專利名稱：遙控式局部放電光電生成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)交流電局部放電測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是適于局部放電檢測設(shè)備進(jìn)入高壓試驗之前的模擬試驗或?qū)嶒炇覝y試用的遙控式局部放電光電生成器。
背景技術(shù)：
局部放電(partial discharge)是指電力設(shè)備絕緣在足夠強的電場作用下局部范圍內(nèi)發(fā)生的放電。每一次局部放電對絕緣介質(zhì)都會有影響，輕微的局部放電對電力設(shè)備絕緣的影響較小，絕緣強度的下降較慢；而強烈的局部放電，則會使絕緣強度很快下降；這是使高壓電力設(shè)備絕緣損壞的一個重要因素。高壓電氣設(shè)備因長期運行，負(fù)荷沖 擊等，會使絕緣層出現(xiàn)氣泡間隙、高溫雜質(zhì)等，在強電場作用下易發(fā)生局部放電。放電的帶電質(zhì)子會撞擊金屬表面，形成電荷轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生出發(fā)光現(xiàn)象，同時還會引發(fā)熱、聲、臭氧等，使絕緣材料進(jìn)一步腐蝕，形成惡性循環(huán)，最終使絕緣材料嚴(yán)重?fù)p傷乃至擊穿，給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重安全隱患。因此，局部放電檢測是診斷電力設(shè)備絕緣狀況的有效方法之一。局部放電裝置檢測的主要對象是光電與頻譜信號，利用光電探測器和高頻探測頭將光輻射信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過對電信號的分析處理來反映局部放電的強弱，從而檢測判斷故障的嚴(yán)重性。但局部放電裝置在研制和試用過程中，因現(xiàn)場早期放電現(xiàn)象難于發(fā)現(xiàn)，而在嚴(yán)重情況下又被現(xiàn)場及時處理，所以很難找到可供監(jiān)測、試驗的故障源。沒有故障源，便產(chǎn)生了怎樣做試驗，怎樣判定局部放電監(jiān)測儀器是否達(dá)到設(shè)計要求以及如何在電網(wǎng)中投用等問題。針對這些問題，現(xiàn)有手段是到現(xiàn)場或高壓柜生產(chǎn)廠做局部放電的模擬實驗。現(xiàn)場試驗方法的特點是符合運行工況，接近實測效果，可以選擇探測器置放的最佳位置等；缺點是動作大，排場大，危險性也大，而且一次升壓往往在幾分鐘內(nèi)完成，故若出現(xiàn)探測器安置不對或者器件損壞，在緊急狀態(tài)下很難分析判斷故障原因以及采取正確的排解方法，由此造成試驗失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題，提供遙控式局部放電光電生成器，使之既能供給局部放電探測儀器作信號采集處理，又能同時檢驗局部放電探測儀器是否工作正常，并判斷驗證能否投入高壓現(xiàn)場使用；攜帶方便、現(xiàn)場與實驗室均能使用的裝置。本發(fā)明的目的實現(xiàn)是通過以下技術(shù)方案完成的一種遙控式局部放電光電生成器，包括一箱體、電極頭，箱體內(nèi)殼底端設(shè)置有支撐座11，支撐座11上設(shè)置有帶有線圈的電磁鐵DC，所述電磁鐵DC包括電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3 ;箱體內(nèi)頂端設(shè)有彈簧座4，彈簧座4與帶電容器C的電磁板2連接在一起，所述電極頭包括電極板DJl、電極球DJ2、電極針DJ3對稱電極頭；在箱體外殼一外側(cè)設(shè)置有帶電極頭的支撐板8，支撐板8插穿箱體外殼嵌入箱體內(nèi)側(cè)，支撐板8上的電極座9與箱體內(nèi)側(cè)的交流電零線連接；所述連接電容器C的電磁板2的輸入端通過無極調(diào)壓電路與交流電火線開關(guān)Kl連接，輸出端伴隨著帶有線圈的電磁鐵DCl、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3的間歇式吸合動作，分別與支撐板8上對稱電極頭上部電極端接觸連接。