[发明专利]带有测量端子和末屏接地端子的电容性套管的检测系统

说明书

本发明公开了一种针对带有电压测量端子和末屏接地端子的套管的电容性套管检测系统，包括套管、告警模块和断路器，还包括检测套管内电场和电流变化的电压和电流检测电路，所述电压和电流检测电路串联后接入套管的电压测量端子与接地点之间，电压和电流测量信号送到监测与保护处理模块进行处理；所述监测与保护处理模块输出端连接告警模块和断路器；所述监测与保护处理模块利用检测到的电压和电流的变化值来判断套管是否产生故障；采用本发明可实现对套管状态进行监测并提供可靠的保护。

技术领域

本发明涉及电力系统输变电技术领域，尤其涉及的是一种带有测量端子和末屏接地端子的电容性套管的检测系统。

背景技术

变压器是电力系统变电站中广泛使用的核心设备。变压器内部绕组要通过高压套管才能联接到其它高电压设备，室内高压设备与室外高压设备进行电气连接时要通过穿墙套管。高压套管的结构请参见图1，套管1包括高电压大电流导电杆2，瓷瓶3，导电杆2与瓷瓶3之间的电容层4，电容层的末屏5和末屏接地端子6。电容层4采用铝箔和电绝缘纸介质以圆筒状交替卷制，主要作用是使导电杆2与瓷瓶3之间的电场均匀分布，以获取所要求的电位梯度。最外一层铝箔称为末屏5。导电杆2对末屏5之间呈现电容的性质，电容量一般在600～1300pF。末屏需要可靠接地，否则运行中会引起套管击穿爆炸。穿墙套管的结构与变压器套管的结构类似，其高压导电部分与地电位之间也是通过电容层来均匀分部内部场强，防止局部场强过大击穿损坏设备。

以变压器套管为例，套管事故是变压器事故的常见类型，有资料统计称占变压器损坏事故总数的40％。南方电网超高压输电公司近年的5起突发性变压器事故中，全部属于套管事故：事故造成套管爆炸着火，继而烧毁变压器本体，扩大事故并导致严重损失。套管事故主要是套管电容层由于绝缘老化、电场畸变等导致的纸质绝缘击穿引起。电容铝箔和绝缘纸在卷制过程中可能产生皱折，运行过程中绝缘的老化等，都将导致套管内部的电场畸变，造成局部击穿，继而贯穿放电引起爆炸起火等，其最后的击穿过程速度极快。而变压器目前本体保护中的差动保护、过流保护装置等基本是在套管完全击穿后才启动，不能对套管快速有效实施保护，最终使变压器严重受损。

为此，本发明人曾提出201010260463.3《一种电容性套管、电流互感器的检测系统及其检测方法》的发明专利，通过检测反映套管内电场和电流变化的电压和电流检测电路(图2)，对套管状态进行监测并提供报警和保护信号。

但是这样的检测电路结构有其缺陷，主要表现在测量末屏电流的电流互感器和用于测量电压的外接电容C₁必须串联在末屏接地端子与接地点之间，运行中可能由于振动等原因导致末屏开路，反而给套管带来风险。由于这种担心，已有部分套管监测装置被拆除，以保证套管末屏可靠接地。

市场已经出现图3结构的套管型式。图3中的套管1包括高电压大电流导电杆2，瓷瓶3，导电杆2与瓷瓶3之间的电容层4，电容层的末屏5和末屏接地端子6。除了末屏5和末屏接地端子6外，另增设测量套管电压的测量端子7。该测量端子7连接套管次外层的电容屏，末屏在该测量连接线的位置挖有一圆孔，方便该测量端子的引出并且不与末屏产生电气连接。该测量端子7在正常运行时也必须接地，只是在试验测量时才解除接地并测量套管的电压。这种结构的套管因为有两个接地点，可以更加可靠地防止末屏在运行中开路。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明对套管的电压和电流检测电路做了改进，提出了一种带有测量端子和末屏接地端子的电容性套管的检测系统，以方便对套管进行监测，同时保证末屏可靠安全接地。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种带有测量端子和末屏接地端子的电容性套管的检测系统，包括电压和电流检测电路、监测与保护处理模块、告警模块和断路器，