CN204903702U - 一种基于回复电压法的发电机绝缘测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于回复电压法的发电机绝缘测试装置，包括直流试验电源、电源切换开关、第一放电开关、放电阻尼模块、第二放电开关、电压检测开关、电压表、电流表、第一测试端和第二测试端，放电阻尼模块由功率电阻和带气隙的电抗器并联组成；直流试验电源的一端依次通过电源切换开关和电流表连接第一测试端、另一端连接第二测试端并接地，第二放电开关与第一放电开关和放电阻尼模块组成的串联支路相并联，该并联支路连接在电源切换开关和电流表的连接点与第二测试端之间，电压检测开关和电压表串联连接在电源切换开关和电流表的连接点与第二测试端之间。本实用新型能测量不同充放电时间下的发电机绝缘回复电压，提升测试操作安全便捷性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于回复电压法的发电机绝缘测试装置。
背景技术
随着经济发展，电力工业持续健康发展，装机总量和发电量进一步增长，根据中国电力企业联合会2014年度快报统计，全国全口径发电装机容量为13.6亿千瓦时，同比增长8.7％。作为电源主设备的大型发电机，对电网安全、经济运行具有重要影响，对其绝缘性能的检测和正确状态评估，制订科学合理的运行、检修和更新计划，对提高发电机的利用率和电网安全可靠性都有重大意义。
大型发电机采用环氧云母复合固体绝缘，其绝缘性能受到电场、机械应力、温度、水分等诸多因素的影响而发生老化，发电机绝缘性能传统的检测方法有绝缘电阻、极化指数测量，局部放电测量，介质损耗测量，交、直流耐压试验等手段。回复电压诊断(RVM，ReturnVoltageMeasurement)是近年发展的低压无损检测绝缘性能的新方法，基本原理是：绝缘介质在施加的直流电压作用下呈现极化现象，表面出现束缚电荷，内部偶极子定向排列，撤去外施电压并短接介质两极后，表面电荷立即释放，内部产生去极化过程，打开两极短接线后，去极化过程仍然继续，在介质两极之间呈现电势差，该电压称为回复电压UR，在绝缘受潮、老化或者脏污时，绝缘介电性能的变化会导致UR明显改变。利用回复电压最大值以及回复电压最大值出现时间的变化以及回复电压极化谱能够反演绝缘介质的性能，并对其绝缘状态进行较为全面的评估。回复电压诊断在电力变压器和电缆等设备的绝缘测试中得到了初步应用，由于绝缘介质和绝缘结构的不同，在发电机绝缘性能检测和状态评估方面的应用缺乏相应的装置和设备。
需要本领域技术人员迫切解决的一个问题就是：依据回复电压检测绝缘性能的原理，针对发电机的绝缘介质特点，研制一种低压无损检测和评估发电机绝缘状态的装置，达到测试原理清晰、操作简单可靠，安全性高的目的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于回复电压法的发电机绝缘测试装置。
解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于回复电压法的发电机绝缘测试装置，其特征在于：所述的发电机绝缘测试装置包括直流试验电源、电源切换开关、第一放电开关、放电阻尼模块、第二放电开关、电压检测开关、电压表、电流表、第一测试端和第二测试端，其中，放电阻尼模块由功率电阻和带气隙的电抗器并联组成；所述直流试验电源的一端依次通过电源切换开关和电流表连接所述第一测试端、另一端连接所述第二测试端并接地，所述第二放电开关与所述第一放电开关和放电阻尼模块组成的串联支路相并联，该并联支路连接在所述电源切换开关和电流表的连接点与所述第二测试端之间，所述电压检测开关和电压表串联连接在所述电源切换开关和电流表的连接点与所述第二测试端之间。
作为本实用新型的优选实施方式，所述直流试验电源能够输出10V至5000V之间的直流电压。
为了便于测试装置快速切换充放电状态，作为本实用新型的优选实施方式，所述电源切换开关为具备快速开断功能、开关耐压达到20kV的开关。
为了便于测试装置实现自动控制充放电时间和测试流程，作为本实用新型的一种改进，所述的发电机绝缘测试装置还包括控制模块；所述控制模块分别与所述直流试验电源、电源切换开关、第一放电开关、第二放电开关和电压检测开关的控制端连接，所述控制模块能够控制所述直流试验电源的输出电压以及分别控制所述电源切换开关、第一放电开关、第二放电开关和电压检测开关的闭合断开状态。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型设有直流试验电源、电源切换开关、第一放电开关、放电阻尼模块、第二放电开关、电压检测开关、电压表和电流表，从而，通过使用本装置能够在受测试发电机的绝缘介质上施加直流试验电源并控制充放电时间，以帮助使用者测量不同充放电时间下的发电机绝缘回复电压，生成极化谱，通过反演推算完成受测试发电机的绝缘状态，有效的提升了发电机绝缘测试的操作安全性和便捷性。并且，通过增设控制模块可以实现本测试装置的自动控制充放电时间和测试流程。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的发电机绝缘测试装置的电路原理图；
图2为本实用新型的发电机绝缘测试装置测量回复电压的流程控制图；
