一種開關櫃局部放電定位儀的製作方法
2023-05-05 22:00:16
專利名稱：一種開關櫃局部放電定位儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力高壓開關電氣設備的局部放電信號檢測裝置，更具體的說涉及一種開關櫃局部放電定位儀，其可以在不停電的狀態下對高壓開關櫃局部放電進行有效檢測和定位。
背景技術：
高壓開關櫃是使用極廣、數量最多的開關設備，由於在設計、製造、安裝和運行維護方面存在著不同程度的問題，因而事故率比較高。同時因汙穢、絕緣薄弱、小動物侵入等原因常引發事故，表現為外絕緣對地閃絡擊穿，內絕緣對地閃絡擊穿，相間絕緣閃絡擊穿， 雷電過電壓閃絡擊穿，瓷瓶套管閃絡、汙閃、擊穿、爆炸，CT閃絡、擊穿、爆炸，瓷瓶斷裂等。目前，電力系統中對開關櫃檢修的管理辦法主要是通過《電力設備預防性試驗規程》對開關櫃所規定的項目和相應的試驗周期，定期在停電狀態下進行絕緣性能的檢查性試驗，預防性試驗僅屬於一種計劃性的維修方式；長期的工作經驗表明，這樣一個維修體系有其一定的局限性，具體體現為一、周期性檢修沒有考慮到設備運行環境的差異性，對所有設備均採取同樣的檢修標準，即在檢修不足、檢修過度和檢修盲目性三者之間的矛盾較為突出。二、周期性試驗和大修均需要在停電條件下進行，故其會造成很大的直接和間接經濟損失。三、由於傳統預防性試驗是在停電的條件下進行的，與設備實際運行狀況總會有所差別；因此，對於一些只有在現場運行環境下才能體現出來的缺陷，在試驗條件下無法發現，可能造成設備潛在的絕緣缺陷。四、設備絕緣強度的劣化和缺陷的發展具有時間性，一般都是緩慢發展且具有一定潛伏期，因此對於周期性檢修方式來說，設備的絕緣狀態的質變有可能發生在兩次檢修周期之間。隨著近代傳感器技術、信號處理技術、電子和光電子技術、計算機技術的發展，極大地提高了檢測儀器的靈敏度和可靠性。目前國內局部放電檢測技術也得到了迅速發展， 目前局部放電的檢測方法按檢測的物理量性質分有電測法和非電測法，根據局部放電過程中所產生的各種在放電現象，相應出現的檢測技術主要有脈衝電流法、洩漏或介損、射頻檢測法、超高頻法、聲測法、光測法和化學檢測法。其中，通過檢測局部放電產生的電磁波信號從而判定是否存在有局部放電現象， 是目前比較常用的技術，已經廣泛應用於相應的檢測產品，但還是存在很多薄弱、不足之處，如局部放電點的定位、數據記錄存儲、導出、外界電磁的幹擾等問題。有鑑於此，本發明人針對現有技術在對局部放電點進行定位時的上述缺陷深入研究，遂有本案產生
實用新型內容
[0011]本實用新型的目的在於提供一種開關櫃局部放電定位儀，其可以有效檢測局部放電的有無，並且還可以對局部放電進行精確的定位。為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是一種開關櫃局部放電定位儀，其中，包括兩個均可緊貼於開關櫃表面的傳感器以及可與該兩個傳感器均相連的控制主機，該每一傳感器均採集局部放電在開關櫃表面產生的暫態對地電壓並將得到的信號輸送至控制主機，該控制主機至少具有數據採集及輸入單元、數據處理單元、數據存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元，該數據採集及輸入單元可與每一傳感器相連而對其採集的局部放電數據進行濾波、自動調節觸發閥值而送入數據處理單元，該數據處理單元則分別與數據存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元相連。進一步，該每一傳感器均具有電容耦合式傳感元件，該電容耦合式傳感元件內置於傳感器的前部，並在測試時與開關櫃金屬表面緊貼而檢測局部放電在開關櫃表面產生的暫態對地電壓的大小。進一步，該每一傳感器還均具有電晶體數字顯示控制模塊、指示燈、功能操作按鈕控制模塊、功能切換模塊以及操作按鈕，該操作按鈕與功能操作按鈕控制模塊相連，該指示燈、功能切換模塊和功能操作按鈕控制模塊均與電晶體數字顯示控制模塊相連。進一步，該每一傳感器還具有BNC接頭，該BNC接頭與控制主機相連而將檢測到的信號大小傳送到控制主機中。進一步，該控制主機還具有可對儀器電池電量大小進行實時監控的充電及電池信息單元。進一步，該控制主機還具有可與上位機相連的通訊接口單元。進一步，該兩個傳感器安裝間距大於600mm。採用上述結構後，本實用新型涉及的一種開關櫃局部放電定位儀，其通過設置有兩個傳感器和控制主機，其在需要檢測開關櫃是否存在局部放電時，可以僅讓一個傳感器與控制主機相連而進行檢測工作；而在需要對局部放電進行精確定位時，則可以讓兩個傳感器同時工作而使控制主機的控制單元進行分析處理而獲得精確位置；另外本實用新型由於設置有數據存儲單元、顯示單元和輸出單元，使現場檢測數據可以進行存儲和導出，便於進行後續的數據分析。
