一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，其包括：直流电源模块、模拟罐体模块和检测模块；所述直流电源模块包括调压器、试验变压器、硅整流桥、滤波电容、分压器和保护水电阻；所述模拟罐体模块包括放电气室和模拟绝缘缺陷模型；所述检测模块包括耦合电容器、校准源、检测阻抗和局部放电检测仪。本实用新型专利技术公开的直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，通过各模块的各器件的配合连接，实现了环境搭建、有效模拟、状态采集、信号分析的不同功能，有效地模拟了直流条件下SF6气体绝缘电气设备内不同绝缘缺陷模型引发绝缘子的沿面放电情况，对于开展直流条件下SF6气体绝缘电气设备的局部放电信号检测与研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统
本技术涉及电力
，尤其是涉及一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统。
技术介绍
气体绝缘组合电器(GasInsulatedSwitchgear，GIS)也称作SF6全封闭组合电器。GIS中的SF6气体在常温常压下化学性质稳定，不易分解，但在放电或过热作用下会发生分解，生成多种低氟硫化物，生成的低氟硫化物会与GIS气室内的微水、微氧以及其他杂质发生复杂的物理化学反应。气体绝缘电气设备内早期绝缘缺陷通常以局部放电(PartialDischarge，PD)形式表现出来，其会引起电场的畸变，进而诱发局部放电。局部放电一般不会立刻引起设备故障，但会逐步侵蚀绝缘介质，导致绝缘介质的局部损坏。若是长期存在，会引起绝缘劣化，最终可能演变成贯穿性的绝缘击穿。由于SF6气体绝缘电气设备是全封闭组合式结构，故其故障定位和检修工作的执行相较传统的敞开式设备而言非常困难，且一旦发生事故，停电检修时间会更长、停电范围也会更广，因而也会带来更大的经济损失。虽然目前对气体绝缘组合电器的局部检测系统取得了较多的研究成果，但对SF6气体绝缘电气设备PD在线监测的研究主要集中在交流条件下，且现有技术对气体绝缘电气设备的检测系统较为繁冗，因SF6气体的反应分解以及后续所产生的化合物较为复杂，检测系统的评判指标较多，无法准确且快捷的确定气体绝缘电气设备内部的绝缘缺陷，无法更好地研究直流条件下气体绝缘组合电器局部放电的分解特性，也无法更好地完善对绝缘缺陷类型定量比对的分析与判断。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种SF6气体绝缘电气设备在直流条件下绝缘子沿面放电的模拟装置，其能够有效地模拟直流条件下SF6气体绝缘电气设备内不同绝缘缺陷模型引发绝缘子的沿面放电情况，获取不同条件下的分解气体组分及其含量等特征量，并通过检测模块对局部放电信号进行有效地分析，为直流SF6气体绝缘电气设备的监测评估的研究与发展奠定了基础。为了实现上述目的，本技术实施例提供了一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，其包括：直流电源模块、模拟罐体模块和检测模块。所述直流电源模块包括调压器、试验变压器、硅整流桥、滤波电容、分压器和保护水电阻；所述模拟罐体模块包括放电气室和模拟绝缘缺陷模型；所述检测模块包括耦合电容器、校准源、检测阻抗和局部放电检测仪。所述调压器，其输出端与所述试验变压器的输入端相连，用于接收并调节交流0～380V范围内的输入电压，并将调节后的输入电压发送至所述试验变压器。所述试验变压器的初级绕组与所述调压器的输出端相连，所述试验变压器的次级绕组与所述硅整流桥相连；所述试验变压器用于根据所述调节后的输入电压对应生成工频高压，并将所述工频高压发送至所述硅整流桥。所述硅整流桥的输出端并联有所述滤波电容，所述硅整流桥用于对所述工频高压进行全波整流，以使其经过所述滤波电容滤波后对应生成直流高压；所述滤波电容的输出端与所述分压器相连。所述分压器，其输出端与所述模拟绝缘缺陷模型相连，用于测量所述直流高压。所述保护水电阻串联在所述分压器的高压端，用于实现启动降压保护。所述模拟绝缘缺陷模型设于所述放电气室的内部，以使其在所述直流高压的条件下，对应产生局部放电。所述耦合电容器用于输出局部放电脉冲信号，其高压端与所述模拟绝缘缺陷模型相连，低压端与所述检测阻抗相连；所述局部放电检测仪的输入端与所述耦合电容器的输出端相连，用于对所述局部放电脉冲信号进行检测与处理。作为上述方案的改进，所述放电气室包括中空圆柱形罐体、设于所述中空圆柱形罐体内部的高压电极与低压电极、设于所述中空圆柱形罐体前后面的圆形石英玻璃窗、设于所述中空圆柱形罐体侧面的进气口和出气口、电极螺纹接口和压力表。所述高压电极和所述低压电极设于所述圆形石英玻璃窗的观察范围内来观察和获取局部放电的过程图像。所述进气口和所述出气口用于配合抽真空、SF6气体更换和样品气体的采集；所述电机螺纹接口用于连接对应的所述模拟绝缘缺陷模型。所述压力表用于监测所述中空圆柱形罐体内部的压力。作为上述方案的改进，所述放电气室还包括高压套管，所述高压套管套接在所述中空圆柱形罐体顶部，所述高压套管的一端用于连接所述耦合电容器的高压端，所述高压套管的另一端用于连接所述模拟绝缘缺陷模型。作为上述方案的改进，所述放电气室还包括均压环，所述均压环设于所述高压套管顶部，用于使得所述直流高压均匀分布。