本发明涉及变压器中性点智能保护设备技术领域，尤其涉及用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法。
背景技术：
电容式110kv变压器中性点智能保护设备采用可控间隙和避雷器并联保护方式，结构如图1所示，其中，b为避雷器，110kv变压器中性点保护常用的避雷器型号为y1.5w-60/144。可控间隙由固定间隙与控制间隙串联组成，其中g为固定间隙，k为控制间隙。为了提高可控间隙的可靠性，固定间隙采用复合型羊角间隙，复合型羊角间隙结构如图2所示，采用真空开关作为控制间隙，通过真空开关的控制回路以实现开关的自动分/合闸。
由于固定间隙和控制间隙自身的电容值都很小且不稳定，两者之间的电压分配易受外界条件的干扰，无法获得确定的数值，于是采用电容均压回路c1和c2分配两个间隙之间的电压；为给控制间隙的控制回路提供电压输入信号，与控制间隙并联的电容器里串联了测量电容器c3(共同构成分压器)，控制间隙受控制回路的触发动作。
变压器中性点采用可控间隙和避雷器并联保护方式时，可控间隙与避雷器的配合原则是：
(a)当系统发生单相接地但不失地故障时，其过电压对中性点绝缘无威胁，控制间隙和避雷器不动作。
(b)当系统发生暂时过电压时(系统单相接地且失地或非全相运行)，控制间隙动作，保护变压器中性点绝缘和避雷器。
(c)雷电及操作过电压作用下，控制间隙不动作，避雷器动作限制过电压。
由于在实际使用过程中，固定间隙和避雷器往往存在误动的情况，当遇到变压器中性点智能保护设备发生暂时过电压时，由于固定间隙和避雷器在变压器中性点智能保护设备发生暂时过电压前已经动作了，从而存在固定间隙和避雷器误动作的风险。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，通过对变压器中性点智能保护设备进行耐受电压的测试，以判断固定间隙和避雷器是否出现误动。
本发明通过下述技术方案实现：
用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，其特征在于，包括工频变压器、保护电阻、分压器、第一示波器、电容c1、电容c2、电容c3、第二示波器、真空开关、支柱绝缘子、复合型羊角间隙、避雷器以及取样电阻；
所述工频变压器、所述保护电阻、所述避雷器以及所述取样电阻依次串联，且所述工频电压器和所述取样电阻均接地；
所述分压器的输入端与所述保护电阻连接，所述分压器的接地端接地；所述第一示波器的输入端与所述分压器的输出端连接，所述第一示波器的输出端与所述分压器的接地端连接，且所述第一示波器的输出端接地；
所述电容c1、所述电容c2和所述电容c3依次串联，且所述电容c1连接于所述保护电阻，所述电容c3接地；所述真空开关并联于所述电容c2和所述电容c3的两端，所述第二示波器并联在所述电容c3的两端；且所述第二示波器接地；
所述支柱绝缘子的一端接地，另一端用于支撑所述复合型羊角间隙，且所述复合型羊角间隙并联在所述电容c1的两端；
所述方法包括以下步骤：
s1：调节变压器中性点智能保护设备的固定间隙至预设距离，断开变压器中性点智能保护设备的控制回路，并通过所述工频电压器向所述测试电路施加第一工频电压；
s2：获取所述固定间隙的工作状态以及避雷器的工作状态；所述固定间隙的状态包括击穿状态和未击穿状态；所述避雷器的工作状态包括动作状态和未动作状态；
s3：若所述固定间隙处于未击穿状态且所述避雷器处于未动作状态，则保持所述预设距离，并向所述测试电路施加第二工频电压；其中，所述第二工频电压大于所述第一工频电压；
s4：重复步骤s2-s3，直至所述固定间隙处于击穿状态、所述避雷器处于动作状态或者所述第二工频电压等于预设工频电压；所述预设工频电值为：单相接地但不失地时的稳态过电压最大值。
优选地，所述分压器包括电容ca和电容cb，所述电容ca和所述电容cb串联，且所述电容ca连接于所述保护电阻，所述电容cb接地；所述第一示波器并联于所述电容cb的两端，且所述第一示波器接地。
优选地，所述保护电阻为6kω水电阻。
