TEV在线局放仪测试速度大大提高

利用碳化硅器件高电压、大电流、高速开断等特性，能制造高功率密度、高效率的电力电子装备。碳化硅电力电子变压器能实现交直流等不同形式电能的灵活接入，提高新能源电量消纳水平。使用碳化硅器件，电力电子变压器能更加紧凑高效。

国网智研院电力电子所装备室主任徐云飞介绍，碳化硅电力电子变压器中的两个核心装备是驱动器和高频变压器。其中，驱动器是让碳化硅器件可靠工作的控制器，是控制保护的“大脑”和功率器件的接口，也是强弱电连接的桥梁；高频变压器是起到隔离和变压作用的关键设备，是实现高频化和紧凑化的关键所在。

目前，高压6.5千伏碳化硅器件并没有可用的商业化驱动器。碳化硅功率器件攻关团队深入研究器件开关过程，提出栅源电压阶梯驱动控制技术，解决了高速开关过程中的过电压及振荡问题，降低器件开关过程损耗6%～10%；研制出适用于1.2千伏～6.5千伏碳化硅器件的模拟-功率混合型驱动保护芯片，有效提升了驱动保护器集成度与电磁兼容性能。此外，攻关团队还研制了10千赫兹/10千伏/243千伏安的全环氧固封干式高频变压器，效率为99.63%，达到先进水平；研制出世界首台35千伏/5兆瓦碳化硅电力电子变压器，采用三相一体式结构，相比同等电压和容量的变压器，体积进一步缩小。

概述（LYPCD-4000TEV在线局放仪测试速度大大提高）

系统介绍

可配合使用特高频传感器、TEV传感器、声电组合传感器、超声传感器和宽频带电流互感器（HFCT）在线检测变压器、高压开关柜、GIS、电缆接头等高压设备的局部放电情况。携带方便、测量快速，抗干扰能力强，便于现场使用。

其配置软件具有实时波形图、*大峰值显示、定位等功能，软件也可以详查分析某个相位波形，窗口随意放大和缩小，也可以对该段数据进行频谱分析，分析放电波形的频谱含量，使放电波形之间更具可比性，全方位统计分析试验数据，减少试验中非稳定性因素对试验结果的影响。

本仪器采用自动或手动记录保存试验数据和瞬态放电波形，提供后期数据分析参考。

技术参数（LYPCD-4000TEV在线局放仪测试速度大大提高）

引用标准（LYPCD-4000TEV在线局放仪测试速度大大提高）

高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 DL/T 593

3.6kV～～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 DL/T 404

3.6kV～～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB 3906

局部放电测量GB/T 7354

电力设备局部放电现场测量导则 DL/T 417

高电压试验技术 第1部分：一般试验要求 GB/T 16927.1

高电压试验技术 第2部分：测量系统 GB/T 16927.2

高电压试验技术 第3 部分: 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3

各种高压设备测量

变压器测量（LYPCD-4000TEV在线局放仪测试速度大大提高）

1、超声波法检测原理

当变压器内部产生放电信号时，除产生放电脉冲电流沿容性回路传输外，同时还会激发出机械波（超声波）信号通过变压器油向四周辐射传播。虽然电力变压器的结构较为复杂，但是变压器的整个器身内充满了变压器油，而绕组、绝缘材料、支撑、夹件、引线等部件均浸在油中，由于变压器油为超声波的良好传播媒介，这为在箱壁外侧检测局放产生的超声信号提供了有力条件。所以，在变压器的箱壁外侧安放超声波传感器可以接收到内部较大的放电信号。

2、 脉冲电流法检测原理(HFCT)

由电力变压器的结构所决定，其绕组除匝间电容外还与铁心之间存在几百甚至几千皮法的分布电容，同时绕组与油箱间也存在上百皮法的分布电容。当变压器的绕组等主绝缘回路中发生局部放电时，其产生的高频信号覆盖了从几十千赫兹到几十兆赫兹，甚至到千兆赫兹，由于几百皮法电容对于几百千赫兹以上的高频信号相当于通路，所以放电信号就会向所有与放电点有容性关系的回路中传播，其中一条回路必然包括铁心接地回路。所以在铁心接地线上安装高频电流互感器可有效接收变压器内放电信号。

