击穿放电电压略高于故障点的击穿放电电压。基于一种快速查找电气设备绝缘故障的电路一种快速查找电气设备绝缘故障的方法，具体步骤为
第一步调节放电球间隙Q的放电电压，使放电球间隙Q的击穿放电电压略高于故障点的击穿放电电压；
第二步连接快速查找电气设备绝缘故障的电路；
第三步合上开关K，可调高压直流电源E、电阻R、电容器C组成充电回路，可调高压直流电源E向电容器C充电，电容器C电压U从零随随时间t按指数规律上升；
第四步当电容器C上的电压U上升到放电球间隙Q的击穿放电电压时，放电球间隙Q开始放电，储存在电容器C的电能通过放电球间隙Q向故障点释放，故障点处产生声光效应，根据故障点产生的声光效应，很容易就会发现故障点的位置。
所述电容器C两端的电压U随时间t的变化关系为
U=E[1-exp(-t/τ)]
其中，E为可调高压直流电源电压，exp=2、718为常数，τ =RC为时间常数，t为时间。所述步骤四中，当电容器C放电过程结束，可调高压直流电源E又开始向电容器C充电，经过一定时间后，电容器C上的电压再次达到放电球间隙Q的击穿放电电压时，放电再次发生，如此反复进行。本发明设计的这个电路，实现了自动的、具有一定时间间隔的、连续的放电，使放电过程做到了完全的复制，即在故障点处每隔一定时间出现一次放电声，同时伴有放电火花，因为放电是一种脉冲放电，电容器C上的电压将下降，放电球间隙Q的绝缘得以恢复，放电过程结束；此时可调高压直流电源E又开始向电容器C充电，当经过一定时间后，电容器 C上的电压再次达到放电球间隙Q的放电电压时，放电再次发生，如此反复进行。电容器C的电压U是时间t的函数，即电压U随时间t的变化而变化，以开关K合闸瞬间为起始时间，电压U从零随时间t按指数规律上升，经过一定时间后，当电容器C上的电压U上升到放电球间隙Q的击穿电压时，放电球间隙Q放电，储存在电容器C的电能通过放电球间隙Q向故障点释放，在故障点处产生声光效应，我们就可以很容易的根据声光发现故障点的位置，不但如此我们设计的这个电路，实现的是自动的、具有一定时间间隔的、连续的放电，使放电过程做到了完全的复制，其外在表现就是在故障点处每隔一定时间出现一次放电声，同时伴有放电火花，因为当放电发生后，是一种脉冲放电，电容器C上的电压将下降，放电球间隙Q的绝缘得以恢复，放电过程结束，此时可调高压直流电源E又开始向电容器C充电，当经过一定时间后，该电容器C上的电压再次达到放电球间隙Q的放电电压时，放电又发生了，如此反复进行。值得指出的是，为了在故障点产生较大的放电火花和放电电流陡度，在电容器C放电回路我们不串联电阻。本发明的有益效果本发明设计的电路实现了一种自动的具有一定时间间隔的连续的放电，使故障点放电过程做到了完全的复制，具有实用性、快速性和准确性的特点，对电气设备绝缘故障能够进行精确定位。
图I为查找电气设备绝缘故障的电路。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。如图I所示，一种快速查找电气设备绝缘故障的电路，它包括可调高压直流电源E，可调高压直流电源E的正输出端通过开关K与电阻R的一端连接，电阻R的另一端与电容器C的一端，电阻R的另一端与电容器C 一端的连接点通过放电球间隙Q与故障绕组连接，故障绕组、电容器C和可调高压直流电源E的负输出端接地。2009年9月，某厂一台660MW发电机正常运行中发生定子接地事故，正常运行中，发电机定子接地保护动作，发电机开关跳闸，发电机与系统解列；用2500V兆欧表，分别测量发电机定子绕组三相对地的绝缘电阻为=A相460ΜΩ，B相820ΜΩ，C相0ΜΩ，从绝缘电阻可以看出，发电机定子绕组C相发生了接地故障。