一種局部放電檢測系統的製作方法
2023-05-06 01:48:16
一種局部放電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檢測系統，包括非接觸式超高頻傳感器、信號調製單元、同軸屏蔽電纜、數據處理單元以及通訊單元，通過所述非接觸式超高頻傳感器感應電磁信號，所述信號調製單元接通非接觸式超高頻傳感器以獲取局部放電信號並進行調製並傳輸給數據處理單元，所述通訊單元連接數據處理單元，所述信號調製單元包括信號放大器及與之連接的檢波電路，通過包絡檢波方式產生超高頻波形信號給數據處理單元。本實用新型局部放電檢測系統可安裝在戶外高壓開關櫃中，通過接收櫃體內局部放電產生的超高頻電磁波實現局部放電檢測和模式識別，並可在設備不停電情況下進行安裝，並對設備狀況進行實時動態監測，具有極強的抗幹擾能力和較高的靈敏度。
【專利說明】—種局部放電檢測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力設備在線監測技術，更特定言之，本實用新型主要涉及一種高壓開關櫃內的局部放電檢測系統。
【背景技術】
[0002]高壓開關櫃是電力系統非常重要的電氣設備，其內部絕緣部分的缺陷或劣化、導電連接部分的接觸不良都使安全運行受到威脅。根據1989?1992年間全國電力系統6?1kV開關櫃事故統計，絕緣和載流引起的故障佔總數的40.2%，其中由於絕緣部分的閃絡造成的事故佔絕緣事故總數的79.0%。由於在事故潛伏期可能產生放電現象，故可以通過對放電的監測得到相關的信息。而目前的局部放電在線監測裝置應用於變電站中，在戶外環網櫃中鮮見應用。同時這些裝置均無法在設備不停電的情況下進行安裝。
實用新型內容
[0003]本實用新型專利技術中的局部放電檢測系統可安裝在戶外高壓開關櫃中，通過接收櫃體內局部放電產生的超高頻電磁波，實現局部放電檢測和模式識別，並可在設備不停電的情況下進行安裝，並對設備狀況進行實時動態監測，具有極強的抗幹擾能力和較高的靈敏度。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:一種局部放電檢測系統，包括非接觸式超高頻傳感器、信號調製單元、同軸屏蔽電纜、數據處理單元以及通訊單元，通過所述的非接觸式超高頻傳感器感應高壓開關櫃內局部放電產生的電磁信號，所述信號調製單元通過同軸屏蔽電纜接通所述非接觸式超高頻傳感器以獲取局部放電信號並進行調製，傳輸給數據處理單元進行信號處理並轉換為數位訊號，所述通訊單元連接數據處理單元以遠端傳輸所述的數位訊號，其中所述的信號調製單元包括耦合所述同軸屏蔽電纜的信號放大器，以及與之連接的一個檢波電路，通過包絡檢波方式產生超高頻波形信號給數據處理單元。
[0005]非接觸式超高頻傳感器內嵌了阿基米德雙臂螺旋天線。
[0006]所述阿基米德雙臂螺旋天線檢測的局部放電信號帶寬頻率為500?1500MHz。
[0007]所述信號放大器內嵌入貝塞爾型有源帶通濾波器，其放大增益設為40dB。
[0008]本實用新型設計了局部放電檢測的一種新方法，在電力設備如GIS、同步電機、變壓器、電纜等的檢測中得以應用。阿基米德雙臂螺旋天線具有外界幹擾信號少的特點，其電性能與頻率大小無關，具有寬頻帶、圓極化、尺寸小等優點，因而檢測系統受外界幹擾影響小，可以極大提高電氣設備局部放電檢測，特別是在線檢測的可靠性和靈敏度。用於高壓開關櫃在線監測有明顯的優點，因此這一技術在例如400kV變電站中取得經驗。通過已收集的一萬多條涵蓋所有不同型號的高壓設備的資料庫，對高壓櫃體內器件(如CT、PT)、母線連接處、支持絕緣子表面及開斷裝置，例如熔斷器、拉閘開關等進行了試驗驗證。
[0009]本實用新型的技術原理是根據當高壓電氣設備發生局部放電時，放電電量先聚集在與放電點相鄰的接地金屬部分，形成電流脈衝並向各個方向傳播。對於內部放電，放電電量聚集在接地屏蔽的內表面，因此，如果屏蔽層是連續時無法在外部檢測到放電信號。但實際上，屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接處、電纜絕緣終端等部位出現破損而導致不連續，這樣，高頻信號就會傳輸到設備外層。放電產生的電磁波通過金屬箱體的接縫處或氣體絕緣開關的襯墊傳播出去。
