超高压穿墙套管的电气状态检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超高压穿墙套管的电气状态检测系统，对传统的穿墙套管做了部分技术改进，并在此基础上设计了电压电流检测电路和监测保护模块，通过检测外接电容的电压和外接电流互感器的电流对穿墙套管的状态进行监测与保护，由于可以随时检测且不影响套管的运行，使得本检测系统具有较高的时效性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
超高压穿墙套管的电气状态检测系统
本专利技术涉及电力系统输变电
，具体涉及一种超高压穿墙套管的电气状态检测系统。
技术介绍
在超(特)高压交流变电站以及高压直流输电的换流站，某些设备必须设置在户内，以保证良好的运行环境，比如防止污秽、雨雾等导致的外部绝缘故障。其中一个典型的案例是：在直流输电系统的换流站，换流阀都是安装在阀厅内，需要通过高压直流穿墙套管连接换流阀和室外的直流设备。超(特)高压穿墙套管由于其外绝缘性能的要求，导致其总长度超出制造的工艺控制水平，因此对超(特)高压穿墙套管，一般采取两节制造然后对接组装的方式安装。图1是现有超(特)高压穿墙套管的典型结构原理图，其中由套管1(户内部分)和套管2(户外部分)两节对接组装构成。套管1具有外套1-1，高压导电杆1-2，电容层1-3，末屏1-4及末屏接地端子1-5，法兰1-6。套管2具有外套2-1，高压导电杆2-2，电容层2-3，末屏2-4及末屏接地端子2-5，法兰2-6。套管1和套管2通过法兰1-6和2-6实施密封和对接，并通过法兰将套管固定安装在墙壁上；导电杆1-2和2-2则通过一铜质圆筒3实施电气连接，圆筒3与导电杆1-2及2-2之间还有镀银弹性触指增强其接触性能。但是，实际运行中的穿墙套管会由于各种原因导致故障，比如套管内部沿面放电，套管电容击穿等。现有的套管状态监测方法是通过抽取套管的油样或者SF6气体样本检测其中的油、气成分，通过检测到的成分分析套管的状态。这种方式的缺陷是，一般要等待停电的时候抽样；另外就是一般油、气的成分变化往往滞后于套管的电气性能变化，导致检测的时效性问题。也有通过在套管末屏接地引下线安装电流互感器的方式来监测套管介损和电容量变化实施套管检测的方式，但是这种方式可能造成套管末屏在运行中开路，其应用因此范围受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超高压穿墙套管的电气状态检测系统，以快速安全地检测套管的状态。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种超高压穿墙套管的电气状态检测系统，包括电压电流检测电路和监测保护模块；所述穿墙套管由套管1和套管2两节套管对接组装而成，在套管1和套管2的次外层电容屏分别引出一测量端子；所述电压电流监测电路包括第一测量单元、第二测量单元和光电转换器，所述光电转换器接所述监测保护模块；在套管1的测量端子与接地点之间串联所述第一测量单元，所述第一测量单元由外接电容C1和外接电流互感器TA1串联组成，所述外接电容C1高压端接入套管1的测量端子，外接电流互感器TA1的低压端接地；在套管2的测量端子与接地点之间串联所述第二测量单元，所述第二测量单元由外接电容C2和外接电流互感器TA2串联组成，所述外接电容C2高压端接入套管2的测量端子，外接电流互感器TA2的低压端接地；将套管1外接电容C1两端的电压测量信号U1、将套管2外接电容C2两端的电压测量信号U2、套管1外接电流互感器TA1的电流测量信号IC1，以及套管2外接电流互感器TA2的电流测量信号IC2分别接入光电转换器的输入端，光电转换器将电压测量信号U1、电压测量信号U2、电流测量信号IC1和电流测量信号IC2转换成光信号后，通过光纤传输至所述监测保护模块；通过下式设置外接电容C1和C2的值：其中，U0为所述穿墙套管的导电杆的一次电压；U01、U02分别为套管1、套管2外接电容C1、C2两端的测量电压设计值，C01、C02分别为套管1、套管2的导电杆与测量端子之间的出厂电容值，Cd1、Cd2分别为套管1、套管2的末屏接地端子与测量端子之间的出厂电容值；所述监测保护模块通过检测IC1/U1是否等于初始设置值jωC1来判断外接电容C1是否正常；通过检测IC2/U2是否等于初始设置值jωC2来判断外接电容C2是否正常；若外接电容C1和外接电容C2均正常，所述套管监测保护模块通过检测套管1和套管2测量端子外接电容的电压测量信号U1与电压测量信号U2的比值是否接近于根据套管出厂值C01、C02、Cd1、Cd2与设置值C1、C2计算的如下初始设置值和/或通过套管1和套管2的测量端子外接电流互感器的电流测量信号与的比值是否接近于根据套管出厂值C01、C02、Cd1、Cd2与设置值C1、C2计算的如下初始设置值来判断套管内部的电容量C01、Cd1、C02、Cd2是否出现变化，实现套管的状态监测。本专利技术超高压穿墙套管的电气状态检测系统对传统的穿墙套管做了部分技术改进，并在此基础上设计了电压电流检测电路和监测保护模块，通过检测外接电容的电压和外接电流互感器的电流对穿墙套管的状态进行监测与保护，由于可以随时检测且不影响套管的运行，使得本检测系统具有较高的时效性和安全性。