頻響法測(cè)試在空心電抗器匝間絕緣檢測(cè)中的應(yīng)用

毛興 陸大雄 王路軍 唐志宇

摘要 本文簡(jiǎn)述了當(dāng)前頻響測(cè)試法在空心電抗器中的應(yīng)用特點(diǎn)，比較分析了阻抗頻響法和電抗頻響法的差異提出了基于電抗頻響法和諧振阻抗峰值結(jié)合的分析模式，并通過實(shí)測(cè)圖譜討論了基于電抗頻響的進(jìn)一步分析方法。

【關(guān)鍵詞】空心電抗器 頻響測(cè)試 阻抗頻響電抗頻響 諧振阻抗

1 引言

頻響法在空心電抗器匝間絕緣檢測(cè)中逐漸得到認(rèn)可，由于不同的技術(shù)分支，目前存在多種不同的頻響測(cè)試技術(shù)和分析方法，如阻抗頻響法、電抗頻響法、振蕩波分析法等。由于狀態(tài)檢修意識(shí)的提高，檢修試驗(yàn)的可規(guī)劃性、可預(yù)測(cè)性成為日常周期檢修不可或缺的重要補(bǔ)充技術(shù)，目前非破壞性檢測(cè)技術(shù)作為重要應(yīng)用分支，愈發(fā)受到科學(xué)研究院所及行業(yè)專家的重視，本文重點(diǎn)針對(duì)非破壞性測(cè)試的阻抗頻響法及電抗頻響法的測(cè)試進(jìn)行比較分析和討論。

2 阻抗頻響法

阻抗頻響法是將空心電抗器作為終端負(fù)載阻抗，通過高頻試驗(yàn)源進(jìn)行掃頻獲得阻抗頻響特性曲線的測(cè)試方法。由于空心電抗器制造生產(chǎn)均按照工頻環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)，高頻端的阻抗或電抗參數(shù)缺乏，且由于生產(chǎn)工藝的差異，在匝間絕緣封裝，鋁制材料成分，防火噴涂材料，線徑等方面均存在非統(tǒng)一因素，空心電抗器的阻抗頻響特性很難有較規(guī)范的模型曲線。由此阻抗頻響法是一種趨勢(shì)分析方法，即將歷史測(cè)試數(shù)據(jù)作為累加判斷依據(jù)，然后與最新測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析獲得匝間絕緣健康特性的結(jié)論。阻抗頻響法有接線簡(jiǎn)單，靈敏度較高，測(cè)試安全，重復(fù)性高的特點(diǎn)，能夠發(fā)現(xiàn)匝間絕緣變化趨勢(shì)，但無法更加深入的分析匝間絕緣隱患發(fā)生的機(jī)理，這對(duì)于批量化產(chǎn)品質(zhì)量管理或家族性缺陷的識(shí)別存在一定不足。如圖1所示。

3 電抗頻響法

電抗頻響法是一種將阻抗頻響法和等效阻抗模型結(jié)合的測(cè)試分析方法。首先獲得阻抗頻響和阻抗角頻響，然后對(duì)阻抗頻響數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判別其諧振特征，然后選擇相應(yīng)的阻抗模型，獲得電抗曲線和電阻曲線。這里的電抗曲線代表線圈的綜合特性，電阻代表匝間絕緣電阻的串聯(lián)或并聯(lián)綜合值。基于以上兩種基本參數(shù)的頻響曲線，將空心電抗器諧振狀態(tài)的絕緣強(qiáng)度和電感特性分解出來，從而為故障隱患的特征和誘因提供了重要數(shù)據(jù)。典型的電抗頻響特性曲線圖2所示。

4 討論

阻抗頻響法和電抗頻響法的測(cè)試和分析方法近似，主要通過曲線偏移進(jìn)行趨勢(shì)分析。但電抗頻響法需要開展數(shù)值計(jì)算，其輸出結(jié)果更能提高故障識(shí)別的靈敏度，有利于研究家族缺陷。由于兩者均需要?dú)v史參考數(shù)據(jù)，由此初次測(cè)試的單一數(shù)據(jù)很難立即獲得被試品的健康狀態(tài)。如圖3所示電抗頻響對(duì)比曲線。

因此不論是基于阻抗頻響法還是基于電抗頻響法都不能脫離被試品的自身情況進(jìn)行判斷，在實(shí)際測(cè)試中可以將同批次，同規(guī)格的產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋瑥亩@得量值變化區(qū)間，并建立鎖定量值變化曲線的參考圖譜，從而對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，添加智能化識(shí)別的步驟，即可達(dá)到針對(duì)初次測(cè)試數(shù)據(jù)判別被試品健康狀態(tài)的目的。為開展量值變化曲線的分析，重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注的參數(shù)有：

（1）諧振頻率點(diǎn)及其偏差方向;

（2）諧振峰值及其最大偏差;

（3）被試品的電壓等級(jí);

（4）被試品電感量

結(jié)合以上參數(shù)建立量值變化統(tǒng)計(jì)表格，有利于獲得同規(guī)格電抗器的關(guān)鍵參數(shù)變化閾值，從而將相對(duì)變化量的橫向分析手段轉(zhuǎn)化為絕對(duì)變化量的縱向分析。但開展該工作需要進(jìn)行大量的試品測(cè)試和模擬故障測(cè)試。

5 小結(jié)

本文討論了阻抗頻響法和電抗頻響法的特點(diǎn)，兩者均需要?dú)v史參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，即通過相對(duì)量或偏移特性開展測(cè)試研究。為提高測(cè)試診斷效率，提出了基于同批次型號(hào)和規(guī)格批量測(cè)試建立參考量值變化區(qū)間的需求，后期筆者將展開不同故障程度、不同規(guī)格的模擬測(cè)試研究，以加深絕對(duì)量的解析，從而彌補(bǔ)當(dāng)前基于相對(duì)偏移量值分析方法的不足。

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