[0021]圖I為本實用新型涉及一種開關櫃局部放電定位儀中傳感器的檢測示意圖；[0022]圖2為本實用新型涉及一種開關櫃局部放電定位儀在進行定位檢測時的原理示意圖；[0023]圖3為本實用新型中控制主機的功能結構原理圖。[0024]圖中[0025]開關櫃局部放電定位儀100[0026]傳感器I主機 2[0027]數據採集及輸入單元21數據處理單元 22[0028]數據存儲單元23顯示單元 24[0029]控制單元25 輸出單元26充電及電池信息單元 27 通訊接口單元28同軸電纜3 開關櫃200。
具體實施方式
為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過具體方案來對本實用新型進行詳細闡述。如圖I至圖3所示，本實用新型涉及的一種開關櫃200局部放電定位儀100，其包括兩個傳感器I以及主機2，該兩個傳感器I均可緊貼於開關櫃200表面(如圖I和圖2所示)，該主機2可與該兩個傳感器I均相連，具體其是通過同軸電纜3相連。該每一傳感器I均採集局部放電在開關櫃200表面產生的暫態對地電壓並將得到的信號輸送至主機2，該主機2至少具有數據採集及輸入單元21、數據處理單元22、數據存儲單元23、顯示單元24、控制單元25以及輸出單元26，該數據採集及輸入單元21可與每一傳感器I相連而對其採集的局部放電數據進行濾波、自動調節觸發閥值而送入數據處理單元22，該數據處理單元22則分別與數據存儲單元23、顯示單元24、控制單元25以及輸出單元26相連，該數據處理單元22對數據進行分析判斷，剔除相關的幹擾信號後送至數據存儲單元23、顯示單元24和輸出單元26，數據存儲單元23將相應的數據保存至內部的存儲介質或者外接的存儲介質中，顯示單元24則可以在觸控螢幕上和傳感器I上顯示相應的數據， 輸出單元26則輸出對應通道相應的觸發脈衝信號，可以外接至示波器觀察分析，進而判斷可能的放電類型。優選地，該主機2還具有充電及電池信息單元27，對儀器電池電量大小進行實時監測，當監測到電池電壓低於設定值時將自動關機，另外進行充電時自動進行充電電流的監測，同時內置有過流保險絲，一旦充電出現斷路或過充，儀器能夠進行相應的保護；該主機2還具有通訊接口單元28，其可以實現與上位機的連接，進行軟體升級等相關操作。這樣，本實用新型涉及的一種開關櫃200局部放電定位儀100，其通過設置有兩個傳感器I和主機2，其在需要檢測開關櫃200是否存在局部放電時，可以僅讓一個傳感器I 與主機2相連而進行檢測工作；而在需要對局部放電進行精確定位時，則可以讓兩個傳感器I同時工作而使主機2的控制單元25進行分析處理而獲得精確位置；另外本實用新型由於設置有數據存儲單元23、顯示單元24和輸出單元26，使現場檢測數據可以進行存儲和導出，便於進行後續的數據分析。優選地,該每一傳感器I均具有電容稱合式傳感兀件，該電容稱合式傳感兀件內置於傳感器I的前部，並在測試時與開關櫃200金屬表面緊貼而檢測局部放電在開關櫃200 表面產生的暫態對地電壓的大小。另外，該每一傳感器I還均具有電晶體數字顯示控制模塊、指示燈、功能操作按鈕控制模塊、功能切換模塊以及操作按鈕，該操作按鈕與功能操作按鈕控制模塊相連，該指示燈、功能切換模塊和功能操作按鈕控制模塊均與電晶體數字顯示控制模塊相連。該每一傳感器I還具有BNC接頭，該BNC接頭與主機2相連而將檢測到的信號大小傳送到主機2中。請參見圖I和圖2，本實用新型的檢測原理是開關櫃200內絕緣缺陷會導致局部放電現象的產生，開關櫃產生局部放電會發生聲、光、電、熱等物理和化學變化；這些特徵都可作為局部放電檢測信號的傳感對象。當開關設備絕緣件發生內部放電和電暈放電時，將產生電磁波，這些電磁波通過開關櫃金屬外殼間的通道傳播出去，這些通道可能是金屬外殼間的間隔、襯墊或其它絕緣部件，當電磁波傳出金屬箱體時，同時在開關櫃的金屬箱體上產生一個暫態對地電壓 (TEV)，暫態對地電壓(TEV)只有幾伏且只能維持幾納秒(ns);由此，我們可以通過在運行中的開關設備的金屬外箱殼上放置一個TEV傳感器來測試開關設備內的內部放電和電暈放電情況。