本發(fā)明屬于局部放電測量領(lǐng)域，涉及到一種在溫度梯度下測量局部放電的檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著電力技術(shù)的發(fā)展與城市建設(shè)規(guī)模的擴大，相對于架空線路，電力電纜線路具有非常多的優(yōu)越性，然而由于電纜線路的不斷增多，電纜故障的情況也越來越多，最主要的故障就是電纜主絕緣存在某些典型缺陷，這些缺陷會對電纜的絕緣狀態(tài)造成很大影響。多年來，局部放電測量被認為是電纜及附件絕緣狀態(tài)評估最有效的方法之一。高壓直流電纜在運行過程中，由于導(dǎo)體發(fā)熱引起絕緣層由內(nèi)到外形成溫度梯度，這必然會加劇絕緣層的電荷積累以及場強畸變。為了在實驗室中模擬具有絕緣缺陷的電力電纜在運行狀態(tài)下的局部放電行為，本發(fā)明提出了一種新的局部放電測量方法——在溫度梯度下測量局部放電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種在溫度梯度下測量絕緣材料局部放電的檢測裝置及方法，能夠在實驗室中模擬具有缺陷的電力設(shè)備在運行狀態(tài)下的局部放電行為，能夠為在運行狀態(tài)下電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)評估以及電力設(shè)備絕緣設(shè)計提供較高的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用價值。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種在溫度梯度下測量局部放電的檢測裝置，包括裝有硅油的油箱、控溫單元、試樣及局部放電測量單元，所述控溫單元包括控溫循環(huán)器和金屬電極，所述試樣設(shè)置在所述金屬電極內(nèi)，所述金屬電極為中空結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述油箱內(nèi)，所述金屬電極與所述控溫循環(huán)器連接用于溫度控制，所述局部放電測量單元與所述金屬電極連接用于檢測。

進一步的，所述控溫循環(huán)器包括高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器，所述金屬電極包括上電極和下電極，所述試樣設(shè)置在所述上電極和下電極之間，所述高溫循環(huán)器與所述上電極連接，所述低溫循環(huán)器與所述下電極連接。

進一步的，所述上電極設(shè)置有高溫進油口和高溫出油口，所述高溫出油口經(jīng)過所述高溫循環(huán)器與所述高溫進油口連接組成高溫循環(huán)油路。

進一步的，所述下電極設(shè)置有低溫進油口和低溫出油口，所述低溫出油口經(jīng)過所述低溫循環(huán)器與所述低溫進油口連接組成低溫循環(huán)油路。

進一步的，所述局部放電測量單元包括高壓電源和局放檢測儀器，所述高壓電源經(jīng)過所述金屬電極與所述局放檢測儀器連接。

進一步的，所述局部放電測量電路還包括檢測阻抗回路，所述檢測阻抗回路具體為：所述高壓電源的正極與保護電阻的一端連接，所述保護電阻的另一端分三路分別與第一分壓電阻、試樣和耦合電容的一端連接，所述第一分壓電阻的另一端與第二分壓電阻的一端連接，所述耦合電容的另一端分兩路，一路與所述局放檢測儀器的正極連接，另一路與檢測阻抗的一端連接，所述第二分壓電阻、試樣、檢測阻抗的另一端以及局放檢測儀器的負極分別與所述高壓電源的負極連接并接地。

進一步的，所述金屬電極內(nèi)設(shè)置有煤油溫度計用于溫度測量。

進一步的，所述金屬電極包括柱狀平板電極和球面電極。

一種在溫度梯度下測量局部放電的檢測方法，包括以下步驟：

s1、將絕緣油分別置于高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器中，將試樣放置在上電極和下電極之間，將所述上電極和下電極置于裝滿硅油的油箱內(nèi)，將所述高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器分別與所述上電極和下電極連接，并將所述上電極和下電極與局部放電測量單元連接；

s2、同時打開高溫循環(huán)器和和低溫循環(huán)器，分別調(diào)節(jié)高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器上的溫度，均勻加熱的硅油分別通過輸油管進入上電極和下電極組成循環(huán)回路；

