本发明涉及电网绝缘检测技术领域，特别涉及一种电抗器的检测装置及检测系统。
背景技术：
为调节电网的无功功率，在超高压、大电网变电站的设计标准中要求串联或并联一定数量的电抗器，此外在电网中电抗器也常用于滤波、限流等场合。与传统的油浸式铁心电抗器相比，干式空心电抗器具备电抗值线性、结构简单、质量轻、不易磁饱和等优点，因而其投运数量迅速增加。随着干式电抗器投运数量及投运时间的增加，故障也逐步增多。近年来，10kv及35kv干式空心电抗器发生匝间短路最终起火燃烧的故障时有发生。国家电网公司和南方电网公司关于干式空心电抗器的事故分析报告以及工作总结均表明，引起干式空心电抗器事故的主要原因是电抗器匝间绝缘缺陷(即电抗器的线圈发生匝间短路)，占事故总数的90％以上。
为了减少干式空心电抗器的匝间绝缘故障问题，除提高电抗器的线圈质量、改进包封工艺、增强结构绝缘，国家电网公司和南方电网公司均采取了一些列手段检测电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。但是，目前电网中对于干式空心电抗器匝间绝缘缺陷的检测效果并不好。
技术实现要素：
基于此，有必要针对目前电网中对于干式空心电抗器匝间绝缘缺陷的检测效果并不好的问题，提供一种电抗器的检测装置及检测系统。
一种电抗器的检测装置，包括：
充电电容，用于与所述电抗器连接构成振荡电路；
电压调节单元，与所述振荡电路连接，所述电压调节单元用于调节所述电抗器两端的电压；
电压检测设备，用于探测所述电抗器两端的电压；其中，所述电抗器在不同电压下的振荡电压用于辨别所述电抗器的是否存在匝间绝缘缺陷。
在其中一个实施例中，所述电压调节单元包括放电器件，所述放电器件通过放电间隙放电，且所述放电间隙的间隙尺寸可调节；其中，所述间隙尺寸不同，所述放电器件的放电电压不同；所述放电器件与所述振荡电路并联。
在其中一个实施例中，所述放电器件包括第一电极和第二电极，所述放电间隙为所述第一电极和所述第二电极之间的间隙。
在其中一个实施例中，所述电压调节单元还包括步进电机，所述步进电机与所述第一电极或所述第二电极连接；其中，所述步进电极用于驱动所述第一电极或所述第二电极运动，以调节所述放电间隙的尺寸。
在其中一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极的形状为半球形；其中，所述放电间隙为所述第一电极的球形表面与所述第二电极的球形表面之间的间隙。
在其中一个实施例中，所述检测装置还包括检测电路，所述检测电路与所述电抗器并联；所述检测电路包括高压分压单元和低压分压单元，所述高压分压单元与所述低压分压单元串联；所述电压检测设备用于探测所述低压分压单元两端的电压，以根据所述低压分压单元两端的电压得出所述电抗器两端的电压。
在其中一个实施例中，所述高压分压单元为第一电容，所述低压分压单元为第二电容；其中，所述第一电容的电容值大于所述第二电容的电容值。
一种电抗器的检测系统，包括：
机动车；以及
如权利要求1至7中任一项所述的电抗器的检测装置，所述检测装置设置于所述机动车内。
在其中一个实施例中，所述检测系统还包括辅助装置，所述辅助装置包括空调设备、照明设备、呼唱设备及监控设备中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述检测系统还包括：
工作电源，用于向所述辅助装置独立供电；
试验电源，用于向所述检测装置独立供电；以及
开关控制装置，用于控制所述工作电源和所述试验电源的开启状态；
其中，在任一时刻，所述工作电源和所述试验电源中只有一个处于开启状态。
