專利名稱：變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器局部放電的測試技術(shù)，具體涉及一種變壓器的氣泡放 電的測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電力變壓器是電力系統(tǒng)輸變電的樞紐性設(shè)備，其安全運(yùn)行直接關(guān)系著電力 系統(tǒng)的可靠性水平，一旦發(fā)生失效必將引起局部乃至大面積的停電。大量故障統(tǒng)計(jì)分析表 明，絕緣故障是影響變壓器正常運(yùn)行的主要原因。制造過程中的偶然因素會造成先天性局 部缺陷，這些缺陷會造成絕緣體內(nèi)部或表面出現(xiàn)某些區(qū)域電場強(qiáng)度高于平均電場強(qiáng)度，當(dāng) 這些區(qū)域的擊穿場強(qiáng)低于平均擊穿場強(qiáng)時(shí)，將會首先發(fā)生放電、而其他區(qū)域仍保持絕緣特 性，從而形成局部放電。故障定位是電力變壓器局部放電研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一，準(zhǔn)確的 局部放電定位不僅對局部放電的危害程度的評估有重要的輔助作用，以便維護(hù)人員進(jìn)行設(shè) 備維修。現(xiàn)有技術(shù)的局部放電的定位技術(shù)包含1)超聲波定位方法，該方法是利用放電產(chǎn)生的超聲信號和電脈沖信號之間的時(shí) 延，或直接利用各超聲信號的時(shí)延進(jìn)行定位的。其缺點(diǎn)在于，1、變壓器內(nèi)各種聲介質(zhì)尤其是 油箱外殼對超聲波信號的衰減非常嚴(yán)重，而超聲波傳感器的靈敏度較低，由此導(dǎo)致超聲方 法難以有效地檢測信號，造成無法定位或定位不準(zhǔn)。2、變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，超聲波信號在不同 介質(zhì)中的等值聲速難以準(zhǔn)確確定，加之定位算法不盡完善，造成定位不準(zhǔn)。3、超聲波傳感器 所檢測到的信號持續(xù)時(shí)間一般為數(shù)百微秒左右，當(dāng)兩次放電的時(shí)間間隔小于數(shù)百微秒時(shí)， 所測到的超聲波信號在時(shí)間上相互疊加，難以分辨。2)電氣定位法，根據(jù)局部放電脈沖沿變壓器繞組傳播規(guī)律進(jìn)行定位的方法稱為電 氣定位法。其缺點(diǎn)在于，1、電氣法現(xiàn)場操作復(fù)雜，因此適用范圍受到較大限制；2、對變壓器 繞組精確建模難度較大、工作繁瑣，通用性差；3、由于變壓器繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜和局部放電發(fā)生 部位的不同，傳播到繞組端部的脈沖規(guī)律性不強(qiáng)，其定位準(zhǔn)確性不高。而且由于現(xiàn)場強(qiáng)烈的 電磁干擾的影響，脈沖電流法難以有效地在線應(yīng)用。3)現(xiàn)代通常用的變壓器局部放電特高頻檢測技術(shù)，其缺點(diǎn)在于，變壓器結(jié)構(gòu)十分 復(fù)雜，存在繞組、鐵芯、復(fù)合絕緣以及各種夾件、引線等障礙物，這些因素都大大增加了變壓 器局部放電定位問題的復(fù)雜度和不確定性。因此，我們無法簡單地進(jìn)行變壓器局部放電的 定位。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，可測試選擇合理的定位檢測 頻帶，以提高射頻定位精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征 是，該系統(tǒng)包含無暈試驗(yàn)變壓器，與該無暈試驗(yàn)變壓器電路連接的耦合電容，與該耦合電容并聯(lián)連接的氣泡放電模型，以及設(shè)置在該氣泡放電模型旁的射頻監(jiān)測系統(tǒng)。上述的氣泡放電模型包含兩塊電極板，以及分別設(shè)置在該兩塊電極板上的兩塊黃 銅板；該兩塊黃銅板之間設(shè)有三塊以上的絕緣紙板；上述的絕緣紙板之間緊密貼合，若干塊絕緣紙板夾設(shè)在最外層的兩塊絕緣紙板之 間，該夾設(shè)在最外層的兩塊絕緣紙板之間若干塊絕緣紙板的中部設(shè)有氣隙圓孔，該氣隙圓 孔中存有空氣。上述的無暈試驗(yàn)變壓器與耦合電容之間還電路連接有保護(hù)電阻。上述的無暈試驗(yàn)變壓器、耦合電容和氣泡放電模型接地；該耦合電容與地之間還 電路連接有檢測阻抗。上述的耦合電容與檢測阻抗之間還電路連接有脈沖電流法局部放電檢測系統(tǒng)。上述的射頻監(jiān)測系統(tǒng)包含探針天線，與該探針天線電路連接的放大器，以及與該 放大器電路連接的示波器；該示波器還電路連接遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊；該探針天線與氣泡放電模 型對應(yīng)設(shè)置。上述的探針天線包含反射平面，以及設(shè)置在該反射平面中央的直導(dǎo)體；該直導(dǎo)體 的根部電路連接該放大器。上述的無暈試驗(yàn)變壓器的輸入端電路連接交流電源。