[发明专利]一种模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障的装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障的装置及方法，包括设置在围栏内的放电装置，其包括设置在滑轨上的滑动石墨电极和设置在滑轨末端的固定石墨电极，丝杠与滑动石墨电极固定连接并穿过设置在滑轨始端的丝杠螺母，丝杠末端与穿出围栏的绝缘杆相连接；固定石墨电极通过限流电阻与干式电抗器待测匝间抽头相连接，滑动石墨电极与干式电抗器对应匝间抽头相连接。本发明能够将真实电抗器故障时的不稳定燃弧转变成试验时长时间稳定燃弧，模拟故障与真实故障状态相似程度很高；而且所有试验数据都具有明显的周期性，分析试验数据时，很容易发现故障特征。

技术领域

本发明属于电抗器短路故障技术领域，涉及一种模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障的装置及方法。

背景技术

干式电抗器是电力系统的重要设备，但是干式电抗器在运行过程中经常发生匝间短路故障；故障电抗器线圈中的短路环会严重过热，引起电抗器烧毁甚至起明火，危及变电站的安全运行，造成严重的经济损失和不良社会影响。

干式电抗器是用表面包裹绝缘的导线绕制而成，运行中的电抗器线圈会受到电动力的作用，导线表面的尖角毛刺、金属碎屑会在电动力作用下刺穿匝间绝缘，引起局部放电，这种故障称为匝间短路故障。由于干式电抗器是储能元件，故障点接触不良，因此，故障点会产生电弧，这种现象类似汽车点火电路。随着时间推移，故障严重，变成金属熔接性匝间短路故障，引起严重的局部过热，烧毁电抗器。

为了避免干式电抗器发生严重的烧毁、起火事故，需要模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障，在模拟故障试验时采集试品干式电抗器的热、磁、光、电数据，并依据这些数据研发干式电抗器在线监测装置，监测运行中的干式电抗器的健康状态，避免事故发生。然而由于匝间短路故障没有发送之前没有明显的外显特征，通常都是在瞬间发生，而一旦发生短路故障就会迅速扩大造成损失，对其模拟非常困难，也难以捕捉。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障的装置及方法，能够将真实电抗器故障时的不稳定燃弧模拟转变成长时间稳定燃弧，为干式电抗器的监测提供实验支持。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障的装置，包括设置在围栏内的放电装置，其包括设置在滑轨上的滑动石墨电极和设置在滑轨末端的固定石墨电极，滑动石墨电极、固定石墨电极均设有放电端；丝杠与滑动石墨电极固定连接并穿过设置在滑轨始端的丝杠螺母，丝杠末端与穿出围栏的绝缘杆相连接；

固定石墨电极通过限流电阻与干式电抗器待测匝间抽头相连接，滑动石墨电极与干式电抗器对应匝间抽头相连接。

所述绝缘杆可调节滑动石墨电极、固定石墨电极之间的间距，以进行电弧型匝间短路故障的模拟：

旋转绝缘杆通过丝杠调节滑动石墨电极、固定石墨电极之间的放电间隙，在两者之间引燃电弧，以所引燃的稳定电弧所形成的故障模拟干式电抗器电弧型匝间短路故障。

还包括对干式电抗器进行监测的监测仪器；

所述监测仪器包括连接在检测电路中的电压互感器和电流互感器，其中电压互感器为并联连接，电流互感器为串联连接；

监测仪器还包括分布在围栏外侧的超声波传感器、超高频无线电波传感器和热成像仪；

旋转绝缘杆引燃电弧后各监测仪器获取模拟电弧型匝间短路故障器件的检测数据。

所述超声波传感器为手持式超声波传感器，频率范围160-200kHz；

所述超高频无线电波传感器为手持式超高频无线电波传感器，频率范围1500MHz；

所述热成像仪为手持式热成像仪，精度1％。

放电装置的石墨电极设有ф4、ф8两种规格以适应不同的电流要求。