上述电抗器的检测装置及检测系统，检测电抗器时，将电抗器接入，并与充电电容连接构成振荡电路(即lc振荡回路)。同时，检测电抗器时，通过高压电源给振荡电路加高电压。再利用电压调节单元调节电抗器两端电压，以给电抗器两端加不同高压。电压检测设备便可探测出电抗器两端在不同电压下的振荡情况。工作人员根据电抗器两端的在不同电压下的振荡情况，便可识别出电抗器的线圈在不同电压下是否发生击穿，从而判断出电抗器是否存在匝间绝缘缺陷。因此，通过上述检测装置，可以很方便地检测电抗器是否存在缺陷。并且，上述检测装置根据几个不同档位电压下去检测电抗器是否存在缺陷，检测结果准确。
附图说明
图1为一实施例的检测装置的结构示意图；
图2一实施例的检测装置的电路示意图；
图3为图1所示实施例的检测装置检测到电抗器完好的电压波形示意图；
图4为图1所示实施例的检测装置检测到电抗器存在缺陷的电压波形示意图；
图5为一实施例的检测系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图1为一实施例的检测装置的结构示意图；图2一实施例的检测装置的电路示意图。一种电抗器l的检测装置200，用于检测电抗器l的匝间线圈是否存在缺陷。本实施例中，电抗器l以干式空心电抗器l为例。一般地，在电网系统中，电抗器l用于超高压、大电网变电站。因此，本实施方式中，检测装置200的供电电源为高压电源，比如直流高压发生器300。另外，在检测电抗器l时，将电抗器l接入检测装置200。
如图1和图2所示，检测装置200包括充电电容cc、电压调节单元220和电压检测设备(未示出)。
充电电容cc用于与电抗器l连接构成振荡电路。即充电电容cc与电抗器l构成lc振荡回路。本实施例中，电抗器l与充电电容cc之间通过一电阻连接。
电压调节单元220与振荡电路连接，电压调节单元220用于调节电抗器l两端的电压，以给电抗器l两端加不同高压。本实施例中，电压调节单元220可以将电抗器l两端的电压调节为几个不同档位的电压，比如电抗器l两端所加的电压可以为20kv、50kv、70kv、100kv。具体地，检测过程中，电抗器l两端所加的任一档位的电压的持续时间至少为1分钟，以使得电抗器l两端的电压达到稳定，从而使得测试结果准确。为了统一检测结果，本实施例中，电抗器l两端所加的任一档位的电压的持续时间设置为1分钟。
电压检测设备，用于探测电抗器l两端的电压，电抗器l在不同电压下的振荡电压用于辨别电抗器l的是否存在匝间绝缘缺陷。具体地，电压检测设备可以是示波器，例如数字示波器。数字示波器的探头连接至电抗器l的两端。这样，可以利用示波器观察电抗器l在任一电压下的振荡波形。
图3为图1所示实施例的检测装置200检测到电抗器l完好的电压波形示意图。如图3所示，如果在1分钟内，在不同电压下，电抗器l电压的波形的过零点重合，说明lc振荡回路的振荡频率不变，也说明电抗器l的电感值不变，从而说明电抗器l不存在匝间绝缘缺陷，电抗器l完好。
图4为图1所示实施例的检测装置200检测到电抗器l存在缺陷的电压波形示意图。如图4所示，如果在1分钟内，随着电抗器l两端的电压值增大，电抗器l的电压波形的振荡周期数逐渐增多，即lc振荡回路的振荡频率增大。也即说明随着电抗器l两端的电压增大，电抗器l的电感值减小，从而说明电抗器l击穿现象趋于严重。这也说明电抗器l存在匝间绝缘缺陷，耐高压性能不好。从图3中可以看出，经过几个周期的振荡，振荡频率的变化引起波形过零点差异逐步增大，可以通过波形对比发现电抗器l匝间短路故障。振荡周期越多，波形差异越明显。也发现在波形的第1个周期很难辨别它们的差异，靠一个周期不能判别匝间短路故障。这也说明了雷电冲击波不易发现匝间绝缘故障的原因。
