局部放電脈衝檢測系統的製作方法

2023-06-01 04:01:21 2

局部放電脈衝檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種局部放電脈衝檢測系統。其中，局部放電脈衝檢測系統包括：採集設備，用於採集局部放電脈衝信號，其中，採集設備包括高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊；以及信號處理器，與高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用於處理採集到的局部放電脈衝信號。通過本實用新型，解決了現有技術中檢測到的放電脈衝信號的頻段比較單一的問題，達到了實現全頻段的覆蓋性檢測的效果。
【專利說明】局部放電脈衝檢測系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及放電檢測領域，具體而言，涉及一種局部放電脈衝檢測系統。

【背景技術】
[0002]絕緣的破壞或局部老化，多是從局部放電(Partial Discharge，簡稱為PD)，後文用此簡寫)開始的。由於絕緣內部電場分布的不均勻性或存在缺陷或雜質，使局部電場集中，在電場集中的地方，就有可能使局部絕緣(如油隙或固體絕緣等)擊穿或沿固體絕緣表面放電。這种放電只存在於絕緣的局部位置，而不會立即形成整個絕緣貫通性的擊穿或閃絡，稱之為局部放電。氣隙的放電時間很短，通常在10?100納秒以內。油隙放電時間較長，約為數微秒或更長。
[0003]局部放電的產生，總是伴隨著高頻脈衝、電磁輻射、介質損耗、聲、光、熱和化學過程等現象。對絕緣內局部放電的探測，可根據這些不同的現象採用相應的方法來測量。每一種測量方法都有它本身的規律性，所測得的量值各自反映了局部放電的一個側面。
[0004]實用新型人發現，現有的局部放電檢測系統通常僅能夠檢測到某一個頻段的放電脈衝信號，對放電脈衝信號的檢測單一，導致無法對局部放電脈衝信號進行全面檢測，影響對局部放電脈衝的分析。
[0005]針對現有技術中檢測到的放電脈衝信號的頻段比較單一的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內容
[0006]本實用新型的主要目的在於提供一種局部放電脈衝檢測系統，以解決現有技術中檢測到的放電脈衝信號的頻段比較單一的問題。
[0007]為了實現上述目的，根據本實用新型實施例的一個方面，提供了一種局部放電脈衝檢測系統。根據本實用新型的局部放電脈衝檢測系統包括:採集設備，用於採集局部放電脈衝信號，其中，所述採集設備包括高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊；以及信號處理器，與所述高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用於處理採集到的局部放電脈衝信號。
[0008]進一步地，所述高頻局放帶電檢測模塊包括高頻局放傳感器，所述暫態地電壓局放帶電檢測模塊包括暫態地電壓局放傳感器，所述超聲波局放帶電檢測模塊包括超聲波局放傳感器，所述特高頻局放帶電檢測模塊包括特高頻局放傳感器。
[0009]進一步地，所述信號處理器包括信號放大與濾波單元，所述信號放大與濾波單元與所述高頻局放帶電檢測模塊、所述暫態地電壓局放帶電檢測模塊、所述超聲波局放帶電檢測模塊和所述特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用於對所述局部放電脈衝信號進行濾波放大處理。
[0010]進一步地，所述信號處理器還包括:數據採集卡，與所述信號放大與濾波單元相連接，用於檢測採集到的局部放電的單脈衝信號；處理終端，與所述數據採集卡相連接，用於通過軟體對採集到的信號處理。
[0011]進一步地，所述信號處理器包括數字示波器，所述數字示波器與所述信號放大與濾波單元相連接，用於檢測採集到的局部放電的單脈衝信號。
[0012]進一步地，所述信號處理器還包括:脈衝校準器，所述脈衝校準器與所述數字示波器相連接。
