CN101702003B - 电容器局部放电检测电路 - Google Patents

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Abstract

一种电容器局部放电检测电路，用于检测高压电容局部放电信号。其技术方案是：检测电路包括自平衡耦合变压器、电感和电容，所述自平衡变压器由铁芯和三个线圈组成，第一线圈与第二线圈的结构完全相同，第一线圈的首端为非平衡输入端，通过试品电容接测试电源，其尾端经电感接第二线圈的尾端，并经电容接第二线圈的首端，第二线圈的首端接信号公共端，第三线圈两端输出的局放信号接局放测试仪。本发明可以工作在非平衡和平衡两种测试模式，两种测试模式下均能在阻抗磁芯接近零磁通的状态下，将局放脉冲电流信号分离出来，平衡耦合变压器不会出现饱和现象，因而主回路电流的大小不会影响局放检测灵敏度。

Description

电容器局部放电检测电路
技术领域
本发明涉及一种用于检测高压电力电容器局部放电信号的电路，属检测技术领域。
背景技术
在高压电力电容器的生产过程中，需要通过检测其内部的放电量来测试其绝缘性能。目前，检测高压电力电容器内部放电量的方法主要有两种，一种是超声检测法，一种是脉冲电流法，采用超声检测法的缺点是定量的误差较大，有时不能够准确测定电容器内部的放电量值；脉冲电流法是将试品电容与耦合变压器初级线圈串联后接到试验用交流测试电源上，通过检测变压器次级线圈内的脉冲电流信号来判断被测电容内部的放电量。这种方法的缺点是电容器的漏电流相对于流过它的试验电流来说是非常微弱的，不容易检测到，而且当串联回路中的试验电流较大时，会使耦合变压器饱和，导致检测灵敏度下降，甚至无法检测。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种高灵敏度的电容器局部放电检测电路。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种电容器局部放电检测电路，构成中包括自平衡耦合变压器、电感和电容，所述自平衡变压器由铁芯和三个线圈组成，第一线圈与第二线圈的结构完全相同，第一线圈的首端为非平衡输入端，通过试品电容接测试电源，其尾端经电感接第二线圈的尾端，并经电容接第二线圈的首端，第二线圈的首端接信号公共端，第三线圈两端输出的局放信号接局放测试仪。
上述电容器局部放电检测电路，构成中还包括测试模式转换开关，所述测试模式转换开关的非平衡触点接于第一线圈的尾端与电感之间，平衡触点接于第一线圈的尾端与第二线圈的首端之间，所述第二线圈的尾端作为平衡输入端，经标准电容接测试电源。
上述电容器局部放电检测电路，在第三线圈的两端接有输出阻抗匹配电阻。
上述电容器局部放电检测电路，所述电感的取值范围为0.1-1mH；电容的取值范围为0.001-0.47μF。
本发明以平衡耦合变压器、电感、电容和测试模式转换开关构成高压电容器局部放电检测电路，该检测电路既可以工作在非平衡测试模式，也可以工作在平衡测试模式，两种测试模式下均能在阻抗磁芯接近零磁通的状态下，将局放脉冲电流信号分离出来，平衡耦合变压器不会出现饱和现象，因而主回路电流的大小不会影响局放检测灵敏度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是非平衡测试模式的电原理图；
图3是平衡测试模式的电原理图。
图中各标号为：T、平衡耦合变压器；L、电感；C、电容；N1、第一线圈；N2、第二线圈；N3、第三线圈；K、测试模式转换开关；R、输出阻抗匹配电阻；BNC、输出端子；CS、试品电容；CB、标准电容；1、非平衡输入端，2、平衡输入端，3、非平衡触点；4、平衡触点；COM、信号公共端。
具体实施方式
参看图2，在非平衡测试模式下，测试模式转换开关K的非平衡触点3闭合，平衡触点4断开，非平衡输入端1接试品电容CS，平衡输入端2不接标准电容CB，因而测试更加方便。测试电源接通后，由于电感L对低频信号呈短路状态，对高频信号呈高阻状态，而电容C则对低频信号呈高阻状态，对高频信号呈短路状态，低频试验电流信号从N1的首端进入，从N1的末端流出，经过电感L后，从绕组N2的末端进入，N2的首端流出，在两个绕组中产生的磁场完全相反，互相抵消；高频放电脉冲信号从N1的首端进入，经过绕组N1，电容C，从N2的首端，即信号公共端COM流出，在N3的两端就可以检测到该放电脉冲信号。由于在检测过程中，低频的试验电流信号不会耦合到N3中去，而是被抵消，因而变压器不会出现饱和现象，大大提高了本发明的检测灵敏度。
参看图3，在平衡测试模式下，测试模式转换开关K的平衡触点4闭合，非平衡触点3断开，非平衡输入端1接试品电容CS，平衡输入端2接标准电容CB，试品电容CS和标准电容CB的另一端均接测试电源。此时电感L开路，而电容C则被短路，加上试验电压后，流过试品电容CS的电流(通过试品后混入了局放信号)进入N1的首端，流过标准电容CB的电流(无局放信号)进入N2的末端，于是相同大小的试验电流在两个绕组中产生大小相等，极性相反的磁场，两部分磁场互相抵消，而放电脉冲电流信号只在绕组N1中通过，未被抵消，该信号从绕组N3两端输出。
平衡耦合变压器T的线圈N1和N2是完全对称的，并有较小的耦合电容，N3的匝数由输出阻抗决定；变压器铁心可以是铁氧体磁芯或硅钢片等其它导磁材料；电感L可以是空心电感或磁芯、铁心电感；电容C可以是无感电容或普通电容，电容量根据试品电容局放信号频带决定。局部放电信号从输出BNC端子取出，可增强抗干扰能力，经它连接测试仪器。

Claims (4)

1.一种电容器局部放电检测电路，其特征是，构成中包括自平衡耦合变压器(T)、电感(L)和电容C，所述自平衡变压器(T)由铁芯和三个线圈组成，第一线圈(N1)与第二线圈(N2)的结构完全相同，第一线圈(N1)的首端为非平衡输入端(1)，通过试品电容CS接测试电源，所述第一线圈(N1)的尾端经电感(L)接第二线圈(N2)的尾端，第一线圈(N1)的尾端并经电容C接第二线圈(N2)的首端，第二线圈(N2)的首端接信号公共端(COM)，第三线圈(N3)两端输出的局放信号接局放测试仪。
2.根据权利要求1所述电容器局部放电检测电路，其特征是，构成中还包括测试模式转换开关(K)，所述测试模式转换开关(K)的非平衡触点(3)接于第一线圈(N1)的尾端与电感(L)之间，平衡触点(4)接于第一线圈(N1)的尾端与第二线圈(N2)的首端之间，所述第二线圈(N2)的尾端作为平衡输入端(2)，经标准电容CB接测试电源。
3.根据权利要求1或2所述电容器局部放电检测电路，其特征是，在第三线圈(N3)的两端接有输出阻抗匹配电阻(R)。
4.根据权利要求3所述电容器局部放电检测电路，其特征是，所述电感(L)的取值范围为0.1-1mH；电容C的取值范围为0.001-0.47μF。
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