附图说明图1是现有超(特)高压穿墙套管的结构原理图；图2是改进的超(特)高压穿墙套管的结构原理图及其电压电流检测电路；图3是图2去除标记后的简化图；图4是电压电流检测电路的一个实施例；图5本专利技术实施例超高压穿墙套管的电气状态检测系统的结构示意图；图6是套管及其电压电流检测电路的等效原理电路图；图7是本专利技术实施例中的监测与保护逻辑框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。图2是改进的超(特)高压穿墙套管的结构原理图，其中由套管1(户内部分)和套管2(户外部分)两节对接组装构成。套管1具有外套1-1，高压导电杆1-2，电容层1-3，末屏1-4及末屏接地端子1-5，法兰1-6。套管2具有高压外套2具有外套2-1，高压导电杆2-2，电容层2-3，末屏2-4及末屏接地端子2-5，法兰2-6。套管1和套管2通过法兰1-6和2-6实施密封和对接，并通过法兰将套管固定在墙壁上；导电杆1-2和2-2则通过一铜质圆筒3实施电气连接，圆筒与导电杆1-2及2-2之间还有镀银弹性触指增强其接触性能。此外，在套管1增加一电压测量端子1-7，在套管2增加一电压测量端子2-7。这两个电压测量端子分别由套管1和套管2的次外层电容屏中引出。测量端子如果不外接测量装置，一般是直接可靠接地，这使得套管的接地更加可靠，因为有两个接地点，可以防止其中的末屏接地点或者测量接地点开路导致的套管故障。如图2所示，在套管1的测量端子1-7与接地点之间串联一测量单元，所述的测量单元由电容C1和电流互感器TA1串联组成，所述的电容C1高压端接入套管的测量端子1-7，电流互感器TA1的低压端接地；在套管2的测量端子与接地点之间串联一测量单元，所述的测量单元由电容C2和电流互感器TA2串联组成，所述的电容C2高压端接入套管的测量端子2-7，电流互感器TA2的低压端接地。为便于查看，将图2中的标记删除，得到图3。所述的套管监测系统还包括：在套管1和套管2的测量单元分别并联一放电间隙与避雷器或压敏电阻，放电间隙与避雷器或压敏电阻的高压端与外接电容的高压端并联，低压端接地。图4为放电间隙与避雷器或压敏电阻接入前置测量电路的方式，其中C和TA分别代表图2中套管1的C1和TA1或者套管2中的C2和TA2，10为放电间隙，11为避雷器或者压敏电阻。图4中还包括光电转换器，光电转换器的输入端引入套管1外接电容C1两端的电压测量信号U1、套管2外接电容C2两端的电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压穿墙套管的电气状态检测系统，其特征在于，所述穿墙套管由套管1和套管2两节套管对接组装而成，在套管1和套管2的次外层电容屏分别引出一测量端子；所述电气状态检测系统包括电压电流检测电路和监测保护模块；所述电压电流监测电路包括第一测量单元、第二测量单元和光电转换器，所述光电转换器接所述监测保护模块；在套管1的测量端子与接地点之间串联所述第一测量单元，所述第一测量单元由外接电容C

【技术特征摘要】
1.一种超高压穿墙套管的电气状态检测系统，其特征在于，所述穿墙套管由套管1和套管2两节套管对接组装而成，在套管1和套管2的次外层电容屏分别引出一测量端子；所述电气状态检测系统包括电压电流检测电路和监测保护模块；所述电压电流监测电路包括第一测量单元、第二测量单元和光电转换器，所述光电转换器接所述监测保护模块；在套管1的测量端子与接地点之间串联所述第一测量单元，所述第一测量单元由外接电容C1和外接电流互感器TA1串联组成，所述外接电容C1高压端接入套管1的测量端子，外接电流互感器TA1的低压端接地；在套管2的测量端子与接地点之间串联所述第二测量单元，所述第二测量单元由外接电容C2和外接电流互感器TA2串联组成，所述外接电容C2高压端接入套管2的测量端子，外接电流互感器TA2的低压端接地；将套管1外接电容C1两端的电压测量信号U1、将套管2外接电容C2两端的电压测量信号U2、套管1外接电流互感器TA1的电流测量信号IC1，以及套管2外接电流互感器TA2的电流测量信号IC2分别接入光电转换器的输入端，光电转换器将电压测量信号U1、电压测量信号U2、电流测量信号IC1和电流测量信号IC2转换成光信号后，通过光纤传输至所述监测保护模块；通过下式设置外接电容C1和C2的值：其中，U0为所述穿墙套管的导电杆的一次电压；U01、U02分别为套管1、套管2外接电容C1、C2两端的测量电压设计值，C01、C02分别为套管1、套管2的导电杆与测量端子之间的出厂电容值，Cd1、Cd2分别为套管1、套管2的末屏接地端子与测量端子之间的出厂电容值；所述监测保护模块通过检测IC1/U1是否等于初始设置值jωC1来判断外接电容C1是否正常，通过检测IC2/U2是否等于初始设置值jωC2来判断外接电容C2是否正常；若外接电容C1和外接电容C2均正常，则所述套管监测保护模块通过检测套管1和套管2测量端子外接电容的电压测量信号U1与电压测量信号U2的比值是否接近于根据套管出厂值C01、C02、Cd1、Cd2与设置值C1、C2计算的如下初始设置值和/或通过套管1和套管2的测量端子外接电流互...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖遥，周红阳，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：发明
国别省市：广东,44