在电力传输网络特别是高压直流(HVDC)电力传输网络的领域中，提供了电气组件(10)。电气组件(10)包括转换器(12)，转换器(12)包括：至少一个AC端子(14A、14B、14C)，其用于连接到AC网络(16)；和至少一个DC端子(18、22)，其可操作地连接到DC电力传输介质(20、24)。电气组件(10)还包括信号注入电路(32)，信号注入电路(32)与至少一个DC电力传输介质(20、24)可操作地耦合。信号注入电路(32)包括信号发生器(38)，信号发生器(38)用以选择性地将多个不同频率的信号注入到所述至少一个传输介质(20、24)中。另外，信号注入电路(32)包括信号分析器(42)，信号分析器(42)用以建立所述至少一个传输介质(20、24)针对多个不同频率的注入信号的响应特征。信号注入电路(32)还包括控制单元(46)，控制单元(46)被编程为检测所述至少一个传输介质(20、24)中的介电击穿。更特别地，控制单元(46)被编程为控制信号发生器(38)以将多个不同频率的信号注入到所述传输介质(20、24)中，从信号分析器(42)检索所述传输介质(20、24)的对应的响应特征，并且将响应特征和对应于所述传输介质中的介电击穿状况和非击穿状况的多个参考特征(20、24)进行比较。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测直流电力传输介质中的介电击穿的电气组件
本专利技术涉及用于在电力传输网络中使用的电气组件。
技术介绍
在电力传输网络中，特别是在高压直流(HVDC)电力传输网络中，交流(AC)电力典型地被转换成直流(DC)电力，以便经由一个或多个DC电力传输介质(诸如，架空线路、海底电缆和/或地下电缆)来传输。该转换排除补偿电力传输介质(即，传输线路或电缆)所施加的AC电容性负载效应的需要，并且降低每公里线路和/或电缆的成本，并且因而在电力需要经过远距离传送时，变得成本效益合算。然而，这样的线路和电缆易受介电击穿(即，电力传输介质内的电绝缘的电阻的降低)影响，介电击穿损害电力传输介质承受所需要的电压的能力。永久性介电击穿可由支承架空线路的结构(诸如，横撑、绝缘体、导体、空间阻尼器或其它配件)的突发性机械失效引起。用于这样的线路的支承塔的接地设施的腐蚀也可引起永久性介电击穿，也可能由包括如下的破坏行为引起永久性介电击穿：盗窃材料或用小型武器射击绝缘体。如果例如由于以下原因而导致过高的电压施加到传输介质上的点，则电力传输介质也可遭受暂时性介电击穿：突发性切换操作、雷击、或来自相比于所讨论的传输介质在更高电压下操作的另一通电结构或传输介质的感应的过电压。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，提供了用于在电力传输网络中使用的电气组件，该电气组件包括：转换器，其包括用于连接到AC网络的至少一个AC端子和可操作地连接到DC电力传输介质的至少一个DC端子；和信号注入电路，其与至少一个DC电力传输介质可操作地耦合，信号注入电路包括：信号发生器，其用以选择性地将多个不同频率的信号注入到所述至少一个传输介质中；信号分析器，其用以建立所述至少一个传输介质针对多个不同频率的注入信号的响应特征；以及控制单元，其被编程为通过控制信号发生器以将多个不同频率的信号注入到所述传输介质中，从信号分析器检索所述传输介质的对应的响应特征，并且将响应特征和对应于所述传输介质中的介电击穿状况和非击穿状况的多个参考特征进行比较，来检测所述至少一个传输介质中的介电击穿。检测电力传输介质中的介电击穿的能力是有利的，这是因为，在必要时，其允许在电气组件的操作内包含(accommodated)击穿的存在或允许执行诸如对传输介质的隔离和/或维修之类的补救行动。此外，即使在复杂的电力传输介质配置(诸如，包括专用金属回路(DMR)导体(而非较常规的地面返回路径)的那些配置)中，将对应的响应特征与多个参考特征进行比较也容易能够检测这样的介电击穿。优选地，控制单元另外被编程为确定介电击穿何时为永久性的。这样的控制单元合乎人意地容许针对受损的传输介质而启动必要的维修工作。当介电击穿被确定为永久性的时，控制单元可进一步被编程为通过将响应特征和对应于沿着所述传输介质的不同位置处的介电击穿的多个参考特征进行比较，来建立介电击穿的位置。建立介电击穿的位置是特别地有益的，这是因为，其允许维修队尽可能快地沿着传输介质部署到正确位置并且允许在正确位置类似地迅速建立安全周界。在本专利技术的优选实施例中，通过在以下项中的一者或两者期间对介电击穿进行分级而建立参考特征：电气组件的模拟；和电气组件的现场校准。以前述方式建立参考特征提供在安装控制单元方面的灵活性，该控制单元立即能够在电气组件的操作期间可靠并且准确地检测传输介质中的介电击穿的存在。任选地，控制单元还进一步被编程为基于由信号分析器建立的响应特征而对一个或多个参考特征进行更新。这样的性能有助于提高检测未来的介电击穿的可能性及相关联的准确性。在本专利技术的另一优选实施例中，控制单元还被编程为每当由信号分析器建立新响应特征时，就连续地检查参考特征。具有如此编程的控制单元允许控制单元从以往经验中积累知识并且学习，以便于以不断提高的准确性检测介电击穿并特别是介电击穿的位置。优选地，所述至少一个传输介质包括至少一个导体部件。至少一个导体部件可包括至少一个导体子部件。前述性能提供在所述电力传输介质或每个电力传输介质的组成和配置方面的灵活性。在本专利技术的另外的优选实施例中，信号发生器配置成选择性地将多个不同频率的信号注入到所述导体部件或每个导体部件中。以这样的方式配置信号发生器容许测试独立的导体部件的完整性(即，测试独立的导体部件是否已遭受介电击穿)，并且因此允许确定介电强度(即，传输介质作为整体承受给定的电压差的能力)。信号发生器可包括多个独立的电源。