在無暈試驗(yàn)變壓器上加交流電源，電能經(jīng)過無暈試驗(yàn)變壓器調(diào)節(jié)電壓后，通過保 護(hù)電阻和耦合電容，將電能加載在氣泡放電模型上，氣泡放電模型激發(fā)放電，發(fā)出的電磁波 由探針天線接收，經(jīng)過放大器放大信號，輸入示波器，由示波器顯示氣泡放電模型發(fā)出的波 形，并通過電路傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊進(jìn)行后續(xù)處理。本實(shí)用新型變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用脈沖 電流法局部放電檢測系統(tǒng)和射頻監(jiān)測系統(tǒng)分別對氣泡放電模型進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，可測試選擇 合理的定位檢測頻帶，以提高射頻定位精度；本實(shí)用新型采用探針天線，該探針單極天線具有不失真接收脈沖電磁波信號的特
點(diǎn)ο

圖1為本實(shí)用新型變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)的氣泡放電模型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)的探針天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含 無暈試驗(yàn)變壓器1，與該無暈試驗(yàn)變壓器1電路連接的耦合電容2，與該耦合電容2并聯(lián)連 接的氣泡放電模型3，以及對應(yīng)設(shè)置在該氣泡放電模型3旁的射頻監(jiān)測系統(tǒng)4。無暈試驗(yàn)變 壓器1與耦合電容2之間還電路連接有保護(hù)電阻6。無暈試驗(yàn)變壓器1、耦合電容2和氣泡 放電模型3接地，耦合電容2與地之間還電路連接有檢測阻抗7。在耦合電容2與檢測阻抗 7之間還電路連接有脈沖電流法局部放電檢測系統(tǒng)5，該脈沖電流法局部放電檢測系統(tǒng)5采用同軸電纜連接，該脈沖電流法局部放電檢測系統(tǒng)5的檢測頻帶為40kHz 80kHz，其檢測 靈敏度為5pC。無暈試驗(yàn)變壓器1包含依次電路連接的調(diào)壓器、隔離變壓器和試驗(yàn)變壓器，調(diào)壓 器的輸入端電路連接交流電源。其中，試驗(yàn)變壓器的額定電壓為50kV，額定功率為5kVA， 50kV下局部放電量小于5pC。耦合電容2采用高壓無暈電容器，其額定電壓46kV，電容量為970pF。如圖2所示，氣泡放電模型3包含兩塊電極板，以及分別設(shè)置在所述的兩塊電極板 上的兩塊黃銅板31，該兩塊黃銅板31之間層疊設(shè)有三塊絕緣紙板32。該絕緣紙板32之間 緊密貼合，利用絕緣膠粘合成一體。在最外層的兩塊絕緣紙板32之間夾設(shè)有一塊絕緣紙板 32，該夾設(shè)在最外層的兩塊絕緣紙板32之間一塊絕緣紙板32的中部打有一個(gè)直徑Imm氣 隙圓孔，在該氣隙圓孔中存有空氣。每塊黃銅板31的規(guī)格為Φ30X 3mm，每塊絕緣紙板33 的規(guī)格為30 X 30 X 1mm3。射頻監(jiān)測系統(tǒng)4包含探針天線41，與該探針天線41電路連接的放大器42，以及與 該放大器42電路連接的示波器43，示波器43還電路連接遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊8。放大器42采用 功率放大器，該放大器42與探針天線41配套，采用的是成都西科公司的XKLA1060N3515 — 42型放大器，其設(shè)計(jì)帶寬為1 6GHz，最大增益為35. 9dB,最小增益為34. 4dB,增益平坦 度0. 9dB,噪聲系數(shù)約為2. 9dB。該放大器在1G-6GHZ頻帶內(nèi)增益特性平坦，匹配性能良好， 電壓駐波比小于2，且受溫度穩(wěn)定性好，采用該放大器在設(shè)計(jì)頻帶內(nèi)可有效放大信號。示波 器43采用高速數(shù)字示波器，示波器43采用的是LeCrOy8620A型，其單通道最高采樣率為 20GS/s，模擬帶寬6GHz，保證試驗(yàn)超寬頻帶的測量要求。遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊8采用通用的能與高 速數(shù)字示波器連接的PC機(jī)。如圖3所示，探針天線41采用短探針單極天線，其包含豎直設(shè)置的反射平面411， 以及垂直設(shè)置在反射平面411中央的直導(dǎo)體412，該反射平面411和直導(dǎo)體412組成天線。 直導(dǎo)體412的根部電路連接后續(xù)電子器件，本實(shí)用新型中即放大器42。在直導(dǎo)體412長度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于入射波上限頻率的波長的情況下，探針天線41具有不失真接收脈沖電磁波信號 的特點(diǎn)。本實(shí)用新型中上限檢測頻率為6GHz，探針長度為10mm，接地板為直徑18cm、厚3mm 鋁圓板。同時(shí)如圖1所示，探針天線41與氣泡放電模型3對應(yīng)設(shè)置。探針天線41與氣泡 放電模型3之間相隔一定距離，并探針天線41的直導(dǎo)體412正對氣泡放電模型3，接收氣泡 放電模型3發(fā)射的電磁波。