[0013]進一步地，所述高頻局放帶電檢測模塊用於從容性設備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯線中提取局部放電信號。
[0014]進一步地，所述高頻局放帶電檢測模塊包括信號採集單元、高頻CT和同步線圈，其中，所述高頻CT卡在所述容性設備末屏接地線或電纜接地線上，所述同步線圈卡在接地線或電纜本體上並與所述信號採集單元連接。
[0015]根據本實用新型實施例，通過利用高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊對電力設備發生的局部放電信號進行檢測，解決了現有技術中檢測到的放電脈衝信號的頻段比較單一的問題，達到了實現全頻段的覆蓋性檢測的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據本實用新型實施例的局部放電脈衝檢測系統的示意圖；
[0018]圖2是根據本實用新型實施例的電纜或容性設備測試接線示意圖；以及
[0019]圖3是根據本實用新型實施例的電纜中間接頭測試接線示意圖。

【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0021]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本實用新型保護的範圍。
[0022]需要說明的是，本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列元器件的裝置、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些元器件，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些裝置、系統、產品或設備固有的其它元器件。
[0023]本實用新型實施例提供了一種局部放電脈衝檢測系統。
[0024]圖1是根據本實用新型實施例的局部放電脈衝檢測系統的流程圖。如圖1所示，該局部放電脈衝檢測系統包括:採集設備10和信號處理器20。
[0025]採集設備10用於採集局部放電脈衝信號，其中，採集設備10包括高頻局放帶電檢測模塊101、暫態地電壓局放帶電檢測模塊102、超聲波局放帶電檢測模塊103和特高頻局放帶電檢測模塊104。
[0026]其中，高頻局放帶電檢測模塊101用於採集高頻(15ΜΗζ-40ΜΗζ)放電脈衝信號，暫態地電壓局放帶電檢測模塊102用於採集暫態地電壓(1ΜΗζ-30ΜΗζ)的放電脈衝信號，超聲波局放帶電檢測模塊103用於採集全超聲波(20kHz-lMHz)的脈衝信號，特高頻局放帶電檢測模塊104用於檢測特高頻(300MHz-3GHz)頻段的放電脈衝信號。
[0027]信號處理器20與高頻局放帶電檢測模塊101、暫態地電壓局放帶電檢測模塊102、超聲波局放帶電檢測模塊103和特高頻局放帶電檢測模塊104分別相連接，用於處理採集到的局部放電脈衝信號。
[0028]信號處理器20可以用於對採集到的各頻段的放電脈衝信號進行處理，例如，對放電脈衝信號的發生時間進行檢測，或者對放電次數進行檢測，還可以是對單脈衝信號進行特徵分析和檢測。
[0029]根據本實用新型實施例，通過利用高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊對電力設備發生的局部放電信號進行檢測，解決了現有技術中檢測到的放電脈衝信號的頻段比較單一的問題，達到了實現全頻段的覆蓋性檢測的效果。
[0030]優選地，高頻局放帶電檢測模塊包括高頻局放傳感器，暫態地電壓局放帶電檢測模塊包括暫態地電壓局放傳感器，超聲波局放帶電檢測模塊包括超聲波局放傳感器，特高頻局放帶電檢測模塊包括特高頻局放傳感器。
[0031]優選地，高頻局放帶電檢測模塊用於從容性設備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯線中提取局部放電信號。
[0032]進一步地，高頻局放帶電檢測模塊包括信號採集單元、高頻CT和同步線圈，其中，高頻CT卡在容性設備末屏接地線或電纜接地線上，同步線圈卡在接地線或電纜本體上並與信號採集單元連接。
