[发明专利]换流变压器网侧套管故障检测装置

说明书

一种换流变压器网侧套管故障检测装置，有两种结构方式，一种是绝缘油往复流动的换流变压器网侧套管故障检测装置，另一种绝缘油循环流动的换流变压器网侧套管故障检测装置。绝缘油往复流动的换流变压器网侧套管故障检测装置由接口法兰、控制电路模块、油用电磁阀、油导流管、循环油泵、光声光谱在线监测仪、气用电磁阀、油气分离单元和储油箱组成。绝缘油循环流动的换流变压器网侧套管故障检测装置由接口法兰、控制电路模块、进油用电磁阀、出油用电磁阀、进油导流管、出油导流管、循环油泵、油气分离单元、气用电磁阀和光声光谱在线监测仪组成。所述循环油泵安装在油用电磁阀和油气分离单元之间的油导流管路上，可改变绝缘油的流动方向和速度。

技术领域

本发明涉及一种换流变压器网侧套管故障检测装置。

背景技术

换流变压器网侧套管具有结构复杂、故障隐蔽性强、用油量少、内部空间狭小、形状细长等特点，是特高压输变电设备中的故障高发部件。为了及时发现换流变压器网侧套管内早期潜伏性绝缘故障，保障电气设备乃至整个电力系统的安全可靠运行，电力行业通过检测绝缘油中溶解的C₂H₂和H₂等故障特征气体的浓度，来定量评估换流变压器网侧套管内绝缘故障的程度。

光声光谱气体检测技术是目前解决油中溶解气体在线监测领域技术难题的优选方案。区别于气相色谱在线监测仪，光声光谱在线监测仪具有不消耗载气和标气、不污染样品、抗干扰能力强、灵敏度高、检测重复性好、系统结构简单、适合现场在线监测等优点。光声光谱在线监测仪通过提取气体光声效应产生的光声信号，可以建立气体浓度与声压信号之间一一对应的线性关系。因此，当需要对未知浓度待测气体进行定量检测时，根据光声光谱在线监测仪获得的声压信号值，即可反演出待测气体的浓度值。

然而，实际工程应用中，由于换流变压器网侧套管的结构及位置的特殊性，现有的光声光谱在线监测仪用于换流变压器网侧套管的监测存在一些困难。一方面，换流变压器网侧套管属于少油设备，频繁采集油样容易造成套管内部的绝缘状态破坏。另一方面，换流变压器网侧套管有且仅有一个注放油活门，而绝缘油粘性大，网侧套管结构特殊，微量或痕量故障特征气体在套管内扩散慢，使得故障特征气体在套管内分布不均匀，采集的样品难以反应实际特征气体浓度，从而可能造成套管故障预警漏报、误报等运行事故。因此，如何提高换流变压器网侧套管内绝缘油的循环速率，使换流变压器网侧套管内故障特征气体，是实现光声光谱在线监测仪应用于换流变压器网侧套管监测的重要问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术缺陷，提出一种换流变压器网侧套管故障检测装置。本发明通过控制电路模块、循环油泵和独特的结构设计，提高了换流变压器网侧套管内绝缘油的流动能力，确保换流变压器网侧套管发生绝缘故障时，换流变压器网侧套管内溶解在绝缘油中的故障特征气体的浓度均匀。同时，本发明实现了套管中油样的取用与回充，解决了光声光谱在线监测仪在换流变压器网侧套管监测的应用难题。

本发明换流变压器网侧套管故障检测装置由接口法兰、控制电路模块、油用电磁阀、油导流管、循环油泵、光声光谱在线监测仪、气用电磁阀、油气分离单元组成。

所述换流变压器网侧套管安装在换流变压器上，由高压引线接头、油枕、绝缘瓷套、中心铜管、电容芯子、接地法兰组成。高压引线接头位于换流变压器网侧套管顶部，油枕位于高压引线接头下部，内部装有少量绝缘油；油枕内装有油位计，用于观察换流变压器网侧套管内绝缘油的油位。当油枕内绝缘油增多时，油枕内腔膨胀，容积增大；当油枕内绝缘油减少时，油枕内腔收缩，容积减小。中心铜管位于换流变压器网侧套管中心位置。电容芯子由绝缘纸和铝箔加压后交替卷在中心铜管上。电容芯子外装有绝缘瓷套，且电容芯子与绝缘瓷套之间注有绝缘油。接地法兰安装在绝缘瓷套末端，且装有注放油活门。

所述故障检测装置可以安装在地面上，可以安装在以地面为基础的支撑架上，也可以安装在换流变压器网侧套管的注放油活门附近。安装时要求故障检测装置的表面没有悬浮电位。