[发明专利]自供能高压干式空心电抗器故障监测装置

说明书

一种自供能高压干式空心电抗器故障监测装置，包括气体检测模块(1)、气体探头(2)、无线通信模块(3)、信息处理模块(4)、太阳能发电模块(5)、电源调理与储能模块(6)及安装台(7)。上述模块除信息处理模块(4)外均安装在防雨帽(10)顶部，与地面隔离。通过检测放电故障下产生的气体来监测电抗器状态，实现对电抗器内部故障的监测。通过设置在电抗器防雨帽(10)顶部具有喇叭型开口的气体探头(2)收集随上升气流(11)漂移扩散的分解气体，气体检测模块(1)测量气体组分含量，并由无线通信模块(3)将检测结果传输至信息处理模块(4)，根据分解气体组分浓度判断故障。气体探头(2)不与气体组分反应。

技术领域

本发明涉及一种干式空心电抗器的监测装置。

背景技术

特高压直流输电的换流站等场合所用的干式空心电抗器，其运行维护和在线监测技术尚处于经验积累阶段。受电抗器自身结构特点、制造工艺以及所处的强电磁场环境影响，随着运行负荷、环境温度的变化，较其他设备更容易发热等因素的影响；另外，由于电抗器在制造、运输、安装和使用过程中，可能出现由于内表面脏污、毛刺、接触不良等原因而产生的绝缘缺陷，会发生局部放电现象，引起电抗器故障，极大影响了电抗器的寿命，也降低了电网运行的安全性。因此需要对电抗器的运行状态进行监测。图1所示的高压平波电抗器，通常由绝缘支架、电抗器本体及防雨帽构成，其中本体为同轴多层绕组。

目前运行人员利用常规的红外测温手段，对电抗器设备进行特殊巡视，也有采用在线式红外热成像仪检测温度的，如专利CN201310393608.0“一种防强磁全天候的干式电抗器在线监测装置及方法”，但由于干式平波电抗器采用的是空心结构，常规手段只能对电抗器表面进行温度测量，对于电抗器内部发生的发热异常难以及时有效监测，影响了对设备温度监测的实效性。

基于此，专利CN201320792365.3“基于光学测温的特高压换流站干式电抗器温度监测装置”提出采用布设光纤光栅温度传感器的方法对电抗器内部的温度进行监测。但该方式价格较高且光纤易损坏，同时该方法对于放电故障无法实现监测。

专利CN201320153922.7“一种干式电抗器故障在线监测装置”提出通过在电抗器的绝缘支柱的下方和防雨帽通风口设置烟雾传感器的方法来监测电抗器的故障。采用该方式监测故障，通常故障已很严重，不能满足在故障初期即能检测的要求。另外，该传感器在灰尘、雨雪、强磁场条件下性能不稳定。

专利CN201410551617.2“一种运行干式电抗器应变检测的视觉系统”提出通过在电抗器旁边安装IP照相机的方法监测电抗器故障，该方式只有在故障较大时才能发现照相机产生图片的区别。

专利CN 201610584725.9“高压干式空心电抗器故障监测装置及监测方法”提出通过检测气体组分来检测电抗器放电故障，但该方法需要在电抗器中布设气体管路，对于在役的电抗器增加了布设难度；此外，气体管路使得高压电抗器本体与地面设备相连，虽然采用的是绝缘材料的管路，但增加了潜在的沿面放电等风险，降低了设备整体安全性。

对于电抗器的局部放电故障检测目前有采用“日盲”紫外成像法，可以图像的形式显示局部放电，但该设备需将摄像头对准放电部位，只能用来巡检，且对于内部故障同样无能为力。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种自供能高压干式空心电抗器故障监测装置。本发明通过检测放电下产生的气体来检测高压干式空心电抗器故障，同时设备布置在防雨帽外部，电抗器本体与地面之间无物理连接，在实现对电抗器内部故障的监测同时，不影响电抗器正常运行且易于在在役运行的电抗器上布设。

本发明所述自供能高压干式空心电抗器故障监测装置的结构如下：

本发明的故障监测装置包括气体检测模块、气体探头、无线通信模块、信息处理模块、太阳能发电模块、电源调理与储能模块及安装台。