开关柜测量（LYPCD-4000TEV在线局放仪测试速度大大提高）

1、开关柜超声波法检测原理

局部放电现象存在多样性特征，发生放电时，不仅辐射出电磁波信号，也会出现声波发射现象，局部放电部分能量会以声波的形式向周围传播。利用超声波传感器即可测试这些声脉冲，从而也可反映局部放电的状况。通过测试局部放电信号中声波特征的方法称为超声波法。开关柜内部放电过程中会产生声波。放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十赫兹到几十兆赫兹，其中频率低于20 kHz 的信号能够被人耳听到，而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。

2、 地电波法检测原理（开关柜专用）

当开关柜的对地绝缘部分发生局部放电时，高压带电导体对接地金属壳之间就有少量电容性放电电量，这种电容性放电电量的特点是电量很小（几兆分之一库伦），持续时间很短（几纳秒）。由于放电点在开关柜内部，电磁波产生的电压脉冲在金属外壳内表面传播，被金属外壳所屏蔽。如果屏蔽层是连续的，则无法在外部检测到放电信号。实际上，屏蔽层通常在金属箱体的接缝处、气体开关的绝缘衬垫、垫圈的连接处、电缆绝缘终端等部位因破损而导致不连续。当电压脉冲通过这些不连续处时，将通过这些通道传播出去，然后沿着金属壳外表传到大地，同时在开关柜的金属箱体上产生一个暂态对地电压（一般在几十毫伏到几伏，而且时间只能维持几纳秒），可以在运行中的开关柜金属外箱壳上放置电容耦合式传感器来检测这个信号。

暂态对地电压法检测部位主要是母排（连接处、穿墙套管，支撑绝缘件等）、断路器，CT、PT、电缆接头等部件所对应到开关柜柜壁的位置，这些部件大部分位于开关柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、侧面板的上部、中部及下部。开关柜暂态对地电压法检测部位可参考图 5进行测试。

电缆及附件测量

1、声电组合探测器检测原理

电缆发生局部放电时产生超声波和电磁波，并以故障点为中心向四周辐射，其中电磁波传播速度远大于超声波，在距离故障点一定距离测量时，电磁波信号与超声波信号有时间差，根据时间差计算放电位置，组合探测器利用这一原理，同时测量电磁波信号和超声波信号，根据信号时间差计算当前故障点所处位置。

2、脉冲电流法检测原理(HFCT) 

在电缆中，导线和金属屏蔽之间由绝缘材料隔开形成分布电容，该电容只有几百皮法，对高频信号为良导体。因此，高频的局放信号由分布电容对接地引线构成回路传输，在电缆接头屏蔽接地线上安装宽频带电流互感器（HFCT）可检测到放电脉冲信号，并能够确定局部放电的量值。

6月28日，在雄安新区容易线公路上，一辆辆电动重型卡车将砂石骨料运往施工现场，用于城市建设。南水北调雄安调蓄库是服务雄安新区的重大水利工程，调蓄库开挖山体产生的弃渣经加工转化为建筑骨料，并运输至施工现场使用。如果全部使用柴油重卡运输，会造成巨大环境污染。为落实“双碳”目标，基于雄安新区建设需求和零碳交通发展需要，国网河北电力在建材运输通道智慧驿站内建设了35千伏碳化硅柔性变电站科技示范工程，为电动重卡换电站提供清洁、高效、可靠的直流电能，国网智研院研制的碳化硅器件和核心装备也从实验室走向了生产一线。

35千伏碳化硅柔性变电站的核心设备是交直流变换的三端口碳化硅电力电子变压器，两路电源进线分别为交流35千伏、交流10千伏，输出电压为直流750伏，相较于传统变电站，增加了直流接入、潮流优化控制等功能，实现了在分布式光伏发电、直流充换电、储能和数据中心等场景的示范应用。碳化硅功率器件攻关团队研制的核心装备在该变电站应用，实现了碳化硅器件材料、封装、测试、装备全链条自主研发制造。

“35千伏碳化硅柔性变电站的投运，将有力支撑国产芯片在新能源发电、电动重卡充换电、新型储能等领域的应用，也为新型电力系统建设提供可复制推广柔性的交直流输配电网示范工程经验。此外，清洁电能与低碳交通的融合，也是对‘双碳’目标实现路径的有益探索。”

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