s3、控制步驟s2所述上電極和下電極之間的溫度，待溫度穩(wěn)定后，打開高壓電源對試樣施加電壓，升壓完成后，操作局部放測儀器進行測量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明一種在溫度梯度下測量局部放電的檢測裝置包括裝有硅油的油箱、控溫單元、試樣及局部放電測量單元，控溫單元包括控溫循環(huán)器和金屬電極，控溫單元能夠精確控制金屬電極的溫度，從而控制金屬電極之間絕緣材料的溫度，既可以控制恒溫，也可以產(chǎn)生溫度梯度，局部放電測試電路中的金屬電極置于裝滿硅油的油箱中，這能夠避免電極材料的表面滑閃，可以在不同的電壓類型下進行實驗，從而模擬不同電壓類型下的電力設(shè)備主絕緣層在運行狀態(tài)下的局部放電行為，并且局部放電檢測儀器的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，安全系數(shù)高，能夠有效的測量實驗結(jié)果。

進一步的，采用高溫循環(huán)器連接上電極，低溫循環(huán)器連接下電極，可以有效的利用高溫加熱的絕緣油控制上電極為所需要的高溫，利用低溫冷卻的絕緣油控制下電極為所需要的低溫，從而使上下電極間形成所需要的溫度梯度。

進一步的，采用檢測阻抗的目的是取樣，當試樣產(chǎn)生局部放電時，測量回路就有脈沖電流，于是檢測阻抗兩端就會出現(xiàn)脈沖電壓，這個電壓的幅值與波形是與局部放電的大小，快慢以及測量回路的各參數(shù)，特別是與檢測阻抗有關(guān)。

進一步的，采用煤油溫度計的優(yōu)點是由于煤油本身是絕緣油的一種，能夠在高壓的條件下使用，并且其溫度測量范圍高，能夠滿足測量實驗的要求。

進一步的，采用柱狀平板金屬電極的優(yōu)點是能夠產(chǎn)生較為理想和對稱的電場，并且能夠有效的模擬電纜的同軸結(jié)構(gòu)，若是球面電極，同樣能夠產(chǎn)生較為理想和對稱的電場，這兩種電極都可以使電極間的試樣所處的場強分布均勻。

本發(fā)明還公開了一種在溫度梯度下測量局部放電的檢測方法，將絕緣油分別置于高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器中，將試樣放置在上電極和下電極之間，將上電極和下電極置于裝滿硅油的油箱內(nèi)，將高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器分別與上電極和下電極連接，并將上電極和下電極與局部放電測量單元連接；同時打開高溫循環(huán)器和和低溫循環(huán)器，分別調(diào)節(jié)高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器上的溫度，均勻加熱的硅油分別通過輸油管進入上電極和下電極組成循環(huán)回路；分別控制上電極和下電極之間的溫度，待溫度穩(wěn)定后，打開高壓電源對試樣施加電壓，升壓完成后，操作局部放測儀器進行測量，本發(fā)明公開的檢測方法能夠模擬各類電力設(shè)備的主絕緣系統(tǒng)中在溫度梯度下的局部放電行為，為電力設(shè)備的現(xiàn)場運行以及絕緣狀態(tài)評估提供理論依據(jù)。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明中實現(xiàn)溫度控制的金屬電極示意圖；

圖3為本發(fā)明中局部放電測量電路的原理圖。

其中，1.高壓電源；2.局放檢測儀器；3.高溫循環(huán)器；4.低溫循環(huán)器；5.高溫進油口；6.高溫出油口；7.低溫進油口；8.低溫出油口；9.試樣；10.硅油；11.煤油溫度計。

具體實施方式

高壓電力設(shè)備經(jīng)過長時間運行，主絕緣系統(tǒng)在長期高壓電熱以及機械外力的影響下會逐漸老化，從而導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)劣化。通過在實驗室中對含有典型缺陷的絕緣試樣在不同溫度梯度下進行局部放電測量，模擬在運行狀態(tài)下的電力設(shè)備主絕緣系統(tǒng)含有缺陷的情況，可以對真實電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)進行評估，同時也可以為電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一定的理論參考依據(jù)。