在信号发生器内包括多个独立的电源容许每个这样的电源被部署成提供电力而使不同频率的信号注入到特定的独立的导体部件中。优选地，每个注入信号是电流波形。这样的电流波形的注入容许针对所述传输介质或每个传输介质而建立响应特征，这能够在给定的传输介质中的介电击穿状况与非击穿状况之间作出区分。在本专利技术的再一另外的优选实施例中，信号分析器包括用以提供注入信号的测量样本的多个测量装置。任选地，测量装置包括电流及电压测量装置。多个测量装置可：安装于所述至少一个传输介质上；和/或安装于信号注入电路中。在其中多个测量装置至少安装于所述至少一个传输介质上的电气组件中，优选地：相应的测量装置安装于传输介质中的所述导体部件或每个导体部件上；和/或测量装置沿着传输介质的长度安装于不同位置处。在信号分析器内包括各种测量装置合乎人意地容许信号分析器以足以容许检测所述至少一个传输介质中的介电击穿的分辨力和特性建立所述至少一个传输介质的响应特征。附图说明现接下来是参考图1作出的作为非限制性示例的本专利技术的优选实施例的简述，图1显示根据本专利技术的第一实施例的电气组件的示意图。具体实施方式如图1中所显示的，根据本专利技术的第一实施例的电气组件大体上由参考标号10标示。电气组件10包括转换器12，在所显示的实施例中，转换器12包括第一、第二以及第三AC端子14A、14B、14C，第一、第二以及第三AC端子14A、14B、14C中的每个对应于相关联的三相AC网络16的相应的相A、B、C，转换器12在使用中与三相AC网络16连接。转换器12还包括：第一DC端子18，其具有第一连接部件18'(例如，第一母线)，第一DC端子18可在使用中经由第一连接部件18'连接到电气装置(诸如，另一转换器)；和第二连接部件18''(例如，第二母线)，第一DC端子18经由第二连接部件18''可操作地连接到第一DC电力传输介质20。转换器12还进一步包括：第二DC端子22，其具有第三连接部件22'(例如，第三母线)，第二DC端子22在使用中可经由第三连接部件22'连接到另一电气装置(诸如，再一另外的转换器)；和第四连接部件22''(例如，第四母线)，第二DC端子22经由第四连接部件22''可操作地连接到第二DC电力传输介质24，第二DC电力传输介质24与第一DC电力传输介本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在电力传输网络中使用的电气组件(10)，包括：转换器(12)，其包括用于连接到AC网络(16)的至少一个AC端子(14A、14B、14C)和可操作地连接到DC电力传输介质(20、24)的至少一个DC端子(18、22)；和信号注入电路(32)，其与至少一个DC电力传输介质(20、24)可操作地耦合，所述信号注入电路(32)包括：/n信号发生器(38)，其用以选择性地将多个不同频率的信号注入到所述至少一个传输介质(20、24)中；/n信号分析器(42)，其用以建立所述至少一个传输介质(20、24)针对所述多个不同频率的注入信号的响应特征；以及/n控制单元(46)，其被编程为通过控制所述信号发生器(38)以将多个不同频率的信号注入到所述传输介质(20、24)中，从所述信号分析器(42)检索所述传输介质(20、24)的对应的所述响应特征，并且将所述响应特征和对应于所述传输介质(20、24)中的介电击穿状况和非击穿状况的多个参考特征进行比较，来检测所述至少一个传输介质(20、24)中的介电击穿。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170517 GB 1707908.81.一种用于在电力传输网络中使用的电气组件(10)，包括：转换器(12)，其包括用于连接到AC网络(16)的至少一个AC端子(14A、14B、14C)和可操作地连接到DC电力传输介质(20、24)的至少一个DC端子(18、22)；和信号注入电路(32)，其与至少一个DC电力传输介质(20、24)可操作地耦合，所述信号注入电路(32)包括：
信号发生器(38)，其用以选择性地将多个不同频率的信号注入到所述至少一个传输介质(20、24)中；
信号分析器(42)，其用以建立所述至少一个传输介质(20、24)针对所述多个不同频率的注入信号的响应特征；以及
控制单元(46)，其被编程为通过控制所述信号发生器(38)以将多个不同频率的信号注入到所述传输介质(20、24)中，从所述信号分析器(42)检索所述传输介质(20、24)的对应的所述响应特征，并且将所述响应特征和对应于所述传输介质(20、24)中的介电击穿状况和非击穿状况的多个参考特征进行比较，来检测所述至少一个传输介质(20、24)中的介电击穿。
2.根据权利要求1所述的电气组件(10)，其中，所述控制单元(46)另外被编程为确定所述介电击穿何时为永久性的。
3.根据权利要求2所述的电气组件(10)，其中，当所述介电击穿被确定为永久性的时，所述控制单元(46)进一步被编程为通过将所述响应特征和对应于在沿着所述传输介质(20、24)的不同位置处的介电击穿的多个参考特征进行比较，来建立所述介电击穿的位置。
4.根据任一项前述权利要求所述的电气组件(10)，其中，通过在以下项中的一者或两者期间对介电击穿进行分级而建立所述参考特征：
所述电气组件(10)的模拟；和
所述电气组件(10)的现场校准。
5.根据任一项前述权利要求所述的电气组件(10)，其中，所述控制单元(46)还进一步被编程为基于由所述信号分析...
【专利技术属性】
技术研发人员：A卡内尔哈斯，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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