CN103197211A - 一种开关柜局部放电巡检仪 - Google Patents

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薛明
黄成军
殷怡杰
郭灿新
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SHANGHAI HUACHENG ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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SHANGHAI HUACHENG ELECTRICAL TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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Abstract

本发明公开了一种开关柜局部放电巡检仪，包括超高频传感器、电缆和检测终端，所述超高频传感器通过所述电缆与所述检测终端相连，所述检测终端包括信号调理单元、数据采集卡和触摸屏，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器，所述带通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器、数据采集卡和触摸屏依次相连。本发明的开关柜局部放电巡检仪，结构紧凑，监测终端为手持式，携带检测方便，工作效率高，采用超高频检测方法，可以在现场对开关柜局部放电进行有效检测。

Description

一种开关柜局部放电巡检仪
技术领域
本发明涉及的是一种用于开关柜局部放电检测的检测装置，具体是一种开关柜局部放电巡检仪。
背景技术
随着我国电力工业建设的突飞猛进，现代电力系统正向着大电网、大机组、超高压、大容量的方向发展，为保障电力系统的稳定性、可靠性，对电力设备的安全程度也提出了更高的要求。开关柜是电力系统中常用的重要设备，开关柜内部故障以绝缘性故障为主，开关柜内部存在绝缘缺陷时会产生局部放电，局部放电放是反映开关柜绝缘性能的重要参数之一,它是开关柜绝缘劣化的征兆和表现形式,又是绝缘进一步劣化的原因。通过检测开关柜局部放电能发现其内部早期的绝缘缺陷,以便采取措施,避免其发展，有效检测局部放电对确保开关柜的安全稳定运行具有重要意义。
目前开关设备内部局部放电信号的检测方法中，超高频法是目前实现开关设备局部放电在线监测比较实用可行的方法。超高频法，是利用传感器接收局部放电激发的超高频电磁波信号来监测局部放电。与其他方法相比，超高频法具有灵敏度较高、抗干扰能力较强、可识别故障类型及进行定位等优点，是近20年来的研究热点之一。
分析目前的超高频局部放电检测设备，从国内市场来看,大部分局部放电检测仪只能从丰富的局部放电信号中提取出少量有效的信号，产品大都为固定式，且体积较大，结构较为复杂，便携性差。现在的市场上，高端的便携式局部放电检测仪被国外的一些传统局部放电检测仪生产商所垄断，价格昂贵，对于一些中小型企业很难有资金去购买，而国内所研究的一些便携式局部放电检测仪功能还不太完善，因此研制一种成本相对低廉，可以消除检测过程中各种干扰，并且对局部放电信号强度做出判别，同时具有良好便携性的手持式检测仪，还是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种开关柜局部放电巡检仪，能够在现场对开关柜产生的超高频局放信号进行有效检测，成本相对低廉，结构紧凑，携带检测方便，工作效率高，方便工作人员进行日常巡检。
实现上述目的的技术方案是：
一种开关柜局部放电巡检仪，包括超高频传感器、电缆和检测终端，所述超高频传感器通过所述电缆与所述检测终端相连，所述检测终端包括信号调理单元、数据采集卡和触摸屏，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器，所述带通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器、数据采集卡和触摸屏依次相连，其中：
所述超高频传感器接收开关柜局部放电时产生的信号，并通过所述电缆把信号输送至所述带通滤波器；
所述带通滤波器对接收的信号滤除噪声干扰，并把滤除干扰后的信号发送给所述信号放大器；
所述信号放大器对接收的滤除干扰后的信号进行放大处理，并把经过放大处理后的信号输送至所述脉冲展宽器；
所述脉冲展宽器将接收的经过放大处理后的信号展宽成具有一定宽度和精度的宽脉冲信号，并把宽脉冲信号输送至所述数据采集卡；
所述数据采集卡对接收的宽脉冲信号进行存储、分析处理，并把结果输送至触摸屏；
所述触摸屏显示局部放电巡检仪的检测结果。
上述的开关柜局部放电巡检仪，其中，所述超高频传感器包括一微带天线，所述微带天线的频带为500MHz至1.5GHz，所述超高频传感器通过所述微带天线接收开关柜局部放电时产生的超高频信号。
上述的开关柜局部放电巡检仪，其中，所述数据采集卡的最高采样频率为2KHz，所述数据采集卡的AD（模数转换）分辨率为10bit。
上述的开关柜局部放电巡检仪，其中，所述数据采集卡的信号输入方式为交流耦合输入方式。
本发明的开关柜局部放电巡检仪与现有技术相比，能够在现场对开关柜产生的超高频局放信号进行有效检测并分析，判断开关柜内部是否有局放发生，并对局放信号的强弱进行定性的估计，成本相对低廉，结构紧凑，检测终端为手持式，携带检测方便，具有较高的灵敏度和信噪比，工作效率高，方便工作人员进行日常巡检。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明现场使用的布局示意图；
