基於超高頻和脈衝電流的gis局放在線監測裝置的製作方法
2024-03-05 22:26:15 2
專利名稱：基於超高頻和脈衝電流的gis局放在線監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置。
背景技術：
局部放電檢測是電カ設備絕緣狀態診斷的重要方法。GIS的故障涉及絕緣、過熱、開關操作等引起的快速暫態過電壓、絕緣老化、密封性變差等方面。GIS在製造、使用過程中均可能使GIS內部有電極表面髒汙、毛刺、自由粒子、接觸不良引起浮電位等缺陷。上述缺陷導致GIS在高電壓下造成內部電場畸變，畸形電場發展到一定程度，便形成GIS內的局部放電。當GIS內發生局部放電時，會伴隨有各種現象出現，如氣體分解、光輻射、聲振動、高頻電磁波的激發等，它們均可用於GIS局部放電的檢測。由於電カ系統中架空線等的空氣中電暈放電脈衝的持續時間和波頭上升時間都較長，因此，在空氣中傳播電暈隨頻率的增長衰減很快，然而，現有技術中的常規局部放電檢測方法的缺點是難以避免電カ系統截波通訊幹擾。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的主要目的在於提供一種基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置，其能夠避開現場普遍存在的電暈幹擾，實現GIS局放在線檢測的目的。為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的一種基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置，包括UHF傳感器、信號傳輸檢測單元和中央處理單元，所述的UHF傳感器與GIS連接，UHF傳感器與信號傳輸檢測單元相連，所述的信號傳輸檢測單元連接所述的中央處理單元。所述的UHF傳感器為外置天線。所述的UHF傳感器為內置式傳感器。在所述的UHF傳感器與信號傳輸檢測單元之間連接有前置放大器。所述的前置放大器還連接A/D轉換模塊，所述的A/D轉換模塊通過所述的信號傳輸檢測単元與所述的中央處理單元連接。在所述的A/D轉換模塊和前置放大器之間連接有濾波器。所述的信號傳輸檢測單元包括信號傳輸模塊和信號檢測模塊，所述的信號傳輸模塊連接信號檢測模塊。所述的信號傳輸模塊為用於屏蔽外界高頻電磁幹擾的同軸射頻電纜。所述的信號檢測模塊為數字存儲示波器。所述的中央處理單元為內植局放數據分析程序的エ控機。本實用新型相對於現有技術具有以下突出的實質性特點和顯著的進步第一，測量GIS內絕緣隱患是通過在運行電壓下輻射的電磁波來判斷GIS內是否發生局部放電，可以非接觸測量實現對GIS設備內部的局部放電進行在線檢測。不僅能夠及時地發現GIS設備的早期放電情況，防止突發性事故的發生，同時還可以使設備檢修實現狀態檢修，有效地延長設備的使用壽命。第二，能夠在GIS設備正常運行，且無需拆動任何部件的條件下，檢測其內部的局部放電量。該儀器能夠抵抗運行環境中的主要電磁幹擾，並且包括空氣中電暈放電的幹擾，其檢測靈敏度高，且使用方便，避免了在GIS設備內部安裝傳感器，因此實現了局部放電信號超高頻傳感技術的實用性。第三，可有效地抑制背景噪聲，如空氣電暈等產生的電磁幹擾頻率一般均較低，可用寬頻法UHF對其進行有效抑制；而對超高頻通信、廣播電視信號，由於其有固定的中心頻率，因而可用窄頻法UHF將其與局部放電信號加以區別。GIS體外傳感器布置合理，那麼就可通過不同位置測到的局部放電信號的時延差來對局放源進行定位分析。第四，實現對關鍵變電站GIS內部缺陷的監測和分析。為GIS建立超高頻局放測試資料庫，對ー些潛在的故障前期發展情況進行跟蹤，建立相應潛在故障的有效判據；實現GIS超高頻局放監測工作的常態化。
圖I為本實用新型的基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置的結構示意圖；圖2為圖I所示裝置的傳感器的結構示意圖；圖3為圖I所示裝置的第二實施例示意圖；圖4為圖I所示裝置的第三實施例示意圖；圖5為圖I所示裝置的第四實施例示意圖；圖6為本實用新型裝置的濾波器電路圖的一具體實施例；圖7為本實用新型裝置的信號傳輸檢測單元的結構示意圖；圖8為本實用新型裝置的檢測原理示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型的基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置包括UHF傳感器111、信號傳輸檢測單元121和中央處理單元131，所述的UHF傳感器111與GIS連接，UHF傳感器111與信號傳輸檢測單元121相連，所述的信號傳輸檢測單元121連接所述的中央處理單元131。所述的中央處理單元131為內植局放數據分析程序的エ控機。圖2不意了ー種內置傳感器,如圖所不,在內導體51的外面為圓環電纜52,信號輸出端53從接地外殼46引出。本實用新型的基於超高頻法的脈衝電流GIS局放在線監測裝置的UHF傳感器111有內置傳感器和外置天線兩種。圖3為圖I所示裝置的第二實施例示意圖，如圖所示，裝置結構包括UHF傳感器111、信號傳輸檢測單元121和中央處理單元131，所述的UHF傳感器111與GIS連接，UHF傳感器111與信號傳輸檢測單元121相連，所述的信號傳輸檢測單元121連接所述的中央處理單元131，在所述的UHF傳感器111與信號傳輸檢測單元121之間連接有前置放大器141。