需要说明的是，图3和图4中分别示意了电抗器l的两个档位电压的电压波形，对于其它档位电压的电压波形也类似。另外，如图2所示，本实施例中，直流高压发生器300可以包括调压器t1和变压器t2。调压器t1与变压器t2的输入端连接，调压器t1用于调节变压器t2的输入电压。变压器t2的输出端与检测装置200连接，变压器t2的输出电压即为检测装置200的输入电压。因此，调压器t1和变压器t2用于为检测装置200提供可以调节的高压直流电。
上述电抗器l的检测装置200，检测电抗器l时，将电抗器l接入，并与充电电容cc连接构成振荡电路(即lc振荡回路)。同时，检测电抗器l时，通过高压电源给振荡电路加高电压。再利用电压调节单元220调节电抗器l两端电压，以给电抗器l两端加不同高压。电压检测设备便可探测出电抗器l两端在不同电压下的振荡情况。工作人员根据电抗器l两端的在不同电压下的振荡情况，便可识别出电抗器l的线圈在不同电压下是否发生击穿，从而判断出电抗器l是否存在匝间绝缘缺陷。因此，通过上述检测装置200，可以很方便地检测电抗器l是否存在缺陷。并且，上述检测装置200根据几个不同档位电压下去检测电抗器l是否存在缺陷，检测结果准确。
请参照图1和图2，电压调节单元220与振荡电路并联。电压调节单元220包括放电器件212。放电器件212通过放电间隙放电，且放电间隙的间隙尺寸可调节。具体地，间隙尺寸不同，放电器件212的放电电压不同。一般情况下，间隙尺寸越大，放电电压越大。如图1所示，放电器件212与振荡电路并联，因此，放电器件212两端的电压值与振荡电路两端的电压值相等。放电间隙的间隙尺寸可调节意味着放电器件212的放电电压可调节，因此，振荡电路两端的电压也可以调节，从而电抗器l两端的电压也可以调节。
进一步地，放电器件212包括第一电极a和第二电极b，第一电极a和第二电极b之间的间隙为放电间隙。在第一电极a和第二电极b之间加电压直至放电间隙放电，第一电极a和第二电极b之间的电压即为放电电压。
电压调节单元220还包括步进电机(未示出)，步进电极与第一电极a或第二电极b连接，步进电极用于驱动第一电极a或第二电极运动，以调节第一电极a和第二电极b之间的距离。这样，步进电机可以调节第一电极a和第二电极b之间的距离，从而可以调节放电间隙的间隙尺寸，进而调节放电器件212的放电电压。
如图1所示，本实施例中，第一电极a和第二电极b的形状为半球形。即放电器件212是放电球隙s。所述放电间隙为所述第一电极的球形表面与所述第二电极的球形表面之间的间隙。本实施例中采用可控放电球隙s和压缩空气射流引导型放电点火球电极提高主放电间隙放电控制深度，使电抗器l上得到幅值稳定的振荡电压波形，且1分钟内充放电次数满足检测要求。具体地，第二电极b中间有金属丝，金属丝的材料可以是钨等耐烧蚀材料。金属丝的作用是当充电电压施加到第一电极和第二电极之间时，金属丝触发其发生放电。在金属丝的外层套有由聚四氟乙烯材料做成的绝缘套，其作用是防止触发电极放电产生的电火花烧蚀第二电极的材料。在放电过程中，真空泵不断将压缩空气充入第一电极a和第二电极b之间的放电区域。真空泵的主要作用是驱赶第一电极a和第二电极b之间的放电通道内形成的放电等离子体，从而保证放电电压的稳定。第一电极a和第二电极b同轴分布，从而可以使得放电电压分布更均匀，还可以提高放电电极的使用寿命。第一电极a和第二电极b的材料采用耐烧蚀的铜，并且放电器件212的触发电极材料采用熔点很高的钨丝。
检测装置200还包括检测电路240，检测电路240与电抗器l并联。因此，检测电路240的电压与电抗器l两端的电压相等，可以通过检测检测电路240两端的电压来获得电抗器l两端的电压情况。因为电抗器l一般都工作在超高电压下，不易直接检测其两端的电压或直接检测检测电路240两端的电压。因此，检测电路240包括高压分压单元和低压分压单元，高压分压单元与低压分压单元串联。通常情况下，高压分压单元与低压分压单元具有预设的分压比，低压分压单元两端的电压较低。因此，电压检测设备用于探测低压分压单元两端的电压，以根据低压分压单元两端的电压得出电抗器l两端的电压。这样可以确保电压检测设备检测过程的安全性。