本實用新型對開關櫃局部放電就是基於暫態對地電壓(TEV)的檢測，並根據內部放電而產生的暫態對地電壓的脈衝波到達不同位置所需的時間不同，通過比較兩隻傳感器在不同位置測得暫態對地電壓信號所到達的時間，及比較放電信號強度大小的方法來確定內部放電發生的位置；通過兩隻傳感器檢測放電點發出的電磁波瞬間脈衝所經過的時間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每隻傳感器所需要的時間。系統指示哪個通道先被觸發，進而表明哪個傳感器離放電點的電氣距離較近；由於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。本發明的產品的最低解析度為2納秒，相當於光在空氣中走過600mm所用的時間，由此必須讓兩個傳感器的間距大於600mm ;本實用新型所採用比較電磁脈衝抵達不同傳感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，即本實用新型具有測試更加準確的功效。上述實施方案和圖式並非限定本實用新型的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利範疇。
權利要求1.一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，包括兩個均可緊貼於開關櫃表面的傳感器以及可與該兩個傳感器均相連的控制主機，該每一傳感器均採集局部放電在開關櫃表面產生的暫態對地電壓並將得到的信號輸送至控制主機，該控制主機至少具有數據採集及輸入單元、數據處理單元、數據存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元，該數據採集及輸入單元可與每一傳感器相連而對其採集的局部放電數據進行濾波、自動調節觸發閥值而送入數據處理單元，該數據處理單元則分別與數據存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元相連。
2.如權利要求I所述的一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，該每一傳感器均具有電容耦合式傳感元件，該電容耦合式傳感元件內置於傳感器的前部並在測試時與開關櫃金屬表面緊貼而檢測局部放電在開關櫃表面產生的暫態對地電壓的大小。
3.如權利要求I所述的一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，該每一傳感器還均具有電晶體數字顯示控制模塊、指示燈、功能操作按鈕控制模塊、功能切換模塊以及操作按鈕，該操作按鈕與功能操作按鈕控制模塊相連，該指示燈、功能切換模塊和功能操作按鈕控制模塊均與電晶體數字顯示控制模塊相連。
4.如權利要求I所述的一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，該每一傳感器還具有BNC接頭，該BNC接頭與控制主機相連而將檢測到的信號大小傳送到控制主機中。
5.如權利要求I所述的一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，該控制主機還具有可對儀器電池電量大小進行實時監控的充電及電池信息單元。
6.如權利要求I所述的一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，該控制主機還具有可與上位機相連的通訊接口單元。
7.如權利要求I所述的一種開關櫃局部放電定位儀，其特徵在於，該兩個傳感器安裝間距大於600mm。
專利摘要本實用新型公開一種開關櫃局部放電定位儀，包括兩個均可緊貼於開關櫃表面的傳感器以及可與該兩個傳感器均相連的控制主機，該每一傳感器均採集局部放電在開關櫃表面產生的暫態對地電壓並將得到的信號輸送至控制主機，該控制主機至少具有數據採集及輸入單元、數據處理單元、數據存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元，該數據採集及輸入單元可與每一傳感器相連而對其採集的局部放電數據進行濾波、自動調節觸發閥值後而送入數據處理單元，該數據處理單元則分別與數據存儲單元、顯示單元、控制單元以及輸出單元相連。本實用新型可以有效檢測開關櫃局部放電的有無，同時還可以對局部放電進行精確的定位。
文檔編號G01R31/08GK202351380SQ20112047004
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者李文斐, 董春雷, 蔡怡然, 鄧敏 申請人:廈門紅相電力設備股份有限公司