圖4為圖I所示裝置的第三實施例示意圖，如圖所示,裝置結構包括UHF傳感器111、信號傳輸檢測單元121和中央處理單元131，所述的UHF傳感器111與GIS連接，UHF傳感器111與信號傳輸檢測單元121相連，所述的信號傳輸檢測單元121連接所述的中央處理單元131，所述的前置放大器141還連接A/D轉換模塊151，所述的A/D轉換模塊151通過所述的信號傳輸檢測單元121與所述的中央處理單元131連接。圖5為圖I所示裝置的第四實施例示意圖，如圖所示,裝置結構包括UHF傳感器111、信號傳輸檢測單元121和中央處理單元131，所述的UHF傳感器111與GIS連接，UHF傳感器111與信號傳輸檢測單元121相連，所述的信號傳輸檢測單元121連接所述的中央處理單元131，在所述的A/D轉換模塊151 和前置放大器141之間連接有濾波器171，所述的A/D轉換模塊151通過所述的信號傳輸檢測單元121與所述的中央處理單元131連接。圖6為本實用新型裝置的濾波器電路圖的一具體實施例，如圖所示，該濾波器為切比雪夫濾波器，其電路包括電阻Rl和R2，電容C1、C2和C3，電感LI和L2。該濾波器的選擇性和振幅特性較好，可用頻帶較寬(100HZ到幾個GHZ)，整個通帶內等波紋，阻帶衰減陡度滿足要求。圖7為本實用新型裝置的信號傳輸檢測單元121的結構示意圖，如圖所示，所述的信號傳輸檢測單元121包括信號傳輸模塊1211和信號檢測模塊1212，所述的信號傳輸模塊1211連接信號檢測模塊1212。具體實施例所述的信號傳輸模塊1211為用於屏蔽外界高頻電磁幹擾的同軸射頻電纜；所述的信號檢測模塊1212為數字存儲示波器。如圖8所示，41為盆式絕緣子，42為內導體，43為內部缺陷，44為內置傳感器，45為外置天線，46為接地外殼；本實用新型的檢測原理是GIS內局部放電時產生的電流脈衝激發出電磁波，包括中低頻和UHF段(O. 3-3GHz)電磁波，均可從GIS上盆式絕緣子41處洩露出來並由傳感器接收，然後根據接收的信號來分析局部放電的嚴重程度及其位置。由於使用UHF段信號檢測，可避開常規的電氣幹擾(主要是 300MHz，通常在400MHz以上)的測量來進行局部放電的檢測。由於現場的電暈幹擾主要集中在300MHz以下的頻段，因此可避開現場普遍存在的電暈幹擾。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用於限定本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置，其特徵在於，包括UHF傳感器、信號傳輸檢測單元和中央處理單元，所述的UHF傳感器與GIS連接，UHF傳感器與信號傳輸檢測單元相連，所述的信號傳輸檢測單元連接所述的中央處理單元。
2.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述的UHF傳感器為外置式天線。
3.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述的UHF傳感器為內置式傳感器。
4.如權利要求2或3所述的裝置，其特徵在於，在所述的UHF傳感器與信號傳輸檢測單元之間連接有前置放大器。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述的前置放大器還連接A/D轉換模塊，所述的A/D轉換模塊通過所述的信號傳輸檢測單元與所述的中央處理單元連接。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，在所述的A/D轉換模塊和前置放大器之間連接有濾波器。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述的信號傳輸檢測單元包括信號傳輸模塊和信號檢測模塊，所述的信號傳輸模塊連接信號檢測模塊。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在幹，所述的信號傳輸模塊為用於屏蔽外界高頻電磁幹擾的同軸射頻電纜。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述的信號檢測模塊為數字存儲示波器。
10.如權利要求I或9所述的裝置，其特徵在於，所述的中央處理單元為內植局放數據分析程序的エ控機。
專利摘要本實用新型公開了一種基於超高頻和脈衝電流的GIS局放在線監測裝置，包括UHF傳感器、信號傳輸檢測單元和中央處理單元，所述的UHF傳感器與GIS連接，UHF傳感器與信號傳輸檢測單元相連，所述的信號傳輸檢測單元連接所述的中央處理單元。本實用新型的優點是能夠避開現場普遍存在的電暈幹擾，實現GIS局放在線檢測的目的；可以非接觸測量實現對GIS設備內部的局部放電進行在線檢測；能夠在GIS設備正常運行，且無需拆動任何部件的條件下，檢測其內部的局部放電量。能夠在GIS設備正常運行，且無需拆動任何部件的條件下，檢測其內部的局部放電量。
文檔編號G01R31/12GK202421420SQ20112048218
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者劉生林, 劉罡, 姚軍, 屈傳寧, 張東良, 張宏星, 王多, 田相春, 茹秋實, 靳丹, 魏萬紅 申請人:甘肅省電力公司蘭州超高壓輸變電公司