进一步地，高压分压单元为第一电容ch，低压分压单元为第二电容cl，高压分压单元的电容值大于低压分压单元的电容值。即高压分压单元是高压臂电容ch，低压分压单元是低压臂电容cl。高压臂电容ch与低压臂电容cl的分压比为1000。因此，在检测装置200接高压电源的情况下，电压检测设备探测到的低压臂电容cl的电压较小，确保电压检测设备的安全性。
需要说明的是，如图2所示，电阻r1为保护电阻。检测装置200在检测电抗器l的过程中，直流高压发生器300、放电球隙s、检测电路240和电抗器l均接地，确保测试过程的安全。
图5为一实施例的检测系统400的示意图。一种电抗器l的检测系统400，包括上述任一实施例的电抗器l的检测装置200和机动车420，检测装置200设置于机动车420内。如图5所示，电压调节单元220、直流高压发生器300也位于机动车420内。
上述检测系统400是车载式干式空心电抗器l的检测系统400，检测装置200设置在可移动的机动车420内。这样在电网中，检测位于不同地点的电抗器l时，可以使得检测系统400具有机动性，使得现场检测较容易实现，检测效率高。另外，检测系统400主要设备不下车、二次组装部件少、不依靠外部吊装机具设备，为电抗器l高频脉冲匝间绝缘检测方法的现场大规模推广应用起到重要的促进作用。上述车载式的检测系统400试验过程接线简便、工作效率高。
检测系统400还包括操作箱(未示出)。操作箱是检测装置200操作与测量的部分，能够完成电抗器l的试验操作、配合高压分压单元及数字示波器进行电压测量与波形显示等功能。
检测系统400还包括空气压缩机440。空气压缩机440为放电球隙s提供压缩空气，以保证其安全、可靠的工作。
检测系统400还包括辅助装置，辅助装置包括空调设备、照明设备、报警设备及监控设备中的至少一种。辅助装置可以对检测装置200起到辅助作用，以使检测装置200更有效地检测电抗器l的工作。
本实施例中，辅助装置包括空调设备(未示出)，用于调节空气，以满足检测系统400在潮湿和炎热等复杂条件下开展检测。
辅助装置还包括照明设备(未示出)，以确保检测装置200试验过程的空间光线。
辅助装置还包括呼唱设备(未示出)，用于实现高压检测电抗器l的工作人员的呼唱制度，以确保检测过程安全。
辅助装置还包括监控设备(未示出)，用于提高检测装置200工作过程中的可观测性和安全性。
本实施例中，检测系统400还包括工作电源(未示出)和试验电源(未示出)，工作电源用于给辅助装置独立供电。试验电源用于给检测装置200独立供电。这样，检测装置200和辅助装置的供电电源分开，一方面可以避免检测装置200和辅助装置之间的相互干扰，确保检测装置200检测结果的有效性；另一方面可以确保检测装置200和辅助装置的供电可靠性。另外，辅助装置的接地和检测装置200的保护接地采用分别接地方式，有效提高了工作电源的供电可靠性。
检测系统400还包括开关控制装置(未示出)，开关控制装置用于控制工作电源和试验电源的开启，以确保同一时刻工作电源和试验电源中只有一个开启。具体地，开关控制装置为防开关互锁装置，保证工作电源和试验电源中只有一个开启。这样便能够避免车载供电电源给直流高压发生器300供电过程中同时给辅助装置供电，即提高了供电电源的可靠性。
检测系统400还包括遮阳棚(未示出)。这样可以方便遮阳。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。