我们选择一台电压为20KV、额定容量5KVA的试验变压器经过半波整流作为可调高压直流电源(一般不采用电子式高压直流发生器)，5KVA自藕调压器作为调压设备，电容器为电容量O. 02 F、额定电压15KV的电容器，可调电阻调到1000 Ω，将图I接线稍作变动，即放电球间隙接故障点Cx的端子直接接地，调整放电球间隙的放电电压为5KV。我们为了方便说明工作原理，才引入了开关K的概念，实际工作中是不需要的，可调高压直流电源电压从零开始升起。按照图I的接线，调整试验变压器输入侧的调压器，逐渐升高试验变压器输出经过整流的可调高压直流电压，当可调高压直流电源电压升高到放电球间隙的放电电压(5KV)时，放电球间隙放电，储存在电容器的电能通过故障点释放，在故障点产生放电弧光，同时伴有放电声音，通过发电机端部人孔门进入发电机端部的工作人员，非常容易的观察到了故障点的位置，位于18号槽上层线棒励侧槽口附近。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范
围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种快速查找电气设备绝缘故障的电路，其特征是，它包括可调高压直流电源E，可调高压直流电源E的正输出端通过开关K与电阻R的一端连接，电阻R的另一端与电容器C的一端，电阻R的另一端与电容器C 一端的连接点通过放电球间隙Q与故障绕组连接，故障绕组、电容器C和可调高压直流电源E的负输出端接地。
2.如权利要求I所述一种快速查找电气设备绝缘故障的电路，其特征是，所述放电球间隙Q的击穿放电电压略高于故障点的击穿放电电压。
3.基于权利要求I所述的一种快速查找电气设备绝缘故障的电路一种快速查找电气设备绝缘故障的方法，其特征是，具体步骤为 第一步调节放电球间隙Q的放电电压，使放电球间隙Q的击穿放电电压略高于故障点的击穿放电电压； 第二步连接快速查找电气设备绝缘故障的电路； 第三步合上开关K，可调高压直流电源E、电阻R、电容器C组成充电回路，可调高压直流电源E向电容器C充电，电容器C电压U从零随随时间t按指数规律上升； 第四步当电容器C上的电压U上升到放电球间隙Q的击穿放电电压时，放电球间隙Q开始放电，储存在电容器C的电能通过放电球间隙Q向故障点释放，故障点处产生声光效应，根据故障点产生的声光效应，就会发现故障点的位置。
4.如权利要求3所述的一种快速查找电气设备绝缘故障的方法，其特征是，所述电容器C两端的电压U随时间t的变化关系为U=E[1-exp(-t/τ)] 其中，E为可调高压直流电源电压，exp=2、718为常数，τ =RC为时间常数，t为时间。
5.如权利要求3所述的一种快速查找电气设备绝缘故障的方法，其特征是，所述步骤四中，当电容器放电过程结束，可调高压直流电源又开始向电容器充电，经过一定时间后，电容器C上的电压再次达到放电球间隙的击穿放电电压时，放电再次发生，如此反复进行。
全文摘要
本发明公开了一种快速查找电气设备绝缘故障的电路，它包括可调高压直流电源E，可调高压直流电源E的正输出端通过开关K与电阻R的一端连接，电阻R的另一端与电容器C的一端，电阻R的另一端与电容器C一端的连接点通过放电球间隙与故障绕组连接，故障绕组、电容器C和可调高压直流电源的负输出端接地，并公开了利用该电路进行快速查找电气设备绝缘故障的方法。本发明设计的电路实现了一种自动的具有一定时间间隔的连续的放电，使放电过程做到了完全的复制，具有实用性、快速性和准确性的特点，对电气设备绝缘故障能够进行精确定位。
文档编号G01R31/14GK102879719SQ20121037749
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者朱春, 朱斌 申请人:大唐黄岛发电有限责任公司