本實(shí)用新型變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)的運(yùn)作流程在無暈試驗(yàn)變壓器1上加 交流電源，電能經(jīng)過無暈試驗(yàn)變壓器1調(diào)節(jié)電壓后，通過保護(hù)電阻6和耦合電容2，將電能加 載在氣泡放電模型3上，氣泡放電模型3上受到電能激發(fā)放電，發(fā)出電磁波由探針天線41 接收，經(jīng)過放大器42放大信號，輸入示波器43，由示波器43顯示氣泡放電模型3發(fā)出的波 形，并通過電路傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊8進(jìn)行后續(xù)處理。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上 述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于 本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附 的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含無暈試驗(yàn)變壓器(1)， 與所述的無暈試驗(yàn)變壓器(1)電路連接的耦合電容(2)，與所述的耦合電容(2)并聯(lián)連接的 氣泡放電模型(3)，以及設(shè)置在所述的氣泡放電模型(3)旁的射頻監(jiān)測系統(tǒng)(4)；所述的氣泡放電模型(3)包含兩塊電極板，以及分別設(shè)置在所述的兩塊電極板上的兩 塊黃銅板(31)；所述的兩塊黃銅板(31)之間設(shè)有三塊以上的絕緣紙板(32)；所述的絕緣紙板(32)之間緊密貼合，若干塊絕緣紙板(32)夾設(shè)在最外層的兩塊絕緣 紙板(32)之間，所述的夾設(shè)在最外層的兩塊絕緣紙板(32)之間若干塊絕緣紙板(32)的中 部設(shè)有氣隙圓孔，所述的氣隙圓孔中存有空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的無暈試驗(yàn) 變壓器(1)與耦合電容(2 )之間還電路連接有保護(hù)電阻(6 )。
3.如權(quán)利要求1所述的變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的無暈試驗(yàn) 變壓器(1)、耦合電容(2)和氣泡放電模型(3)接地；所述的耦合電容(2)與地之間還電路 連接有檢測阻抗(7)。
4.如權(quán)利要求1所述的變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的耦合電容 (2 )與檢測阻抗(7 )之間還電路連接有脈沖電流法局部放電檢測系統(tǒng)(5 )。
5.如權(quán)利要求1所述的變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的射頻監(jiān)測 系統(tǒng)(4)包含探針天線(41)，與所述的探針天線(41)電路連接的放大器(42)，以及與所述 的放大器(42)電路連接的示波器(43)；所述的示波器(43)還電路連接遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊(8)； 所述的探針天線(41)與所述的氣泡放電模型(3 )對應(yīng)設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的探針天線 (41)包含反射平面(411)，以及設(shè)置在所述的反射平面(411)中央的直導(dǎo)體(412)；所述的 直導(dǎo)體(412)的根部電路連接所述的放大器(42)。
7.如權(quán)利要求1所述的變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的無暈試驗(yàn) 變壓器(1)的輸入端電路連接交流電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變壓器的氣泡放電的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含無暈試驗(yàn)變壓器，與無暈試驗(yàn)變壓器電路連接的耦合電容，與耦合電容并聯(lián)連接的氣泡放電模型，以及對應(yīng)設(shè)置在氣泡放電模型旁的射頻監(jiān)測系統(tǒng)；氣泡放電模型包含兩塊電極板，以及分別設(shè)置在兩塊電極板上的兩塊黃銅板；兩塊黃銅板之間設(shè)有三塊以上的絕緣紙板；絕緣紙板之間緊密貼合，夾設(shè)在最外層的絕緣紙板之間若干塊絕緣紙板的中部設(shè)有氣隙圓孔，氣隙圓孔中存有空氣。本實(shí)用新型采用脈沖電流法局部放電檢測系統(tǒng)和射頻監(jiān)測系統(tǒng)分別對氣泡放電模型進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，可測試選擇合理的定位檢測頻帶，以提高射頻定位精度；其采用探針天線，該探針單極天線具有不失真接收脈沖電磁波信號的特點(diǎn)。
文檔編號G01R31/12GK201909828SQ20102067690
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者何維國, 劉雋, 包海龍, 張宇, 杜成剛, 蔣心澤, 陸如 申請人:上海市電力公司