所述支撐板8包括帶有對稱電極板DJl的第一支撐板、帶有對稱電極球DJ2的第二支撐板、帶有對稱電極針DJ3的第三支撐板；支撐板8是開有若干空心孔的絕緣板，其上有電極座9與對稱電極頭下部電極端連接。所述帶有線圈的電磁鐵DC即電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3上的線圈分別與繼電器的結(jié)點Jl-I、J2-1、J3-1、J4-1連接，受遙控器輸出的控制信號控制。所述無極調(diào)壓電路由可控硅SCR、電位器W2、電阻R3與電容C4構(gòu)成RC振蕩電路，振蕩頻率經(jīng)雙向二極管D5送給可控硅控制極，形成導(dǎo)通角，控制可控硅陰極輸出電壓。主要技術(shù)指標(biāo)
電壓交流220V±5 % ；溫度_ 20O 60O ；
濕度··《80 % ；
振蕩(放電)頻率:3Hz ；
儀器尺寸150X 120X100 mm;
重量1kg。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有突出的優(yōu)點與顯著的有益效果
I、本發(fā)明解決了局部放電檢探測儀器在現(xiàn)場高電壓提升試驗中容易損壞設(shè)備和分析判斷故障原因以及采取必要措施難度大，試驗動作大，危險性大等存在的問題。2、本發(fā)明不僅在實驗室能作監(jiān)測調(diào)試用，在工作現(xiàn)場和生產(chǎn)廠家亦可先做檢測儀器的模擬試驗，待正常后，再投入實質(zhì)性高壓試驗，由此減少數(shù)萬伏高電壓對電氣設(shè)備的盲目性施加，降低設(shè)備損傷率。3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，具有便于光電釋放傳播和維修更換等特點，使之產(chǎn)生出強弱有別、光輻脈沖不一樣的電火花，便于局部放電探測儀器的測試比較。4、自激振蕩和遙控電路的利用，使工作人員可以遠(yuǎn)離放電處操作，減輕了試驗時對人體器官和精神感覺的刺激與傷害。5、本發(fā)明中采用的電極板、電極球、電極針三種結(jié)構(gòu)形式，不僅操作控制中會釋放出光電強弱不一的信號，而且產(chǎn)生的光波脈沖也不盡相同，這對設(shè)有光譜分析和高頻測試功能的局部放電探測儀器，提供更寬更多的測量信息。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中高壓柜局部放電模擬試驗示意圖。圖2是本發(fā)明遙控式局部放電光電生成器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明遙控式局部放電光電生成器電路原理示意圖。圖4、圖4-A是本發(fā)明所述遙控發(fā)射、接收器局部示意圖。圖5是本發(fā)明使用實施例示意圖。圖中數(shù)字與字母表不I :聞壓試驗柜；DC :電磁鐵；2 :電磁板；C :電容器；4 :彈黃座；DJ1 :電極板；DJ2 :電極球；DJ3 :電極針；8 :支撐板；9 :電極座；10 :局部放電光電生成器；11 :支撐座；12 :電火花；13 :光電探測儀；14 :電纜；15 :遙控器或操作器；16 :按鍵開關(guān)；17 :安全圍欄；18 :升降控制臺；20 :試驗放電電極。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。首先參見圖1，現(xiàn)有技術(shù)手段是到現(xiàn)場或高壓柜生產(chǎn)廠做局部放電的模擬實驗。如圖I所示，此試驗方式是在35kV或110 kV高壓柜I中的刀閘觸頭等裸露體上，纏系安放好兩個金屬件，形成試驗放電電極20 ;選擇探測器13采集光電信號的最佳位置，經(jīng)過試驗電纜14，將升降壓控制臺18調(diào)節(jié)升高的數(shù)萬伏電壓送給試驗放電電極20，使之放電，發(fā)出電火花。因為是作高壓試驗，故周圍必須加裝圍欄17和設(shè)置專人監(jiān)護等，非常緊張嚴(yán)肅。
