用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油纸绝缘缺陷故障分析诊断技术领域，具体地说，涉及用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法及装置。包括：空腔缺陷材料制备，用于完成对油纸绝缘空腔缺陷的模拟；局部放电实验平台搭建及测试，搭建包括波形发生单元、电压放大单元、波形检测与存储单元、波形显示分析单元和局放信号测试单元的局部放电实验平台；局部放电检测。本发明专利技术设计可以很好地分析在谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷带来的影响；缺陷材料制备过程能够很好地模拟油纸绝缘的空腔缺陷，局部放电检测平台也具有优良的检测效果，实现了对谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷放电特性的准确分析。空腔缺陷放电特性的准确分析。空腔缺陷放电特性的准确分析。

【技术实现步骤摘要】
用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法及装置


[0001]本专利技术涉及油纸绝缘缺陷故障分析诊断
，具体地说，涉及用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法及装置。

技术介绍

[0002]在电气领域，变压器作为输电系统中的核心设备，保证其安全可靠的运行是维持整个电力系统的正常工作的关键。在变压器工作过程中，油纸绝缘材料除了要承受混合电压的作用，谐波电压对绝缘材料的影响也不能忽视。谐波电压主要会影响油纸绝缘材料的表面电场分布，使得油纸绝缘局部放电特性发生改变。因此，分析油纸绝缘材料在谐波电压下的局部放电特性，对变压器的设计和安全运行具有重大意义。
[0003]目前，针对于变压器内绝缘材料缺陷下局部放电的实验主要有四种形式，分别有针板放电，球板放电，沿面放电以及内部空腔放电。通过大量文献以及实验数据的支撑，内部空腔缺陷导致的起始放电电压是四种类型中最小的，这表明由空腔缺陷引起的局部放电情况是这几种状况下最容易发生的，对空腔放电进行合理的分析对于其本身或者其他局部放电形式都有很好的抑制作用。除此之外，较高的电压等级对于测量绝缘材料局部放电特性的相关设备具有很高的要求，空腔缺陷的起始放电电压较低，大大降低了搭建局部放电测试平台的难度。所以，本专利技术通过对典型油纸绝缘中空腔类型缺陷的局部放电特性进行研究，提出一种用于分析谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷的方法及装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。/>[0005]为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法，包括如下步骤：
[0006]S1、空腔缺陷材料制备，用于完成对油纸绝缘空腔缺陷的模拟；
[0007]S1.1、材料处理：用于提供经过裁剪、浸油等处理操作的绝缘纸板；
[0008]S1.2、空腔缺陷材料制备：用于提供可以模拟空腔缺陷的绝缘纸板检测样品；
[0009]S2、局部放电实验平台搭建及测试，用于完成对谐波电压作用下油纸绝缘空腔缺陷局部放电特性的准确分析；
[0010]S2.1、搭建包括波形发生单元、电压放大单元、波形检测与存储单元、波形显示分析单元和局放信号测试单元的局部放电实验平台；
[0011]S2.2、局部放电检测：由局部放电标定以及检测电压设置两部分构成；其中，局部放电标定部分用于完成起放电电压与局部放电电量之间的关系的建立；检测电压设置部分用于利用波形发生单元输出不同联结类型的电压，通过逐级加压的方式将不同的工频交流电压施加于被测样品并分析实验结果。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述S1.1中，材料处理的具体操作流程为：
[0013]将1mm厚度的绝缘纸板裁剪为10cm的圆形纸板，并在中心处开直径为2mm的孔；
[0014]完成真空干燥、变压器油中浸渍以及材料表面绝缘油清理等操作，即完成空腔缺陷材料制作的准备工作。
[0015]作为本技术方案的进一步改进，所述S1.2中，空腔缺陷材料制备的具体操作流程为：
[0016]将16KV/mm的硅橡胶涂抹在开孔纸板两面，并与两块同形状的无孔纸板粘接直至胶水凝固，完成空腔缺陷材料的制备。
[0017]作为本技术方案的进一步改进，所述S2.2局部放电检测中，局部放电标定的具体操作流程为：
[0018]分别将不同量级的标准电荷量注入测试样品，通过波形分析显示单元呈现的由局部放电引起的电压脉冲信号，对起始放电电压和电荷量进行线性拟合；
[0019]检测电压设置的具体操作流程为：
[0020]利用波形发生单元输出不同联结类型的电压，通过逐级加压的方式，以1kV步长进行加压，每升高1kV电压后维持10min观察是否有放电发生，当模拟油纸绝缘的检测材料开始产生零星的局部放电，即确定该电压为试验样品的起始放电电压；
[0021]将不同的工频交流电压施加于被测样品，重复上述操作得到多个实验结果，并分析实验结果。
[0022]本专利技术的目的之二在于，提供了用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的装置，即上述所述的用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法中搭建的局部放电实验平台，包括波形发生单元、电压放大单元、波形检测与存储单元、波形显示分析单元和局放信号测试单元；其中：