作为上述方案的改进，所述检测模块还包括校准源，所述校准源连接在所述耦合电容器的高压端，用于对所述直流高压进行校准。作为上述方案的改进，所述局部放电检测仪的型号为DDX9121b/DC。作为上述方案的改进，所述模拟绝缘缺陷模型包括金属突出物绝缘缺陷模型、自由金属微粒绝缘缺陷模型、绝缘子金属污染绝缘缺陷模型及绝缘子气隙绝缘缺陷模型。本技术实施例提供的直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，通过构建多个具有不同功能的模块，辅以具体的电源电路、放电气室、模拟绝缘缺陷模型与局部放电检测仪，以实现环境搭建、有效模拟、状态采集、信号分析的不同功能，有效地模拟了直流条件下SF6气体绝缘电气设备内不同绝缘缺陷模型引发绝缘子的沿面放电情况，并通过获取反映局部放电情况的SF6气体组分及其含量等特征量，和对应的局部放电信号的实验数据，从而可以完整、清晰地实现对直流条件下SF6气体绝缘电气设备局部放电的分析与研究，及时发现直流气体绝缘电气设备(如气体绝缘金属封闭输电线路GIL、穿墙套管、换流变压器阀侧套管)所产生的故障，判断故障类型并提供相应的依据，对于开展直流条件下SF6气体绝缘电气设备的局部放电信号检测与研究具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统的结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种直流电源模块的结构示意图；图3是本技术实施例提供的一种模拟罐体模块的结构示意图；图4是本技术实施例提供的一种检测模块的结构示意图；图5是本技术实施例提供的一种模拟绝缘缺陷模型的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术实施例的描述中，需要说明的是，可以在分布式计算环境中进行实践，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，其特征在于，包括：直流电源模块、模拟罐体模块和检测模块；/n所述直流电源模块包括调压器、试验变压器、硅整流桥、滤波电容、分压器和保护水电阻；所述模拟罐体模块包括放电气室和模拟绝缘缺陷模型；所述检测模块包括耦合电容器、校准源、检测阻抗和局部放电检测仪；/n所述调压器，其输出端与所述试验变压器的输入端相连，用于接收并调节交流0～380V范围内的输入电压，并将调节后的输入电压发送至所述试验变压器；/n所述试验变压器的初级绕组与所述调压器的输出端相连，所述试验变压器的次级绕组与所述硅整流桥相连；所述试验变压器用于根据所述调节后的输入电压对应生成工频高压，并将所述工频高压发送至所述硅整流桥；/n所述硅整流桥的输出端并联有所述滤波电容，所述硅整流桥用于对所述工频高压进行全波整流，以使其经过所述滤波电容滤波后对应生成直流高压；所述滤波电容的输出端与所述分压器相连；/n所述分压器，其输出端与所述模拟绝缘缺陷模型相连，用于测量所述直流高压；/n所述保护水电阻串联在所述分压器的高压端，用于实现启动降压保护；/n所述模拟绝缘缺陷模型设于所述放电气室的内部，以使其在所述直流高压的条件下，对应产生局部放电；/n所述耦合电容器用于输出局部放电脉冲信号，其高压端与所述模拟绝缘缺陷模型相连，低压端与所述检测阻抗相连；所述局部放电检测仪的输入端与所述耦合电容器的输出端相连，用于对所述局部放电脉冲信号进行检测与处理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，其特征在于，包括：直流电源模块、模拟罐体模块和检测模块；
所述直流电源模块包括调压器、试验变压器、硅整流桥、滤波电容、分压器和保护水电阻；所述模拟罐体模块包括放电气室和模拟绝缘缺陷模型；所述检测模块包括耦合电容器、校准源、检测阻抗和局部放电检测仪；
所述调压器，其输出端与所述试验变压器的输入端相连，用于接收并调节交流0～380V范围内的输入电压，并将调节后的输入电压发送至所述试验变压器；
所述试验变压器的初级绕组与所述调压器的输出端相连，所述试验变压器的次级绕组与所述硅整流桥相连；所述试验变压器用于根据所述调节后的输入电压对应生成工频高压，并将所述工频高压发送至所述硅整流桥；
所述硅整流桥的输出端并联有所述滤波电容，所述硅整流桥用于对所述工频高压进行全波整流，以使其经过所述滤波电容滤波后对应生成直流高压；所述滤波电容的输出端与所述分压器相连；
所述分压器，其输出端与所述模拟绝缘缺陷模型相连，用于测量所述直流高压；
所述保护水电阻串联在所述分压器的高压端，用于实现启动降压保护；
所述模拟绝缘缺陷模型设于所述放电气室的内部，以使其在所述直流高压的条件下，对应产生局部放电；
所述耦合电容器用于输出局部放电脉冲信号，其高压端与所述模拟绝缘缺陷模型相连，低压端与所述检测阻抗相连；所述局部放电检测仪的输入端与所述耦合电容器的输出端相连，用于对所述局部放电脉冲信号进行检测与处理。


2.根据权利要求1所述的直流气体绝缘电气设备局部放电检测系统，其特征在于，所述放电气室包括中空圆柱形罐体、设于所述中空圆柱形罐体内部的高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，汲胜昌，张杰，彭在兴，王颂，赵林杰，李锐海，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东;44