從圖2可知，本發(fā)明所述遙控式局部放電光電生成器，包括一箱體、電極頭，箱體內(nèi)殼底端設(shè)置有支撐座11，支撐座11上設(shè)置有帶有線圈的電磁鐵DC，帶有線圈的電磁鐵DC包括電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3 ;箱體內(nèi)頂端設(shè)有彈簧座4，彈簧座4與帶電容器C的電磁板2連接在一起，在箱體外殼一外側(cè)設(shè)置有帶電極頭的支撐板8 ;支撐板8插穿箱體外殼嵌入箱體內(nèi)側(cè)，支撐板8上的電極座9與箱體內(nèi)側(cè)的交流電零線連接；所述帶電容器C的電磁板2的輸入端通過無極調(diào)壓電路與交流電火線開關(guān)Kl連接，輸出端伴隨著帶有線圈的電磁鐵DCl、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3的間歇式吸合動作，分別與支撐板8上對稱電極頭上端電極接觸連接。所述支撐板8包括帶有對稱電極板DJl的第一支撐板、帶有對稱電極球DJ2的第二支撐板、帶有對稱電極針DJ3的第三支撐板。支撐板8是開有若干空心孔的絕緣板，便于光波穿透，有利于設(shè)置在下方的光電探測器采樣；其支撐板8上有電極座9與對稱電極頭下部電極端連接。其結(jié)構(gòu)工作原理是，電磁鐵DC接收遙控器來的操作啟動信號，產(chǎn)生吸合力，電磁板2克服彈簧4的拉力，迅速下壓，接通經(jīng)電容C傳遞來的220V交流電火線，并傳遞給電極頭。電極頭包括電極板DJl、電極球DJ2、電極針DJ3的對稱電極頭，電極頭上端電極下壓，將會對稱碰擊接有零線的電極頭下端，而產(chǎn)生電火花12，電火花內(nèi)飽含紫外光和高頻信號，這些信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器或光電探測儀接收進(jìn)行比較、放大等處理。所述的電容器C在本發(fā)明電路中指電容C5、電容C6、電容C7。本實施例選取了 O. I μ f、0. 33 μ f、
0.47 μ f,均400V耐壓的電容，串接在電極板、電極球、電極針的前面，即起到安全防護作用，又為碰擊摩擦做好放電準(zhǔn)備。圖3、圖4所知，帶有線圈的電磁鐵DC上的線圈即電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3分別與繼電器的結(jié)點Jl-1、J2-1、J3-1、J4-1連接，受遙控器輸出的控制信號控制。為了加強安全保障和提高測試效果，避免人工接觸碰擊，設(shè)計該遙控方式。由于是在10米范圍內(nèi)工作，所以，一般的發(fā)射、接收器都能滿足距離要求。為此，選擇了 LM-C型發(fā)射器和RM1104B接收器作為遙控裝置。接收器RM1104B設(shè)計在所述的局部放電光電生成器10中。該遙控裝置的特點是發(fā)射器有四個操作鍵，接收器通過譯碼、分頻處理后，對應(yīng)輸出四個控制信號，啟動J1-4四個繼電器，每個繼電器有公共端、常開、常閉結(jié)點三個腳，四個繼電器綜合形成12個接線端子。根據(jù)電極板DJ1、電極球DJ2、電極針DJ3三組電極頭的結(jié)構(gòu)，著重選用了 J2、J3、J4三組繼電器配套工作。例如當(dāng)遙控器按下3鍵，接收器收到信號，轉(zhuǎn)換處理后啟動繼電器J3，常開結(jié)點J3-1閉合，接通振蕩繼電器Jl常開結(jié)點Jl-I送來的頻閃信號，使5V正電源時斷時續(xù)，進(jìn)而控制電磁鐵DC2的同頻啟、斷。再結(jié)合圖3可見，電磁鐵DC上的線圈因直流電的斷、續(xù)通導(dǎo)，將間歇式的吸合電磁板2，電磁板2在彈簧4的勢能配合下，形成振蕩，將可控硅經(jīng)電容C6送來的交流電傳導(dǎo)給電極球DJ2。DJ2上下球在同頻率中碰擊，噴發(fā)出電火花，達(dá)到設(shè)計目的。其它電極板DJ1、電極針DJ3工作原理相同，故不贅述。本發(fā)明的電路工作原理過程如下
