[发明专利]考虑导电杆材质影响的配电变压器绕组材质鉴别装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于变压器检测领域，涉及一种考虑导电杆材质影响的配电变压器绕组材质鉴别装置及方法。

背景技术

绕组作为变压器重要的组成部分之一，工作在高场强、高机械负荷和热负荷的环境中，因此绕组材质在具备良好的导电性能的同时，需具有一定的机械强度以及耐热能力，并且能承受短时过载和短路冲击。铜和铝作为最常用的两种绕组材料，在性能等方面存在差异。铜和铝的电阻率分别为1.7×10^-8Ω·m和2.82×10^-8Ω·m，铜具有更好的导电性能。同时铜的热导率、布氏硬度、抗拉强度等参数均优于铝，具有更好的机械和热性能；而铝比铜成本低，密度小，易于加工成型。目前市面存在以铝绕组代替铜绕组的现象，在使购买方蒙受经济损失的同时，给电力系统带来了安全隐患。

我国电力变压器出厂必须经过例行试验、型式试验和特殊试验，其中与变压器绕组密切相关的试验包括：绕组电阻测量、短路试验、空载试验、温升试验等。这些试验都不能用于检测铝绕组变压器。目前，电力运检部门普遍采用吊罩后破坏绕组绝缘进行绕组导体类型检测，该方法费时费力、准确度不高同时具有不可逆性。

现有新型绕组无损检测方法，如专利号CN105223329A的“基于热电效应的变压器绕组材质鉴别方法”，加热变压器低压侧的其中一相接头，在变压器绕组两端形成温度差，通过其中一相接头与0相接头间的温度差及热电势值，判断变压器绕组材质。该无损检测方法中，将测量线、导电杆、绕组引出线视为相同材质的铜材，其主要缺点是：①导电杆材质采用紫铜或黄铜，不同铜/铜合金材质的赛贝克系数有一定差异，加热源连接导电杆引出端，在相同温差情况下，不同材质的导电杆与绕组引出线(紫铜)间形成的热电势有一定差异；②导电杆材质与测量线材质存在差异，同时测量线首端与导电杆连接，且连接处距热源较近，连接处与测量线末端存在较高温度差，因此导电杆与测量线间会形成热电势。导电杆-测量线、导电杆-绕组引出线形成的热电势与引出线-绕组热电势相叠加，对绕组材质的判断有较大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种考虑导电杆材质影响的配电变压器绕组材质鉴别装置及方法，从而实现精确鉴别变压器绕组材质的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

考虑导电杆材质影响的配电变压器绕组材质鉴别装置，包含加热装置，测量夹，信号采集和处理装置；

所述加热装置由固定装置和加热片组成，所述固定装置用于固定加热片于被检测装置，所述加热片用于加热所述被检测装置；

所述测量夹由上下两块夹板组成，所述上夹板和下夹板通过夹紧螺栓夹紧，所述上夹板的一端上还设置有定位槽，所述下夹板上设置有两道凹槽，所述凹槽分别用设置赛贝克系数为S1的测量线和温度传感器；

所述信号采集和处理装置包含温度传感器电路、继电器控制电路、热电势调整电路和采集控制单元；

所述温度传感器电路用于采集加热装置以及导电杆的温度；

所述继电器控制电路用于控制加热源的电源的分合；所述热电势调整电路用于对测量过程中的工频及谐波干扰进行处理，并将信号最终输出到采集控制单元。

进一步，所述热电势调整电路包含依次连接的过压保护电路，第一级滤波电路，第一级放大电路，第二级滤波电路以及第二级放大电路；

所述过压保护电路由TVS二极管构成，所述第一级放大电路采用放大器AD625进行运算放大；所述第二级滤波电路包含OPA277运算放大器，对第一级放大电路放大的工频及谐波干扰进行滤除。

进一步，所述继电器控制电路包含驱动芯片ULN2003以及光耦TLP280，所述驱动芯片ULN2003用于提高数字信号的驱动能力，所述光耦TLP280用于实现光电隔离以及准确开断电路。

进一步，所述被检测装置为油浸式变压器，所述固定装置由套筒和加热头组成，所述加热片设置在所述加热头上，所述加热头上还设置有所述套筒的接口，所述套筒的内径为12mm，16mm，20mm，24mm，30mm或33mm，带内螺纹。

进一步，所述被检测装置为干式变压器，所述固定装置由两片固定片组成，所述加热片设置于所述固定片内，所述固定片上还设置有固定片紧固装置。

进一步，所述加热片为PTC陶瓷恒温加热片。

进一步，所述上下夹板上还设置有紧固螺栓，所述紧固螺栓用于提供力矩保证所述上下夹板夹紧。

进一步，所述温度传感器均为热电偶传感器，数量为3，分别设置在所述加热装置和两个测量夹之中。