[0033]具體地，高頻局放帶電檢測技術對容性設備末屏接地線(包括電纜接地線)進行高頻局放檢測。該類檢測設備採用電磁耦合的方法，利用高頻CT從容性設備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯線中提取信號，通過濾波、信號特徵提取、頻譜分析等手段將放電脈衝信號從外界噪聲幹擾中分離出來，並對放電類型進行識別，達到發現輸變電設備潛在缺陷的目的。儀器主要包括信號採集單元(主機)、高頻CT、同步線圈。信號採集單元主要有高頻檢測通道、同步輸入以及通訊接口。高頻檢測通道可測量接地線或交叉互聯線上採集的ro信號，採樣頻率為一般為100MHz，帶寬一般為16kHz至30MHz，這樣的採樣頻率和帶寬完全滿足局放測試的要求。現場測試時將高頻CT卡在容性設備末屏接地線或電纜接地線上，同步線圈卡在接地線或電纜本體上並與信號採集單元連接，如圖2和圖3所示，其中，201是指電纜或者其他容性設備，202是指末屏接地線或電纜接地線，203是指高頻CT，204是指同步線圈。
[0034]本實用新型實施例中，對於暫態地電壓局放帶電檢測模塊，如果高壓櫃(如金屬鎧裝開關櫃或電纜終端)相對地絕緣有局放，少量放電將會通過電容從高壓導體系統轉移到接地的金屬鎧裝上。轉移的放電量很小，通常用皮庫來計量(PC)。放電轉移通常發生在納秒之間。由於電量為時間和電流之和，100pC的放電持續1ns將產生10mA的電流。對於這種短暫的衝擊，檢查樣本的表現不再是集中元件而展現的是傳輸線效應。其電氣性能主要由樣本的分布電容和電感決定。當局放發生時，電磁波從放電點向外傳導。這些波產生的電流進而產生電壓，電壓值等於電流及其流經的阻抗之積。因此，100pC的局放能夠在1ns內局部地將地電位抬高I到7伏。這一電壓脈衝在金屬鎧裝內傳導最終從開口、接頭、面板等間隙釋出。它們能夠在鎧裝外傳導，因而可以用容性探頭檢測。
[0035]使用暫態地電壓方法探測、測量和定位高壓設備的局放部位。將一個、兩個和多個探頭放在待測設備的接地的金屬鎧裝上來測量。儀器接收局部放電產生的短期暫態電信號，每次探測到局放即給出視覺和聲音的指示。儀器可以測量暫態電過程的峰值。而且能夠構建暫態的傳播方向。
[0036]本實用新型實施例中，對於超聲波局放帶電檢測模塊，超聲波局放檢測技術主要適用於空氣中的放電檢測。聲的幹擾主要是機械振動和電磁振動，其頻率一般小於1kHz，而空氣中的放電頻率非常豐富，一般高於10kHz。超聲波檢測主要採用20kHz以上頻帶，可不受外部噪聲的幹擾。通常認為，當在被測設備外殼的接縫處進行測量時，由於探頭完全置於設備體外，放電信號通過絕緣介質衰減很嚴重，靈敏度較差、定量分析比較困難，僅對局放初測及比較嚴重的空氣中的放電才比較有效。但是，現場檢測實踐表明當處於某一發展階段的缺陷主要反應為振動信號時，超聲檢測方法發現缺陷是具有優勢的。超聲波局部放電帶電檢測儀可以把接收到的超聲波信號轉化成可聽的聲音信號。這種可聽的信號可以用耳機收聽，也可以儲存下來供其它人員使用。
[0037]本實用新型實施例中，對於特高頻局放帶電檢測模塊，特高頻局放檢測技術是目前國際上對GIS類設備普遍採用的帶電檢測技術。GIS中各種形式的放電，如電暈、雜質粒子的放電、澆注環氧樹脂內部氣隙的放電，持續時間短，脈衝電流可以達到ns級。GIS多處裝有盆式絕緣子，而它與GIS的金屬外殼連接處存在絕緣縫隙，當電磁波沿著金屬筒傳播時，可以從這裡輻射到GIS體外，對應於盆式絕緣子外緣的縫隙處，用其接收GIS內部局部放電所產生的特高頻信號。可攜式特高頻局部放電帶電檢測儀主要由超高頻傳感器、高速數據採集單元、分析診斷軟體三部分組成。其中，超高頻傳感器用來收集由局部放電脈衝激發並能透過絕緣介質向外傳播的超高頻電磁波信號，同時將該信號轉換成可以通過高速數據採集單元進行採集的電信號；高速數據採集單元將傳感器收集並轉換後的電信號變成數位訊號存儲到計算機中；分析診斷軟體利用自帶的且能夠不斷學習擴充的譜圖庫對存儲的數位訊號進行分析診斷，評價局放類型和嚴重程度。
[0038]優選地，信號處理器包括信號放大與濾波單元，信號放大與濾波單元與高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用於對局部放電脈衝信號進行濾波放大處理。
