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CN108845282A - 用于gis/gil局部放电诊断的标定装置及方法 - Google Patents

用于gis/gil局部放电诊断的标定装置及方法 Download PDF

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CN108845282A
CN108845282A CN201810665311.8A CN201810665311A CN108845282A CN 108845282 A CN108845282 A CN 108845282A CN 201810665311 A CN201810665311 A CN 201810665311A CN 108845282 A CN108845282 A CN 108845282A
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Abstract

本发明提供一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置，包括电磁铁、金属球、支撑和控制电路。所述电磁铁放置于支撑中，所述支撑上设有一通孔，所述金属球放置于通孔中。所述控制电路与电磁铁相连，控制所述电磁铁动作，所述金属球在电磁铁的驱动下做往复运动。本发明还提供了一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定方法。本发明提供的标定装置及方法能够产生一致性好的标定用超声信号，且具有结构简单，使用方便，能够满足局部放电诊断用声发射传感器的标定需求。

Description

用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置及方法
技术领域
本发明属于高电压试验技术领域，具体涉及一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置及方法。
背景技术
气体绝缘封闭组合电器(GIS)和气体绝缘输电线路(GIL)在产品制造过程中的加工工艺不良、搬运中的机械摩擦、电器部件的分合操作以及运行中的火花放电对电极的损伤都可能导致金属微粒产生。因此，GIS/GIL内部金属微粒的污染是不可避免的。根据国际大电网会议CIGRE 33/23.12工作组的统计，由微粒或外来异物造成的绝缘失效占全部绝缘失效故障的20％。在外施电场或机械振动的影响下，微粒或外来异物可能在GIS/GIL设备中运动，在特快速瞬态过电压到来时，可能引发异常放电。GIS/GIL内自由导电微粒缺陷是GIS/GIL设备正常运行的最大威胁之一，其检测及识别方法是提高GIS/GIL设备运行可靠性亟待解决的问题。
为了保证GIS/GIL设备高可靠运行，标准(GB7674-2008额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》的规定，对于额定电压252kV及以上的GIS/GIL设备，在现场交接时开展工频短时耐受试验后，应补充开展工频局部放电试验。开展局部放电试验时，通常采用的方法有脉冲电流法、特高频法及超声法。超声法接收局部放电激发的振动信号，仅需要在GIS/GIL外壳设置传感器，对于GIS/GIL内的运动微粒缺陷灵敏度较高。因此，超声法作为一种非侵入式的局部放电检测手段，在现场交接试验时被广泛采用。
上个世纪末，学者Lundgaard首次提出采用声发射传感器作为检测设备对包括GIS/GIL在内的电力设备进行局部放电故障诊断。之后，学者Holmberg、Runde等人使用该类传感器对6IS/GIL设备进行风险评估等研究。使用声发射传感器需要对传感器进行标定，即标定声发射传感器采集到的超声信号幅值与微粒碰撞动量的正比关系。
之前学者采用的标定方法均使用自由落体碰撞反弹实验可以对超声测量系统的灵敏度进行标定。方法如下：手动释放一个已知质量的金属球体，使用示波器采集金属球体与6IS/GIL外壳碰撞产生的超声信号。对采集到的超声信号幅值及间隔时间进行计算可以得到声发射传感器的灵敏度。由于手动释放，因此该标定方法存在标准信号一致性不好，不易操作的缺点，因此未能在试验现场广泛使用。
为此，由于缺乏自由导电微粒缺陷的严重程度与声发射传感器信号的定量关系，有必要设计一种用于气体绝缘封闭组合电器和气体绝缘输电线路局部放电诊断的声发射传感器的标定装置，以帮助本领域研究人员对声发射传感器的灵敏度进行标定。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的缺陷或不足，提出一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置及方法，以解决在局部放电试验现场对声发射传感器的标定信号的一致性问题。
本发明所采用的技术方案是，一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置，所述装置包括电磁铁、金属球、支撑和控制电路。所述电磁铁放置于支撑中，所述支撑上设有一通孔，所述金属球放置于通孔中。所述控制电路与所述电磁铁相连，控制所述电磁铁动作，所述金属球在电磁铁的驱动下做往复运动。
优选的，所述控制电路包括信号发生电路和继电器，所述信号发生电路产生一定频率及占空比的方波信号，驱动所述继电器的通断。
优选的，所述电磁铁为带有吸盘的电磁铁，工作电压为5V。
优选的，所述电磁铁外径为20mm，吸盘直径为8mm，吸盘高度为15mm，吸盘功率为2.5W，吸盘吸力为25N。
优选的，所述金属球为铁磁性金属球，所述球体直径为1.5mm。
优选的，所述支撑为熔融沉积式增材制造，直径为20mm，高度为5mm。
优选的，所述通孔直径为2mm。
优选的，所述信号发生电路为555定时器集成电路构成的多谐振荡器，频率为0.2HZ，占空比为0.1。
