[发明专利]一种电力设备局部放电检测用弱阻尼交流高压发生器

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备绝缘状态检测技术及其应用领域，特别是涉及一种用于电力设备局部放电检测用的高压弱阻尼交流电压发生器。

背景技术

局部放电检测及定位测试属于电力电缆的现场交接试验以及状态检修工作的重要内容。对于具有大电容量的电力设备，其现场试验所需的工频高压电源的体积和重量通常都很大，运输困难，难以满足现场测试需求。近些年来，一种先进的阻尼交流电压测试技术在电力企业获得了越来越广泛的应用。此类设备便携型强，操作方便，与工频交流电压具有良好的等效性，适用于各类大电容量电力设备的现场试验。

然而，目前的阻尼交流电压测试技术在实际应用中还存在若干技术问题尚待解决：1）阻尼交流电压发生器的关键部件高压半导体开关处于LC串联谐振回路之中，而半导体开关的通流能力制约了振荡波测试技术的进一步推广应用。同时开关及其附属电路的性能也会对振荡波形及测试效果产生影响；2）传统的阻尼交流电压测试系统在测试时需要使用高压直流电源对主回路电容和待测设备充电，这使得待测设备在经受阻尼振荡波前先得承受较长时间的直流高压，影响了阻尼振荡波电压与工频交流电压局部放电测试结果的等效性。3）传统的拓扑结构要求阻尼交流电压测试系统必须具有高压直流电源，且空心电抗器的两端都需要较高的绝缘设计，这些因素也增大了现有测试设备的体积和重量，降低了设备的便携性。4）传统的阻尼交流电压测试系统只适用于具有大电容量的电力设备，对于低电容量或感性设备无法开展局部放电测试工作。因此，如何设计和制作一种安全、便携、高效的新型弱阻尼交流高压发生器，解决目前基于阻尼交流电压技术的电力设备局部放电监测系统所面临的现实问题，实属当前业界的重要研究课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有新型拓扑结构的弱阻尼交流高压发生器，且具有安全性高、便携性强、应用广泛等特点，以克服现有技术的监测系统在电力企业的应用实践中技术方面存在的不足和困难。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电力设备局部放电检测用弱阻尼交流高压发生器，该高压发生器主要包含下述单元：

大功率直流电源S11，与工频交流电源相连，用于给整个发生器供电；

高压半导体开关K11，与直流电源连接，用于对发生器的充电回路进行控制；

电抗器单元L11，其一端与高压半导体开关K11相连接，另一端接地，为整个发生器的储能和振荡单元；

阻容分压器V11，与电抗器单元L11并联，用于测量待测设备两端的高压阻尼振荡波形和相应的局部放电信号；

电容单元C11，与阻容分压器V11并联，参与主回路振荡并调节振荡频率。

优选地，所述大功率直流电源进一步包括：

大电流整流桥B21，其两个输入端与交流220V相连接，输出端的一端接地；

第一电容C21，其两端分别与整流桥的两个输出端并联；

高速电子开关K21，其一端与第一电容C21相连接，另一端与第二电容C22相连接；

第二电容C22，其一端与所述的电子开关K21的相连接，另一端接地；

电感L21，其一端与所述第二电容C22相连接，且另一端与第三电容C23相连接；

第三电容C23，其一端为直流电源的输出端，与所述电感L21相连接，另一端接地。

优选地，当现场无工频交流电源时，发生器中的大功率直流电源S11可由大容量的可充电电池代替。

优选地，所述电抗器单元L11与待测设备并联，且具有保证阻尼交流电压波形的缓慢衰减的低内阻值。

优选地，所述电抗器单元L11绕组由漆包铜线分段绕置于环氧骨架上，且相邻两段绕组间使用绝缘挡板隔离固定，具有良好的耐压性能。

优选地，所述高压半导体开关K11由多个低电压等级的模块串联而成，每个单元模块分别由高压隔离变压器、IGBT驱动板、IGBT模块及相应的缓冲保护电路依次连接构成。

优选地，所述高压半导体开关K11的输入端与220V交流相连，IGBT的驱动板通过光纤传递控制信号。

优选地，所述高压半导体开关K11仅在充电回路中工作，不参与主回路的振荡。