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供了一種在溫度梯度下測量局部放電的檢測裝置，包括裝滿硅油10的油箱、金屬電極、控溫循環(huán)器、試樣9、高壓電源1和局放檢測儀器2，所述金屬電極設(shè)置在所述油箱內(nèi)且與所述控溫循環(huán)器連接，所述試樣9設(shè)置在所述金屬電極內(nèi)，所述高壓電源1經(jīng)過所述金屬電極與所述局放檢測儀器2連接。

所述控溫循環(huán)器包括高溫循環(huán)器3和低溫循環(huán)器4，所述金屬電極包括上電極和下電極，所述試樣9設(shè)置在所述上電極和下電極之間，所述上電極和下電極為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分別設(shè)置有煤油溫度計11。

所述上電極設(shè)置有高溫進油口5和高溫出油口6，所述高溫出油口6經(jīng)過所述高溫循環(huán)器3與所述高溫進油口5連接組成高溫循環(huán)油路；

所述下電極設(shè)置有低溫進油口7和低溫出油口8，所述低溫出油口8經(jīng)過所述低溫循環(huán)器4與所述低溫進油口7連接組成低溫循環(huán)油路。

請參閱圖3，所述高壓電源1的正極與保護電阻的一端連接，所述保護電阻的另一端分三路分別與第一分壓電阻、試樣9和耦合電容的一端連接，所述第一分壓電阻的另一端與第二分壓電阻的一端連接，所述耦合電容的另一端分兩路，一路與所述局放檢測儀器2的正極連接，另一路與檢測阻抗的一端連接，所述第二分壓電阻、試樣9、檢測阻抗的另一端以及局放檢測儀器2的負極分別與所述高壓電源1的負極連接并接地。

優(yōu)選的，所述上電極和下電極為板狀電極，可按需求換成其他類型電極。

本發(fā)明還提供了一種在溫度梯度下測量絕緣材料局部放電的檢測方法，通過控溫循環(huán)器對上下電極進行溫度控制，從而使絕緣缺陷模型上下表面產(chǎn)生溫度差，然后在溫度穩(wěn)定的情況下開始加壓進行局部放電測量，具體步驟如下：

1、準備階段

按照圖1所示，在實驗室中搭建好局部放電檢測裝置，并將用于控溫的絕緣油分別置于高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器中，將制作并處理好的絕緣材料試樣置于如圖2所示的上下電極間，再將整個電極置于裝滿硅油的油箱中。

2、控制溫度階段：包括恒溫控制和溫度梯度控制兩種。

恒溫控制：在實驗準備階段完成后，同時打開與上電極連接的高溫循環(huán)器和與下電極連接的低溫循環(huán)器，分別調(diào)節(jié)高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器上的溫度控制面板至一定溫度，使硅油均勻加熱至此溫度，硅油分別通過輸油管到達結(jié)構(gòu)中空的上電極和下電極中，再通過輸油管分別從上電極和下電極的內(nèi)部輸送至對應(yīng)的高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器內(nèi)部，待溫度計讀數(shù)穩(wěn)定后讀取溫度計數(shù)值，根據(jù)讀數(shù)與目標溫度之間差異相應(yīng)調(diào)節(jié)高溫循環(huán)器和低溫循環(huán)器設(shè)定溫度，重復(fù)此過程直至上電極與下電極的溫度穩(wěn)定為目標溫度，此時上下電極的目標溫度一致。

溫度梯度控制：在實驗準備階段完成后，可按與上述相同的步驟控制上電極溫度至高溫，同時控制下電極溫度至低溫，使上下電極間產(chǎn)生溫度梯度。

上電極和下電極的溫度以安裝在上電極和下電極的煤油溫度計為準。

3、局部放電測量階段

局部放電測量回路按照gb7354-2003，適用范圍包括脈沖電流法、特高頻法、超聲法局部放電測量方法，如圖3所示以脈沖電流法為例。在上下電極的溫度穩(wěn)定之后，打開高壓輸出裝置對試樣施加電壓，嚴格按照gb7354-2003進行升壓，升壓完成后，操作局部放電檢測儀器進行測量與記錄。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。