用荧光光纤检测电力变压器局部放电的装置及方法

摘要

一种用荧光光纤检测电力变压器局部放电的装置及方法，涉及电力变压器内针-板电极局部放电的模拟实验装置及方法。本发明装置主要包括感应调压器、无晕试验变压器、局部放电保护电阻、标准电容分压器、由针-板电极、荧光光纤及外壳构成的局部放电发生器、光电倍增管、直流稳压电源、示波器等。本发明的方法是利用本装置，模拟电力变压器空气下针-板电极局部放电实验。本发明能模拟变压器在不同施加电压以及不同间距下的局部放电实验，且抗干扰能力强，绝缘性能好，检测灵敏度高等优点。本发明还可广泛应用于电力变压器在空气介质下的悬浮电位局部放电、绝缘子表面放电，以及变压器油中、GIS的SF6中局部放电的光特性研究。

主权项

一种用荧光光纤检测电力变压器局部放电的装置，主要包括感应调压器(1)、无晕试验变压器(2)、无局部放电保护电阻(3)、标准电容分压器(4)、高压引线(5)、绝缘套管(6)、局部放电发生器(8)、示波器(13)，其特征在于金属屏蔽避光箱体(7)、光电倍增管(9)、电位器(10)、直流稳压电源(11)；感应调压器(1)的原边通过电源线与220V市电连接，感应调压器(1)的副边通过同轴电缆与无晕试验变压器(2)的低压侧连接，无晕试验变压器(2)的高压侧，先与无局部放电保护电阻(3)串联后，再与标准电容分压器(4)并联，然后通过高压引线(5)穿过固接在金属屏蔽避光箱体(7)顶端的绝缘套管(6)后，与装设在金属屏蔽避光箱体(7)内的局部放电发生器(8)的顶端的高压接线柱(16)连接，用以向局部放电发生器(8)施加高电压，在金属屏蔽避光箱体(7)的底部还装设有光电倍增管(9)；所述的金属屏蔽避光箱体(7)材料为铁质，形状为长3.0～3.5m、宽2.0～2.5m、高2.0～2.2m、壁厚2～3mm的壳体；所述的局部放电发生器(8)主要由外壳(21)、针电极(17)、板电极(18)、荧光光纤(22)构成，其外壳(21)的材料为有机玻璃、形状为圆柱体，圆柱体的内径为200～300mm、壁厚8～12mm、高为200～300mm，在外壳(21)的顶部中心和底部中心处，分别设有通孔，高压接线柱(16)的上部通过高压套管(15)固接在外壳(21)顶部的中心通孔中，高压接线柱(16)的上端与高压引线(5)连接，并在该连接处外装设球形屏蔽罩(14)，改善电场分布，以防止发生电晕放电，高压接线柱(16)的下端通过螺纹固接针电极(17)，接地接线柱(19)的下部通过螺钉固接在低压套管(20)内，低压套管(20)固接在外壳(21)底部的中心通孔处，接地接线柱(19)的下端通过接地线接地，针‑板电极的材料均为黄铜，针电极(17)的外径为8～12mm、长度为50～100mm、尖端的曲率半径为0.4～0.8mm，板电极(18)的厚度为5～10mm、外径为80～120mm的圆盘电极，在外壳(21)内并位于针(17)‑板(18)电极的一侧装设长度为20～40mm的荧光光纤(22)，用来接收针‑板电极局部放电时所产生的光辐射信号，荧光光纤(22)一端粘接在外壳(21)内的底端面上，另一端通过光纤连接器穿过外壳(21)顶端并与塑料光纤(23)的一端相连，塑料光纤(23)的另一端通过光纤连接器与光电倍增管(9)的光窗连接，光电倍增管(9)接收塑料光纤(23)传输过来的局部放电光信号，并将光信号转化成电信号输出，光电倍增管(9)的信号输出端通过同轴电缆(12)并穿过金属屏蔽避光箱体(7)的侧面与示波器(13)连接，将电信号传输给示波器(13)，示波器(13)为宽屏高速的超大容量数字荧光示波器将电信号转化为数字信号进行显示并存储，放置在金属屏蔽避光箱体(7)内的光电倍增管(9)的正极端和负极端，分别通过正极电压线(24)和负极电压线(25)并穿过金属屏蔽避光箱体(7)的侧面与直流稳压电源(11)的正、负极输出端连接，光电倍增管(9)的接地端通过接地线(28)并穿过金属屏蔽避光箱体(7)的侧面与直流稳压电源(11)的地线输出端连接，光电倍增管(9)的参考电压端通过参考电压线(26)并穿过金属屏蔽避光箱体(7)的侧面与电位器(10)串联后，再与直流稳压电源(11)的地线输出端连接，光电倍增管(9)的控制电压端通过控制电压线(27)并穿过金属屏蔽避光箱体(7)的侧面与电位器(10)的中间抽头端连接，通过调节电位器(10)的阻值来调节光电倍增管(9)的控制电压，达到调节光电倍增管(9)的输出增益的目的。