图3是本发明的检测终端的工作原理的框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的关柜局部放电巡检仪，包括超高频传感器1、电缆3和检测终端2，超高频传感器1通过电缆3与检测终端2相连，检测终端2包括信号调理单元21、数据采集卡22和触摸屏23，信号调理单元21包括带通滤波器211、信号放大器212和脉冲展宽器213，带通滤波器211、信号放大器212、脉冲展宽器213、数据采集卡22和触摸屏23依次相连。
超高频传感器1用于接收开关柜局部放电时产生的超高频信号；信号调理单元21用于对传感器送来的信号进行预处理，实现任意选通超高频段一定带宽的某一中心频率的信号。
超高频传感器1接收开关柜局部放电时产生的超高频信号，并通过电缆3把信号输送至带通滤波器211；带通滤波器211对接收的信号滤除噪声干扰，并把滤除干扰后的信号发送给信号放大器212；信号放大器212对接收的滤除干扰后的信号进行放大处理，并把经过放大处理后的信号输送至脉冲展宽器213；脉冲展宽器213将接收的经过放大处理后的信号展宽成具有一定宽度和精度的宽脉冲信号，并把宽脉冲信号输送至数据采集卡22；数据采集卡22对接收的宽脉冲信号进行存储、分析处理，并把结果输送至触摸屏23；触摸屏23显示局部放电巡检仪的检测结果，并可实现人工输入控制指令。
在本实施例中，超高频传感器1包括一微带天线，微带天线的频带为500MHz至1.5GHz，超高频传感器通过微带天线接收开关柜局部放电时产生的超高频信号。数据采集卡22的最高采样频率为2KHz，数据采集卡22的AD分辨率为10bit，数据采集卡22的信号输入方式为交流耦合输入方式。
再请参阅图2，在现场测量过程中，由于主控室中的开关柜10是一个接一个的紧密排列，两个侧面一般不能布置传感器，因此超高频传感器1一般只能置于开关柜10的前面和后面。超高频传感器1采集开关柜局部放电时产生的超高频信号，并通过电缆3把信号传输给检测终端2。
再请参阅图3，检测终端2工作原理如下：1）先进行初始化，设置各类初始参数等；2）检测终端的信号与50Hz的信号保持同步后，重新产生采样控制时钟；3）再按照设定参数指定相应超高频传感器读取开关柜局部放电时产生的超高频信号，并将采集到的数据进行保存；4）然后使用FIR（Finite ImpulseResponse，有限脉冲响应）滤波、FFT（fast Fourier transform，快速傅里叶变换）滤波、小波滤波等多种滤波算法，滤除现场的大量噪声干扰；5）最后对超高频局放信号进行分析，判断是否有局部放电发生，评估开关柜的绝缘状况。
本发明的开关柜局部放电巡检仪，由锂电池供电，方便工作人员进行日常巡检。
本实施例中，超高频传感器、通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器、数据采集卡采用市面上常见并易于采购的型号，例如带通滤波器的型号为BPF-A60+，信号放大器的型号为PMA-545+，数据采集卡的型号为USB-7660AN；或以现有技术设计实现。
综上所述，本发明的开关柜局部放电巡检仪，能够在现场对开关柜产生的超高频局放信号进行有效检测并分析，判断开关柜内部是否有局放发生，并对局放信号的强弱进行定性的估计，成本相对低廉，结构紧凑，检测终端为手持式，携带检测方便，具有较高的灵敏度和信噪比，工作效率高，方便工作人员进行日常巡检。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种开关柜局部放电巡检仪，包括超高频传感器、电缆和检测终端，所述超高频传感器通过所述电缆与所述检测终端相连，其特征在于，所述检测终端包括信号调理单元、数据采集卡和触摸屏，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器，所述带通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器、数据采集卡和触摸屏依次相连，其中：
所述超高频传感器接收开关柜局部放电时产生的信号，并通过所述电缆把信号输送至所述带通滤波器；
所述带通滤波器对接收的信号滤除噪声干扰，并把滤除干扰后的信号发送给所述信号放大器；
所述信号放大器对接收的滤除干扰后的信号进行放大处理，并把经过放大处理后的信号输送至所述脉冲展宽器；
所述脉冲展宽器将接收的经过放大处理后的信号展宽成具有一定宽度和精度的宽脉冲信号，并把宽脉冲信号输送至所述数据采集卡；
所述数据采集卡对接收的宽脉冲信号进行存储、分析处理，并把结果输送至触摸屏；
所述触摸屏显示局部放电巡检仪的检测结果。
2.根据权利要求1所述的开关柜局部放电巡检仪，其特征在于，所述超高频传感器包括一微带天线，所述微带天线的频带为500MHz至1.5GHz，所述超高频传感器通过所述微带天线接收开关柜局部放电时产生的超高频信号。
3.根据权利要求1所述的开关柜局部放电巡检仪，其特征在于，所述数据采集卡的最高采样频率为2KHz，所述数据采集卡的AD分辨率为10bit。
4.根据权利要求1或3所述的开关柜局部放电巡检仪，其特征在于，所述数据采集卡的信号输入方式为交流耦合输入方式。
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