图3为本实用新型的发电机绝缘测试装置输出的发电机绝缘回复电压极化谱波形图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的基于回复电压法的发电机绝缘测试装置，包括直流试验电源DC、电源切换开关K1、第一放电开关K2、放电阻尼模块RL、第二放电开关K3、电压检测开关K4、电压表V、电流表A、第一测试端T1和第二测试端T2，其中，直流试验电源DC能够输出10V至5000V之间的直流电压，放电阻尼模块RL由功率电阻和带气隙的电抗器并联组成，功率电阻和带气隙的电抗器的参数应根据本发电机绝缘测试装置的最大输出电压确定，以限制初始放电电流到1A以下为准。
上述直流试验电源DC的一端依次通过电源切换开关K1和电流表A连接第一测试端T1、另一端连接第二测试端T2并接地，第二放电开关K3与第一放电开关K2和放电阻尼模块RL组成的串联支路相并联，该并联支路连接在电源切换开关K1和电流表A的连接点与第二测试端T2之间，电压检测开关K4和电压表V串联连接在电源切换开关K1和电流表A的连接点与第二测试端T2之间。为了便于测试装置快速切换充放电状态，上述电源切换开关K1优选为具备快速开断功能、开关耐压达到20kV的开关。
本发电机绝缘测试装置连接受测试发电机G的方式为：第一测试端T1通过高压电缆直接连接到受测试发电机G被测相的定子绕组上，具***置是受测试发电机G出口的出线盒，第二测试端T2通过接地线接地，举例说明：三相发电机试验是每一相单独进行，在进行A相试验时，测试装置高压端通过高压电缆接到A相定子绕组上，具***置是接到发电机出口的出线盒处，测试装置另一端接地；B相和C相短接并接地。
本发电机绝缘测试装置的核心构思在于：施加适合发电机绝缘介质特点和绝缘结构的试验电压，通过设定最大充电电压和充放电时间，完成回复电压测量流程并生成极化谱用于发电机绝缘状态评估。因此，将受测试发电机G与本发电机绝缘测试装置连接后可按以下步骤使用本实用新型的发电机绝缘测试装置进行发电机绝缘测试：
参见图2，首先，预先确定最大充电电压UCmax和充电时间tC和放电时间tD，一般地
其次，合上电源切换开关K1，使得受测试发电机G的绝缘介质在UCmax下充电tC时间；
再次，断开电源切换开关K1，合上第一放电开关K2，通过放电阻尼模块RL预放电，在电流表A观察到放电电流(即初始放电电流)小于设定值后，合上第二放电开关K3，放电tD时间；
然后，合上电压检测开关K4，断开第一放电开关K2和第二放电开关K3，用电压表V采样回复电压信号UR，经过时间tR，直至回复电压降至零值，断开电压检测开关K4；
最后，合上第二放电开关K3，再次放电，断开第二放电开关K3，准备下一个充放电和回复电压测量循环。
参照图3，示出了本装置输出的发电机绝缘回复电压极化谱波形图，具体包括：以充电时间为横坐标，相应充电时间下的最大回复电压值为纵坐标，绘制发电机绝缘极化谱图，用于受测试发电机G的绝缘状态评估。
另外，本实用新型的发电机绝缘测试装置还可增设控制模块；控制模块分别与直流试验电源DC、电源切换开关K1、第一放电开关K2、第二放电开关K3和电压检测开关K4的控制端连接，控制模块能够控制直流试验电源DC的输出电压以及分别控制电源切换开关K1、第一放电开关K2、第二放电开关K3和电压检测开关K4的闭合断开状态，从而实现本发电机绝缘测试装置的自动控制充放电时间和测试流程。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种基于回复电压法的发电机绝缘测试装置，其特征在于：所述的发电机绝缘测试装置包括直流试验电源(DC)、电源切换开关(K1)、第一放电开关(K2)、放电阻尼模块(RL)、第二放电开关(K3)、电压检测开关(K4)、电压表(V)、电流表(A)、第一测试端(T1)和第二测试端(T2)，其中，放电阻尼模块(RL)由功率电阻和带气隙的电抗器并联组成；所述直流试验电源(DC)的一端依次通过电源切换开关(K1)和电流表(A)连接所述第一测试端(T1)、另一端连接所述第二测试端(T2)并接地，所述第二放电开关(K3)与所述第一放电开关(K2)和放电阻尼模块(RL)组成的串联支路相并联，该并联支路连接在所述电源切换开关(K1)和电流表(A)的连接点与所述第二测试端(T2)之间，所述电压检测开关(K4)和电压表(V)串联连接在所述电源切换开关(K1)和电流表(A)的连接点与所述第二测试端(T2)之间。
2.根据权利要求1所述的发电机绝缘测试装置，其特征在于：所述直流试验电源(DC)能够输出10V至5000V之间的直流电压。
3.根据权利要求1所述的发电机绝缘测试装置，其特征在于：所述电源切换开关(K1)为具备快速开断功能、开关耐压达到20kV的开关。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的发电机绝缘测试装置，其特征在于：所述的发电机绝缘测试装置还包括控制模块；所述控制模块分别与所述直流试验电源(DC)、电源切换开关(K1)、第一放电开关(K2)、第二放电开关(K3)和电压检测开关(K4)的控制端连接，所述控制模块能够控制所述直流试验电源(DC)的输出电压以及分别控制所述电源切换开关(K1)、第一放电开关(K2)、第二放电开关(K3)和电压检测开关(K4)的闭合断开状态。
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