交直電源220V交流電另一路經(jīng)變壓器B降壓到7. 5V、又經(jīng)二極管D1-4構(gòu)成的整流橋?qū)⒔涣髡橹绷?，再?jīng)電容Cl濾波、三端穩(wěn)壓器WY將電壓穩(wěn)定為直流5V，又分別提供給振蕩器和遙控器作工作電源使用。無極調(diào)壓220V交流電由開關(guān)Kl控制，當(dāng)Kl按下時，交流電接入，經(jīng)2A保險后，分兩路供電。一路送可控硅SCR陽極，電位器W2電阻R3與電容C4構(gòu)成RC振蕩電路，振蕩頻率經(jīng)雙向二極管D5送給可控硅控制極，形成導(dǎo)通角，控制可控硅陰極輸出電壓，此電壓又經(jīng)電容C5、C6、C7傳送給電極頭器件，做好放電準(zhǔn)備。無極調(diào)壓不僅解決電壓調(diào)節(jié)問題，還減少體積、重量，形成便攜式。
振蕩電路具體采用的是圖3中的自激多諧振蕩電路，該電路適合低頻振蕩，我們選擇振蕩頻率為3Hz，3Hz振蕩實現(xiàn)了較好的間歇放電和拉弧光，即一秒鐘約有三至4次碰擊，這是因為再慢，只有瞬間火星，難于連續(xù)；再快，則電路相當(dāng)于粘連，反而沒有弧光，所以做了較為適中的設(shè)計。若需其它頻率可經(jīng)雙聯(lián)電位器Wl調(diào)節(jié)改變。振蕩頻率產(chǎn)生后，發(fā)光二極管同頻閃爍，繼電器Jl也隨之啟停交錯，其結(jié)點Jl-I串接在電磁鐵的線圈電路中，控制電極頭器件的碰擊，使之產(chǎn)生出閃動的電火花。根據(jù)試驗可知，在220V交流電中，采用碰擊方式最能產(chǎn)生電火花，這樣的方式雖然人工手持金屬件可以完成，但幾乎是在火線、零線上撥動，故極不安全，并且有噼啪爆炸聲和刺眼的電火光，對人體器官和精神感覺都有刺激和傷害；加之手動操作時有人體遮擋，會對儀器采樣形成阻礙，所以不宜采取。為此，本發(fā)明設(shè)計的振蕩和遙控電路，使之自動碰擊，工作人員可以遠(yuǎn)離放電處操作。圖5是本發(fā)明在現(xiàn)場配合局部放電監(jiān)測儀做試驗的實施例。參見圖5可見與圖I有相近之處，但是我們可以注意到，同樣在高壓柜I中做試驗，圖I中原纏繞在刀閘觸頭上的試驗放電電極20已經(jīng)置換成了本發(fā)明所述局部放電光電生成器10，局部放電探測器13的位置沒變。電纜14、安全圍欄17、升降控制臺18等設(shè)置已經(jīng)取消。安置好本光電生成器10和局部放電探測儀13后，再測試溫度、濕度等，都滿足工作條件下，方可開展局部放電檢測試驗。接通220V交流電源，按下開關(guān)K1，指示燈亮，進(jìn)入工作狀態(tài)。隨后，我們可以在幾米或更合適的地方對遙控器或操作器15進(jìn)行操作，按下操作鍵16的②、③、④中任意鍵，對應(yīng)指示燈點亮，內(nèi)部經(jīng)轉(zhuǎn)換控制，所需的電極板或電極球或電極針將分別振蕩接觸，產(chǎn)生出不同強度和光譜頻段的電火花；因各支路是并聯(lián)關(guān)系，故甚至可以幾個鍵同時按下，將產(chǎn)生更加強烈的放電火花，均供局部放電探測儀13作為信號采集和量值判別處理。局部放電探測儀13接到光電和頻率信號后，將做出測試顯示反應(yīng)，表明工作正常，即可轉(zhuǎn)入高壓工況試驗。在已作預(yù)檢的基礎(chǔ)上，隨后的試驗將會快速、準(zhǔn)確、可靠，完成對局部放電探測儀的實用考核驗證。模擬試驗確認(rèn)局部放電探測儀工作正常后，方可讓其投入現(xiàn)場做在線監(jiān)測使用。