[0010]在一個實施例中，高壓開關櫃局部放電在線檢測技術對開關設備局部放電狀況進行檢測及定位，通過耦合式傳感探測器在被檢環網櫃設備的金屬外殼上進行探測。裝置檢測由於局部放電而引起的短暫電壓脈衝，測出局部放電電壓脈衝的幅度峰值。採用多個耦合式探測器可以檢測放電點發出的電磁波瞬間脈衝所經過的時間差來確定放電活動的位置，原理是採用比較電磁脈衝分別到達傳感探測器所需要的時間。系統指示哪個通道先被觸發，進而表明探測器離放電點的電氣距離較近。脈衝是以光速或接近光速進行傳播的，所以必須能夠分辨很小的時間差，通常為ys級。採用比較電磁脈衝抵達不同探測器的時間差異來確定放電點的方法在本質上優於採用比較信號強度來確定放電點的方法，因為電磁波的多次反射可能造成幅值測量結果不正常。
[0011]基於此，本實用新型實施例的技術效果顯而易見，採用的高壓開關櫃局部放電超高頻在線監測裝置具有測量頻帶寬、抗幹擾能力強、工作穩定性好等優點，能很好地滿足開關櫃局部放電在線監測的要求；裝置在超高頻傳感器中內嵌了阿基米德雙臂螺旋天線，具有寬頻帶、圓極化、尺寸小、效率高及非接觸測量等優點，可實現在高壓開關櫃不停電工作狀態下安裝；採用檢波電路獲得得到局部放電產生的超高頻信號的包絡曲線，再利用數據處理單元提取信號峰值和相位特徵量。這種方式大大降低了數據處理和採集的數據量，有效降低了裝置本身的複雜程度及其對通信帶寬、監控中心處理能力的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1示意性繪示出本實用新型局部放電檢測系統的功能模塊化框圖；
【具體實施方式】
[0013]參照圖1，局部放電檢測系統包括非接觸式超高頻傳感器1、信號調製單元2、同軸屏蔽電纜3、數據處理單元4以及通訊單元5，通過非接觸式超高頻傳感器1感應高壓開關櫃內局部放電產生的電磁信號，信號調製單元2通過同軸屏蔽電纜3接通所述非接觸式超高頻傳感器1以獲取局部放電信號並進行調製，傳輸給數據處理單元4進行信號處理並轉換為數位訊號，所述通訊單元5連接數據處理單元4以遠端傳輸所述的數位訊號，信號調製單元2包括耦合所述同軸屏蔽電纜3的信號放大器21，以及與之連接的一個檢波電路22，通過包絡檢波方式產生超高頻波形信號給數據處理單元4。
[0014]非接觸式超高頻傳感器1內嵌了阿基米德雙臂螺旋天線，所述阿基米德雙臂螺旋天線檢測的局部放電信號帶寬頻率為500?1500MHz。信號放大器21內嵌入貝塞爾型有源帶通濾波器，其放大增益設為40dB。
【權利要求】
1.一種局部放電檢測系統，其特徵在於包括非接觸式超高頻傳感器、信號調製單元、同軸屏蔽電纜、數據處理單元以及通訊單元，通過所述的非接觸式超高頻傳感器感應高壓開關櫃內局部放電產生的電磁信號，所述信號調製單元通過同軸屏蔽電纜接通所述非接觸式超高頻傳感器以獲取局部放電信號並進行調製，傳輸給數據處理單元進行信號處理並轉換為數位訊號，所述通訊單元連接數據處理單元以遠端傳輸所述的數位訊號，其中所述的信號調製單元包括耦合所述同軸屏蔽電纜的信號放大器，以及與之連接的一個檢波電路，通過包絡檢波方式產生超高頻波形信號給數據處理單元。
2.根據權利要求1所述的局部放電檢測系統，其特徵在於:所述的非接觸式超高頻傳感器內嵌了阿基米德雙臂螺旋天線。
3.根據權利要求2所述的局部放電檢測系統，其特徵在於:所述阿基米德雙臂螺旋天線檢測的局部放電信號帶寬頻率為50(Tl500MHz。
4.根據權利要求1所述的局部放電檢測系統，其特徵在於:所述信號放大器內嵌入貝塞爾型有源帶通濾波器，其放大增益為40dB。
【文檔編號】G01R31/12GK204044296SQ201420441743
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】馬靜君, 陳建紅, 徐建華, 徐航, 張明昭, 司拴成, 王曄辰, 鄭騰飛 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司金華供電公司, 國網浙江蘭谿市供電公司