优选地，所述工频电压器单次作用于所述测试电路的时间为1min。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
通过对变压器中性点智能保护设备进行工频电压耐受测试，以对固定间隙和避雷器的工作状态进行判断，确保变压器中性点智能保护设备在系统发生单相接地但不失地故障所产生的工频过电压下，固定间隙和避雷器均不会出现误动作。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明变压器中性点智能保护设备的结构示意图；
图2为本发明复合型羊角间隙结构示意图；
图3为本发明测试电路连接关系示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，包括型号为yd1w15/150的工频无晕变压器、阻值为100kω的保护电阻、型号为泰克tek224的第一数字示波器、电容c1、电容c2、电容c3、分压器、型号为泰克tek224的第二数字示波器、真空开关、支柱绝缘子、避雷器、阻值为6kω的取样电阻、复合型羊角间隙以及避雷器；
如图3所示，其中，工频无晕变压器、保护电阻、避雷器以及取样电阻依次串联，且工频无晕变压器和取样电阻均接地；分压器包括电容ca和电容cb，电容ca和电容cb串联，且电容ca连接于保护电阻，电容cb接地；第一示波器并联于电容cb的两端，且第一数字示波器接地；电容c1、电容c2和电容c3依次串联，且电容c1连接于保护电阻，电容c3接地；真空开关并联于电容c2和电容c3的两端，第二数字示波器并联在电容c3的两端；且第二数字示波器接地；
支柱绝缘子设置为两个，且分别设置于复合型羊角间隙的两端，用于支撑复合型羊角间隙。具体地，支柱绝缘子的一端接地，另一端与复合型羊角间隙连接，且复合型羊角间隙并联在电容c1的两端。
该方法包括以下步骤：
s1：调节变压器中性点智能保护设备的固定间隙至预设距离，断开变压器中性点智能保护设备的控制回路，并通过工频电压器向测试电路施加第一工频电压；
s2：获取固定间隙的工作状态以及避雷器的工作状态；固定间隙的状态包括击穿状态和未击穿状态；避雷器的工作状态包括动作状态和未动作状态；
s3：若固定间隙处于未击穿状态且避雷器处于未动作状态，则保持预设距离，并向测试电路施加第二工频电压；其中，第二工频电压大于第一工频电压；
s4：重复步骤s2-s3，直至固定间隙处于击穿状态、避雷器处于动作状态或者第二工频电压等于预设工频电压；预设工频电为：单相接地但不失地时的稳态过电压最大值。
进一步地，在本实施例中，工频电压器单次作用于测试电路的时间为1min。
正常情况下(固定间隙和和避雷器不存在误动)，当变压器中性点智能保护设备发生暂时过电压时，固定间隙和避雷器是不会动作的(即：固定间隙不击穿、避雷器不动作)，当出现固定间隙或避雷器误动时，当变压器中性点智能保护设备发生暂时过电压时，固定间隙和避雷器会产生误动作，从而对变压器中性点智能保护设备造成损坏。因此在本实施例中，提供了一种测试系统，通过该测试系统对变压器中性点智能保护设备进行工频电压耐受测试，以判断固定间隙和避雷器是否出现误动作。具体地，当固定间隙和和避雷器不存在误动时，给测试系统施加单相接地但不失地时的稳态过电压最大值，固定间隙不会被击穿且避雷器不会动作；当固定间隙或避雷器存在误动时，当给此时电路施加单相接地但不失地时的稳态过电压最大值，由于固定间隙或避雷器出现误动，则无法承受该测试电压，则会出现固定间隙击穿或避雷器动作的情况。
以下以变压器中性点智能保护设备是否满足：31.5kv<设备的工频耐压<56.5kv为例对本方案做进一步进行说明：
首先，如图3所示，搭建好测试电路，并将固定间隙距离调整为65mm；