[0039]進一步地，信號處理器還包括數據採集卡和處理終端，數據採集卡與信號放大與濾波單元相連接，用於檢測採集到的局部放電的單脈衝信號。處理終端與數據採集卡相連接，用於通過軟體對採集到的信號處理。在處理終端上配置有用於處理脈衝信號的軟體，通過該軟體對脈衝信號進行處理。
[0040]可選地，信號處理器還包括數字示波器，數字示波器與信號放大與濾波單元相連接，用於檢測採集到的局部放電的單脈衝信號。
[0041]本實用新型實施例中，通過特高頻、高頻、超聲波和暫態地電壓檢測傳感器檢測電力設備發生的局部放電信號，並利用高速示波器或數據採集卡實現局部放電的單脈衝檢測，實現了多種方法和全頻段的檢測覆蓋性，並具有儀器設備少、方法簡便、存儲快和解析度高等特點。
[0042]進一步地，信號處理器還包括:脈衝校準器，脈衝校準器與數字示波器相連接。脈衝校準器用於對數字示波器的脈衝信號進行校正。
[0043]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，包括: 採集設備，用於採集局部放電脈衝信號，其中，所述採集設備包括高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊；以及 信號處理器，與所述高頻局放帶電檢測模塊、暫態地電壓局放帶電檢測模塊、超聲波局放帶電檢測模塊和特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用於處理採集到的局部放電脈衝信號。
2.根據權利要求1所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述高頻局放帶電檢測模塊包括高頻局放傳感器，所述暫態地電壓局放帶電檢測模塊包括暫態地電壓局放傳感器，所述超聲波局放帶電檢測模塊包括超聲波局放傳感器，所述特高頻局放帶電檢測模塊包括特高頻局放傳感器。
3.根據權利要求1所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述信號處理器包括信號放大與濾波單元，所述信號放大與濾波單元與所述高頻局放帶電檢測模塊、所述暫態地電壓局放帶電檢測模塊、所述超聲波局放帶電檢測模塊和所述特高頻局放帶電檢測模塊分別相連接，用於對所述局部放電脈衝信號進行濾波放大處理。
4.根據權利要求3所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述信號處理器還包括: 數據採集卡，與所述信號放大與濾波單元相連接，用於檢測採集到的局部放電的單脈衝信號； 處理終端，與所述數據採集卡相連接，用於通過軟體對採集到的信號處理。
5.根據權利要求3所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述信號處理器還包括數字示波器，所述數字示波器與所述信號放大與濾波單元相連接，用於檢測採集到的局部放電的單脈衝信號。
6.根據權利要求5中所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述信號處理器還包括:脈衝校準器，所述脈衝校準器與所述數字示波器相連接。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述高頻局放帶電檢測模塊用於從容性設備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯線中提取局部放電信號。
8.根據權利要求7所述的局部放電脈衝檢測系統，其特徵在於，所述高頻局放帶電檢測模塊包括信號採集單元、高頻CT和同步線圈，其中，所述高頻CT卡在所述容性設備末屏接地線或電纜接地線上，所述同步線圈卡在接地線或電纜本體上並與所述信號採集單元連接。
【文檔編號】G01R31/12GK204256113SQ201420719926
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】陶詩洋, 任志剛, 馮義, 晉文杰, 王文山, 齊偉強, 劉若溪, 石磊 申請人:國家電網公司, 國網北京市電力公司