优选的，所述继电器为直流继电器，工作电压为5V。
本发明还提供了一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定方法，所述方法为：采用5V移动电源为所述控制电路供电，控制电路导通，此时，信号发生电路产生一定频率及占空比的方波信号驱动所述继电器通断，继电器控制电磁铁产生磁力或消除磁力，金属球在磁力的驱动下做往复运动。当电磁铁产生磁力时，将金属球吸引至电磁铁吸盘处。当电磁铁消除磁力时，金属球由吸盘处下落并与GIS/GIL外壳碰撞产生标准超声信号。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：本发明提供的标定装置及方法能够产生一致性好的标定用超声信号，且具有结构简单，使用方便，能够满足局部放电诊断用声发射传感器的标定需求。
附图说明
图1是本发明标定装置的结构示意图；
图中，1电磁铁；2金属球；3支撑；4控制电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明提供的一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置，包括电磁铁1、金属球2、支撑3和控制电路4。电磁铁1放置于支撑3中，支撑3上设有一通孔，金属球2放置于通孔中。控制电路4与电磁铁相连，控制所述电磁铁动作，所述金属球2在电磁铁1的驱动下做往复运动。其中，控制电路4包括信号发生电路和继电器，所述信号发生电路产生一定频率及占空比的方波信号，驱动所述继电器通断，进而继电器控制电磁铁产生磁力或消除磁力，金属球在磁力的驱动下做往复运动，并与GIS/GIL外壳碰撞产生标准超声信号。
在一个优选实施例中，为了使金属球更好的在磁力的驱动下做往复运动，所述电磁铁1采用带有吸盘的电磁铁，工作电压为5V。
在一个优选实施例中，所述电磁铁外径为20mm，吸盘直径为8mm，吸盘高度为15mm，吸盘功率为2.5W，吸盘吸力为25N。
在一个优选实施例中，所述金属球2为铁磁性金属球，所述球体直径为1.5mm。进一步的，所述金属球球体的主要材质可优选为铁。
在一个优选实施例中，为了使支撑3具有较好的力学性能，所述支撑3采用熔融沉积式增材制造，且直径为20mm，高度为5mm。
在一个优选实施例中，所述通孔直径大于所述金属球球体的直径，所述通孔直径优选为2mm。
在一个优选实施例中，所述信号发生电路为555定时器集成电路构成的多谐振荡器，频率为0.2HZ，占空比为0.1。
在一个优选实施例中，所述继电器为直流继电器，工作电压为5V。
在一个优选实施例中，本发明所述标定装置采用5V移动电源为控制电路供电。
本发明提供的一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定方法，所述方法为，采用5V移动电源为所述控制电路供电，控制电路导通，此时，信号发生电路产生一定频率及占空比的方波信号驱动所述继电器通断，继电器控制电磁铁产生磁力或消除磁力，金属球在磁力的驱动下做往复运动。当电磁铁产生磁力时，将金属球吸引至电磁铁吸盘处。当电磁铁消除磁力时，金属球由吸盘处下落并与GIS/GIL外壳碰撞产生标准超声信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不能因此而理解为对本发明范围的限制，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定装置，其特征在于，
所述装置包括电磁铁(1)、金属球(2)、支撑(3)和控制电路(4)；
所述电磁铁(1)放置于支撑(3)中，所述支撑(3)上设有一通孔，所述金属球(2)放置于通孔中；所述控制电路(4)与电磁铁相连，控制所述电磁铁动作；
所述金属球(2)在电磁铁(1)的驱动下做往复运动。
2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，优选的，
所述控制电路(4)包括信号发生电路和继电器，所述信号发生电路产生一定频率及占空比的方波信号，驱动所述继电器通断。
3.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，
所述电磁铁(1)为带有吸盘的电磁铁，工作电压为5V。
4.根据权利要求3所述的标定装置，其特征在于，
所述电磁铁外径为20mm，吸盘直径为8mm，吸盘高度为15mm，吸盘功率为2.5W，吸盘吸力为25N。
5.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，
所述金属球(2)为铁磁性金属球，所述球体直径为1.5mm。
6.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，
所述支撑(3)为熔融沉积式增材制造，直径为20mm，高度为5mm。
7.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，
所述通孔直径为2mm。
8.根据权利要求2述的标定装置，其特征在于，
所述信号发生电路为555定时器集成电路构成的多谐振荡器，频率为0.2HZ，占空比为0.1。
9.根据权利要求2述的标定装置，其特征在于，
所述继电器为直流继电器，工作电压为5V。
10.一种用于GIS/GIL局部放电诊断的标定方法，所述方法为：
采用5V移动电源为所述控制电路供电，控制电路导通，此时，信号发生电路产生一定频率及占空比的方波信号驱动所述继电器通断，继电器控制电磁铁产生磁力或消除磁力，金属球在磁力的驱动下做往复运动；
当电磁铁产生磁力时，将金属球吸引至电磁铁吸盘处；当电磁铁消除磁力时，金属球由吸盘处下落并与GIS/GIL外壳碰撞产生标准超声信号。
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