[发明专利]一种检测高压自愈式电容器自愈失效的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及输变电设备运行技术领域，更具体地，涉及一种检测高压自愈式电容器自愈失效的装置及方法。

背景技术

随着新能源和柔性输电技术的发展，电力系统对高压自愈式电容器的需求量越来越大，电容器的运行可靠性对电网的安全运行越来越重要。随着运行时间的增长，电容器上的自愈点数量会逐渐增多，绝缘介质也会逐渐老化，这就导致了自愈失效的出现只是时间问题，完全不发生自愈失效的电容器理论上是不存在的。自愈失效发生以后，经过或短或长的一段时间，电容器会产生大量的气体，并有可能引发着火或爆炸等重大事故，从而危害电网安全。因此，必须在电容器发生自愈失效时，尽快将其从电力系统中切除，避免事故扩大。

由于自愈式电容器在自愈失效时，并非发生金属性短路，其短路电阻在几个欧姆到上百千欧姆范围内变化，且没有明显的变化规律，所以，常用的电压或电流不平衡保护无法对这种故障形式进行有效保护。

压力保护装置是目前低压自愈式电容器常用的保护方式，但如何应用于高压电容器还没有成熟的研究成果。压力保护是基于自愈失效产气导致电容器单元内部气压变化，当气压大到一定的程度时，电容器单元的外壳会产生明显的形变，通过外壳形变和机械传动装置切断电容器引线，从而实现将自愈失效的电容器从电源切除的目的。压力保护需要产气量达到一定程度，气压足够大时才能触发保护动作，其灵敏度相对较低。因此，如何针对高压自愈式电容器的自愈失效进行高灵敏度的检测成为实际中迫切需要解决的一个问题。

发明内容

为了解决背景技术存在的上述问题，本发明提供一种检测高压自愈式电容器自愈失效的装置，所述装置包括：

氢气传感器，用于检测高压自愈式电容器内部的氢气浓度。

优选地，所述装置中的氢气传感器是热传导型氢气传感器。热传导型氢气传感器根据混合气体的总导热系数随着待测气体的含量不同而改变的原理制成。

3个电位器，以串联形式连接，其中中间的电位器电阻值小于两侧的2个电位器电阻值，并且所述两侧的2个电位器电阻值相等。

电压输入单元，其用于为装置正常工作提供工作电压。

电压输出单元，其用于输出装置检测到的电压值，当输出的电压值达到规定值时，确定高压自愈式电容器自愈失效。

优选地，所述电压输出单元的输出电压随着氢气浓度的增大而线性增大。当氢气传感器遇到导热系数比空气大的气体时，电位器的电阻值变小，输出电压变小，遇到导热系统比空气小的气体时，电位器的电阻变大，输出电压变大。在所述装置使用前，将其放置于氢气浓度为0％的环境中，调节电位器使得检测电路输出电压为0mV。经过实验发现，电压输出单元的输出电压随着氢气浓度的增大而线性增大，比如实验中1％的氢气浓度增加会导致检测电路的输出电压增大4.1mV，而将其置于氢气浓度为10％的环境中时，检测电路的输出电压为41mV。

优选地，所述装置安装于高压自愈式电容器内壁。为了避免电容器的电极对装置产生干扰，装置安装于离电容器电极有一定距离处的内壁效果会更好。

优选地，所述装置还包括报警单元，当电压输出单元的输出电压超过规定值时，所述装置发出报警信号。

优选地，在所述装置中，确定高压自愈式电容器自愈失效的输出电压规定值是通过测量高压自愈式电容器在自愈失效时的输出电压确定的。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种检测高压自愈式电容器自愈失效的方法，所述方法为监测所述检测高压自愈式电容器自愈失效的装置的输出电压，当输出电压达到规定值时，确定所述高压自愈式电容器自愈失效。

优选地，在所述方法中，当输出电压达到规定值时，报警单元启动报警信号。

优选地，在所述方法中，确定高压自愈式电容器自愈失效的输出电压规定值是通过测量高压自愈式电容器在自愈失效时的输出电压确定的。

综上所述，本发明所提供的基于氢气浓度检测高压自愈式电容器自愈失效的装置和方法，利用所述装置随着电容器内氢气浓度的变化，输出电压线性增大的特征，通过实验确定的规定值，准确的判断高压自愈式电容器自愈失效的情形，这种保护方式比压力保护的灵敏度更高。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1是本发明具体实施方式的检测高压自愈式电容器自愈失效的装置的结构图；

图2是本发明具体实施方式采用的MD61型氢气传感器的外观图；

图3是本发明具体实施方式的安装了检测高压自愈式电容器自愈失效的装置的电容器的结构图。