權(quán)利要求
1.一種遙控式局部放電光電生成器，包括一箱體、電極頭，其特征在于，箱體內(nèi)殼底端設(shè)置有支撐座(11)，支撐座(11)上設(shè)置有帶有線圈的電磁鐵DC，所述電磁鐵DC包括電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3 ;箱體內(nèi)頂端設(shè)有彈簧座(4)，彈簧座(4)與帶電容器C的電磁板(2)連接在一起，所述電極頭包括電極板DJ1、電極球DJ2、電極針DJ3的對稱電極頭；在箱體外殼一外側(cè)設(shè)置有帶電極頭的支撐板(8),支撐板(8)插穿箱體外殼嵌入箱體內(nèi)側(cè)，支撐板(8)上的電極座(9)與箱體內(nèi)側(cè)的交流電零線連接；所述連接電容器C的電磁板(2)的輸入端通過無極調(diào)壓電路與交流電火線開關(guān)Kl連接，輸出端伴隨著帶有線圈的電磁鐵DCl、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3的間歇式吸合動作，分別與支撐板(8 )上對稱電極頭上部電極端接觸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的遙控式局部放電光電生成器，其特征在于，所述支撐板(8)包括帶有對稱電極板DJl的第一支撐板、帶有對稱電極球DJ2的第二支撐板、帶有對稱電極針DJ3的第三支撐板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遙控式局部放電光電生成器，其特征在于，所述支撐板(8)是開有若干空心孔的絕緣板，其上有電極座(9)與對稱電極頭下部電極端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的遙控式局部放電光電生成器，其特征在于，所述帶有線圈的電磁鐵DC即電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3上的線圈分別與繼電器的結(jié)點J1_1、J2_1、J3-1、J4-1連接，受遙控器輸出的控制信號控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的遙控式局部放電光電生成器，其特征在于，所述無極調(diào)壓電路由可控硅SCR、電位器W2、電阻R3與電容C4構(gòu)成RC振蕩電路，振蕩頻率經(jīng)雙向ニ極管D5送給可控硅控制極，形成導(dǎo)通角，控制可控硅陰極輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了適于局部放電檢測設(shè)備進(jìn)入高壓試驗之前的模擬試驗或?qū)嶒炇覝y試用的遙控式局部放電光電生成器。包括在箱體內(nèi)殼底端支撐座上設(shè)置線圈的電磁鐵DC即電磁鐵DC1、電磁鐵DC2、電磁鐵DC3；箱體內(nèi)頂端設(shè)彈簧座與帶電容器C的電磁板連接在一起，電極頭是電極板DJ1、電極球DJ2、電極針DJ3的對稱電極頭；在箱體外殼外側(cè)設(shè)有帶電極頭的支撐板，支撐板插穿箱體外殼嵌入箱體內(nèi)側(cè)，其上的電極座與箱體內(nèi)側(cè)的交流電零線連接；連接電容器C的電磁板的輸入端通過無極調(diào)壓電路與交流電火線開關(guān)K1連接，輸出端伴隨著帶線圈的電磁鐵DC的間歇式吸合動作，分別與支撐板上對稱電極頭上部電極端接觸連接。
文檔編號G01R35/00GK102819003SQ20121030327
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者吳光燦, 錢牛牛 申請人:四川省電力公司瀘州電業(yè)局, 國家電網(wǎng)公司