其次，通过工频无晕变压器向测试电路施加工频电压，并逐步增加工频电压值。具体的，通过计算得出，单相接地但不失地时的稳态过电压最大值是43.65kv。由此可见，当固定间隙承受的电压小于等于这个电压，固定间隙和避雷器是不应该动作的；固定间隙承受的电压大于这个电压时，固定间隙和避雷器可动作可不动作。因此，在本实施例中，以43.65kv作为稳态过电压值，选取43.65kv附近的几个工频电压，以便全面测试间隙的动作特性。在本实施例中，选取的工频电压分别为31.8kv(有效值)、38.9kv(有效值)以及53.0kv(有效值)，且每个工频电压各耐受1min，为了增加测试准确性，每个工频电压重复测试3次；此外，在本具体实施例中，为了增加试验结果的可靠性，在测试完固定间隙为65mm后，还对固定间隙为60mm也进行了测试。
然后，记录电压u1、电压u2、电压u3、固定间隙的击穿情况、各个电容器的闪络情况以及避雷器的动作情况，如表1所示。
表1工频耐压试验结果记录
其中，u2是真空开关上的电压，通过记录这个电压，以确保该电压不超过真空开关的绝缘耐受水平；u3是控制回路上的电压，通过记录这个电压，以判断控制回路是否需要发触发信号，电压u1是变压器中性点智能保护设备的电压；通过记录电压u1、固定间隙的击穿情况以及避雷器的动作情况，判断电容式110kv变压器中性点智能保护设备在系统发生单相接地但不失地故障所产生的工频过电压下，可控间隙和避雷器是否均不动作，同时根据各个电容器的闪络情况判断电容器绝缘选择是否合适。
值得说明的是，由于固定间隙的放电电压受试验环境的影响，包括温度、湿度、气压等，环境条件不同，固定间隙的放电特性不同，所以在实际测试过程中，还需要记录环境条件，然后求取标准气象条件下的放电电压，进而保证测试的准确性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，其特征在于，包括工频变压器、保护电阻、分压器、第一示波器、电容c1、电容c2、电容c3、第二示波器、真空开关、支柱绝缘子、复合型羊角间隙、避雷器以及取样电阻；
所述工频变压器、所述保护电阻、所述避雷器以及所述取样电阻依次串联，且所述工频电压器和所述取样电阻均接地；
所述分压器的输入端与所述保护电阻连接，所述分压器的接地端接地；所述第一示波器的输入端与所述分压器的输出端连接，所述第一示波器的输出端与所述分压器的接地端连接，且所述第一示波器的输出端接地；
所述电容c1、所述电容c2和所述电容c3依次串联，且所述电容c1连接于所述保护电阻，所述电容c3接地；所述真空开关并联于所述电容c2和所述电容c3的两端，所述第二示波器并联在所述电容c3的两端；且所述第二示波器接地；
所述支柱绝缘子的一端接地，另一端用于支撑所述复合型羊角间隙，且所述复合型羊角间隙并联在所述电容c1的两端；
所述方法包括以下步骤：
s1：调节变压器中性点智能保护设备的固定间隙至预设距离，断开变压器中性点智能保护设备的控制回路，并通过所述工频电压器向所述测试电路施加第一工频电压；
s2：获取所述固定间隙的工作状态以及避雷器的工作状态；所述固定间隙的状态包括击穿状态和未击穿状态；所述避雷器的工作状态包括动作状态和未动作状态；
s3：若所述固定间隙处于未击穿状态且所述避雷器处于未动作状态，则保持所述预设距离，并向所述测试电路施加第二工频电压；其中，所述第二工频电压大于所述第一工频电压；
s4：重复步骤s2-s3，直至所述固定间隙处于击穿状态、所述避雷器处于动作状态或者所述第二工频电压等于预设工频电压；所述预设工频电值为：单相接地但不失地时的稳态过电压最大值。
2.根据权利要求1所述的用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，其特征在于，所述分压器包括电容ca和电容cb，所述电容ca和所述电容cb串联，且所述电容ca连接于所述保护电阻，所述电容cb接地；所述第一示波器并联于所述电容cb的两端，且所述第一示波器接地。
3.根据权利要求1所述的用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，其特征在于，所述保护电阻为6kω的水电阻。
4.根据权利要求1所述的用于检验固定间隙和避雷器在工频稳态电压下状态的方法，其特征在于，所述工频电压器单次作用于所述测试电路的时间为1min。
技术总结