[0023]所述波形发生单元用于提供在谐波电压作用下不同联结方式产生的电压波形；
[0024]所述电压放大单元用于提供局部放电检测实验所提供的高电压；
[0025]所述波形检测与存储单元用于完成局部放电信号的检测和存储；
[0026]所述波形显示分析单元用于完成局部放电信号的实时显示；
[0027]所述局放信号检测单元用于产生局部放电信号。
[0028]作为本技术方案的进一步改进，所述波形发生单元包括作为上位机的Labview、作为下位机的FPGA以及AN9767数模转换模块；
[0029]上位机Labview可向下位机FPGA发送波形产生指令，下位机FPGA在接收到指令后通过14位、125MSPS的AN9767数模转换模块的通道将电压波形数据输出至电压放大单元；
[0030]其中，不同联结方式下的电压波形数据通过仿真软件获得。
[0031]作为本技术方案的进一步改进，所述电压放大单元由TPEK model 50/12构成，其最大输出电压可达50kV，固定放大增益可达5000倍，最大输出斜率为0.35kV/μs。
[0032]作为本技术方案的进一步改进，所述波形检测与存储单元由FL9613模数转换模块、FPGA构成；其中：
[0033]FL9613模数转换模块通过利用12位、250MSPS的采样通道获取被测样品的局部放电信号；
[0034]下位机FPGA通过SPI协议将FL9613模数转换模块采集的数据进行存储。
[0035]作为本技术方案的进一步改进，所述波形显示分析单元由作为上位机的Labview
构成，Labview和FPGA之间通过PCIe X16协议传输数据，单向数据传输带宽可达4GB/s，用于将下位机FPGA采集的波形数据在Labview上实时显示。
[0036]作为本技术方案的进一步改进，所述局放信号检测单元采用串联检测法搭建局部放电监测回路，由串联检测法所需的基本电阻电感、高压放大器、被测样品以及保护电阻组成，用于产生局部放电信号；其中，高压放大器与被测样品之间串接10kΩ的保护电阻。
[0037]本专利技术的目的之三在于，提供了一种局部放电检测平台运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述的用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法的局部检测分析步骤。
[0038]本专利技术的目的之四在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、空腔缺陷材料制备，用于完成对油纸绝缘空腔缺陷的模拟；S1.1、材料处理：用于提供经过裁剪、浸油等处理操作的绝缘纸板；S1.2、空腔缺陷材料制备：用于提供可以模拟空腔缺陷的绝缘纸板检测样品；S2、局部放电实验平台搭建及测试，用于完成对谐波电压作用下油纸绝缘空腔缺陷局部放电特性的准确分析；S2.1、搭建包括波形发生单元、电压放大单元、波形检测与存储单元、波形显示分析单元和局放信号测试单元的局部放电实验平台；S2.2、局部放电检测：由局部放电标定以及检测电压设置两部分构成；其中，局部放电标定部分用于完成起放电电压与局部放电电量之间的关系的建立；检测电压设置部分用于利用波形发生单元输出不同联结类型的电压，通过逐级加压的方式将不同的工频交流电压施加于被测样品并分析实验结果。2.根据权利要求1所述的用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法，其特征在于，所述S1.1中，材料处理的具体操作流程为：将1mm厚度的绝缘纸板裁剪为10cm的圆形纸板，并在中心处开直径为2mm的孔；完成真空干燥、变压器油中浸渍以及材料表面绝缘油清理等操作，即完成空腔缺陷材料制作的准备工作。3.根据权利要求1所述的用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法，其特征在于，所述S1.2中，空腔缺陷材料制备的具体操作流程为：将16KV/mm的硅橡胶涂抹在开孔纸板两面，并与两块同形状的无孔纸板粘接直至胶水凝固，完成空腔缺陷材料的制备。4.根据权利要求1所述的用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的方法，其特征在于，所述S2.2局部放电检测中，局部放电标定的具体操作流程为：分别将不同量级的标准电荷量注入测试样品，通过波形分析显示单元呈现的由局部放电引起的电压脉冲信号，对起始放电电压和电荷量进行线性拟合；检测电压设置的具体操作流程为：利用波形发生单元输出不同联结类型的电压，通过逐级加压的方式，以1kV步长进行加压，每升高1kV电压后维持10min观察是否有放电发生，当模拟油纸绝缘的检测材料开始产生零星的局部放电，即确定该电压为试验样品的起始放电电压；将不同的工频交流电压施加于被测样品，重复上述操作得到多个实验结果，并分析实验结果。5.用于谐波作用下油纸绝缘空腔缺陷分析的装置，即权利要求1
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4任一所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱启龙，段兵，杨涛，郭涛，李时珍，张睿，杨露，王允光，王永志，余云光，邓亚奎，张志磊，黎慧明，陈波，腾飞，王外林，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司红河供电局，
类型：发明
国别省市：