10kV絕緣管型母線中間接頭局部放電檢測系統的製作方法
2023-05-16 10:45:31 1
本發明屬於絕緣管型母線技術領域，尤其是一種10kV絕緣管型母線中間接頭局部放電檢測系統。
背景技術：
隨著絕緣管型母線應用的日益廣泛，其檢測技術的研究便彰顯重要。絕緣管型母線具有載流量大、絕緣性能好、機械強度高、散熱好、溫升低、抗幹擾、壽命長等優點，目前許多供電公司越來越多地使用絕緣管型母線作為主變中、低壓側與配電設施之間的聯接導體，以提高母線材料的有效利用率，增強母線機械強度，防止人身觸及帶電母線、金屬物落於母線產生相間短路等，獲得了較好效果。絕緣母線生產企業所銷售的產品質量及安裝過程中的工藝水平參差不齊，絕緣層內部出現雜質、微孔、半導電層突起或分層缺陷、水分滲入等，均可能引起局部放電的發生，最終將導致主絕緣的擊穿，影響電網系統的可靠性。由於絕緣管型母線中間接頭結構複雜，影響其絕緣性能的因素很多，且通常在現場人工製作，不良工藝容易遺留故障隱患。若絕緣母線帶缺陷運行，發電機及變壓器低壓側母線發生故障時，將要啟動差動保護，使發電機和變壓器跳閘，影響整個發、供電系統。
目前現場針對XLPE電纜的局部放電檢測已有相關的標準和相對成熟的檢測方法，放電類型大致包括內部放電、沿面放電和電暈放電等，電纜的狀態評估總體有較成熟的標準規範。但針對絕緣管型母線中間接頭的局部放電檢測研究和現場工作尚未開展。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種設計合理、性能穩定可靠且使用方便的10kV絕緣管型母線中間接頭局部放電檢測系統。
本發明解決其技術問題是採取以下技術方案實現的：
一種10kV絕緣管型母線中間接頭局部放電檢測系統，包括差分檢測迴路、濾波放大單元、高速數據採集卡、計算機主機和觸控螢幕顯示器；所述差分檢測迴路由電容型傳感器和檢測阻抗連接構成，該電容型傳感器採用金屬箔電極敷設於管型母線中間接頭兩側，通過外層護套與接地屏間形成等效電容；所述差分檢測迴路的輸出端連接濾波放大單元進行噪聲抑制和信號放大，該濾波放大單元的輸出端連接高速數據採集卡，該高速數據採集卡安裝在計算機主機內，在計算機主機內安裝有局部放電分析軟體對高速數據採集卡傳來的數據進行放電分析，所述觸控螢幕顯示器與計算機主機相連接實現人機互動功能。
所述濾波放大單元由帶通濾波器和放大器構成，該帶通濾波器的通帶為1MHz—50MHz，該放大器增益為40dB。
所述高速數據採集卡為雙通道PCI接口採集卡，單通道最高採用率為100MHz，解析度為14位，入口電壓為5V。
本發明的優點和積極效果是：
本發明基於電容型傳感器和差分檢測電路拾取局部放電信號，經由高速數據採集卡採集放電信號後，由局部放電分析軟體進行進行去噪、特徵提取和模式識別處理，確定管型母線中間接頭局部區域的放電類型和程度並直觀地展現出來，實現了管母中間接頭處的局部放電信號PRPD頻譜分析、A/B/C三相局部放電信號分析和顯示、局部放電類型診斷、A/B/C三相在線監測顯示、添加到資料庫和歷史數據管理等功能，界面友好，信息顯示直觀，操作便捷，為技術人員提供豐富的決策信息，便於對管型母線開展施工和維護工作。
附圖說明
圖1是本發明的系統結構圖；
圖2是本發明的使用狀態圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述：
一種10kV絕緣管型母線中間接頭局部放電檢測系統，如圖1及圖2所示，包括差分檢測迴路、濾波放大單元、高速數據採集卡、計算機主機和觸控螢幕顯示器。所述差分檢測迴路由電容型傳感器和檢測阻抗構成，電容型傳感器採用金屬箔電極敷設於管型母線中間接頭兩側，通過外層護套與接地屏間形成等效電容，兩側電容與檢測阻抗構成差分式檢測迴路。當管型母線中產生局部放電時，傳播至兩個電容後，形成的信號在檢測阻抗上抵消；當中間接頭處產生局部放電時，通過兩個耦合電容迴路形成的脈衝電流在檢測阻抗處產生壓降，可在後續電路中側取。因此，上述方式可對管型母線中間接頭中的局部放電進行選擇性測量。
濾波放大單元用於噪聲抑制和有效信號的放大，該濾波放大單元的帶通濾波器的通帶為1MHz—50MHz，放大器增益為40dB。
高速數據採集卡為雙通道PCI接口採集卡，單通道最高採用率100MHz，解析度14位，入口電壓5V。高速數據採集卡安裝在主機內用於高速採集局部放電信號，實現模數轉換。
計算機主機：基於PC機原理開發，主要用於數據的後續處理、軟體運行和資料庫管理。在計算機主機內安裝局部放電分析軟體，該軟體基於LabVIEW平臺開發，具有濾波去噪、局部放電信號PRPD頻譜分析、A/B/C三相局部放電信號分析和顯示、局部放電類型診斷、A/B/C三相在線監測顯示、添加到資料庫和歷史數據管理等功能，界面友好，信息顯示直觀，操作便捷。
觸控螢幕顯示器：用於設備操作和軟體使用，採用電容式觸控螢幕設計，人機界面簡潔美觀，易於操作。
本發明基於電容型傳感器並採用差分法局放檢測原理建立了一套絕緣管型母線中間接頭的局部放電檢測系統。由於在絕緣管型母線中間接頭的安裝過程中，可能在絕緣中引入缺陷；在外電場作用下，缺陷產生局部放電現象，因此，本發明通過電容耦合傳感器拾取放電信號，通過差分法局放信號檢測電路獲得放電信息，即可實現管型母線接頭處局部放電信號的檢測。本發明選頻設定為1MHz-50MHz，信號拾取系統的信噪比最高。通過高速數據採集卡將拾取的局部放電模擬信號採集至主機後，進行特徵提取和模式識別，判別局部放電的程度，為絕緣管型母線中間接頭的長期安全運行提供參考。
本發明在使用時，首先將一對金屬箔電極分別貼附在管型母線中間接頭的兩側，與末蔽之間形成一個約為nF級的等效電容，兩金屬箔電極之間採用檢測阻抗進行連接，將檢測阻抗上拾取到的信號進行選頻放大，連接至絕緣管型母線中間接頭局部放電在線檢測儀的高速採集卡。然後通過局部放電檢測軟體進行相應的信號採集及分析，局部放電特徵量提取，模式識別，資料庫管理等功能，操作過程通過觸控螢幕顯示器實現。通過軟體分析給出管型母線中間接頭絕緣缺陷類型及絕緣劣化程度，為技術人員的故障判定及決策提供參考信息。
需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括並不限於具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本發明保護的範圍。