CN103529368B - 变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其金属壳体的两端分别与盖板和环氧树脂板连接，形成一个封闭的腔体，屏蔽板将所述腔体分成两个封闭的空间，下部空间的所述金属壳体的内壁上设置有固定架，所述固定架上安装有放大板，所述环氧树脂板的内表面上安装有天线板，上部空间的所述金属壳体体壁上设置有航空插头和N型头，所述天线板、放大板与所述航空插头和N型头通过导线依次串连；所述金属壳体下端与一个圆环板固定连接。本发明具有很好的外界电磁信号屏蔽效果，能让壳体内的放大板及天线板更准确的接收高压并联电抗器内部局部放电产生的电磁波，安装方便；其抗干扰能力强、信号带宽宽、动态范围大、灵敏度高。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电力设备超高频局放在线监测，特别是涉及一种变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统。
背景技术：
高压并联电抗器是500kV变电站的重要设备之一，其可靠性影响电网的安全运行。运行经验表明，高压并联电抗器问题以绝缘性故障为主。如：2005年～2010年国网公司系统发生的数起500kV电抗器烧毁事件均为内部放电引发的绝缘性故障。
高压并联电抗器主要为油/纸绝缘结构，其绝缘长期处于高电压、强电场环境下运行，对局部放电十分敏感。局部放电既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式。因此，局部放电检测技术成为目前油/纸绝缘性能检测最为有效的监测方法。但是，由于高压电抗器无低压绕组，试验设备无法通过低压绕组获得所需的试验电压，造成设备出厂和现场无法进行局部放电试验。目前市场上还没有针对高压并联电抗器检测的特高频传感器。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种抗干扰能力强、灵敏度高且能够实时监测的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统。
本发明的技术方案是：一种变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，含有信号采集器、信号处理器和显示器，所述信号采集器安装在变电站高压并联电抗器内部，所述信号采集器与信号处理器连接，所述信号处理器与显示器连接，所述信号采集器采用特高频传感器。
所述特高频传感器含有金属壳体和屏蔽板，所述金属壳体为筒形，其上端与盖板连接，下端与环氧树脂板连接，形成一个封闭的腔体，所述腔体的中部安装有所述屏蔽板，所述屏蔽板将所述腔体分成两个封闭的空间，所述屏蔽板与环氧树脂板之间的所述金属壳体的内壁上设置有固定架，所述固定架上安装有放大板，所述环氧树脂板的内表面上安装有天线板，所述盖板与屏蔽板之间的所述金属壳体体壁上设置有航空插头和N型头，所述天线板、放大板与所述航空插头和N型头通过导线依次串连；所述金属壳体下端与一个圆环板固定连接，所述圆环板上均布有螺栓孔。
所述圆环板上的螺栓孔与高压并联电抗器的人孔门四周的螺栓孔相对应。所述屏蔽板通过螺栓固定在一个圆环形固定板上，该圆环形固定板的外环面与所述金属壳体内壁固定密封连接。
特高频传感器的频带带宽为0.5～1.5GHz。所述天线板和放大板的形状均为长方形；所述天线板和放大板通过厌氧胶分别与所述环氧树脂板和固定架粘结固定；所述天线板的中心与所述环氧树脂板的中心重合；所述圆环板由金属材料制成。所述信号处理器包括依次连接的信号放大电路、A/D转换电路和数据处理电路；所述信号采集器、信号处理器和显示器之间分别通过金属管道屏蔽线缆连接。所述信号采集器与高压并联电抗器器身端盖为一体结构；所述信号采集器的盖板为高压并联电抗器的检修人孔盖。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用超高频局部放电检测技术，通过采集局部放电过程产生的电磁波信号，并利用电抗器壳体及配套机构屏蔽现场各类干扰信号，可大大提高局部放电检测的有效性和灵敏度。该项目成果可推广至同类型油/纸绝缘设备，解决了目前高压电抗器等设备无法通过出厂和现场试验考核其绝缘状况的问题，为设备的安全运行提供保障。
2、本发明的特高频传感器具有很好的外界电磁信号屏蔽效果，能让壳体内的放大板及天线板更准确的接收高压并联电抗器内部局部放电产生的电磁波，安装方便；其抗干扰能力强、信号带宽宽、动态范围大、灵敏度高。
3、本发明特高频传感器壳体的横截面与高压并联电抗器的人孔门相对应配合，通过紧固装置安装，不破坏原有结构，成本较低。
4、本发明天线板紧贴环氧树脂板内侧安装，稳固性好，另外，屏蔽板将壳体内腔分成两个封闭的空间，屏蔽效果好。
5、本发明壳体内设置有圆环板，屏蔽板通过螺栓固定在该圆环板上，拆装方便，并且密封效果好。
6、本发明可同时对多台高压并联电抗器进行在线实时监测，记录高压并联电抗器内部局部放电信号特征，另外，超高频传感器完全封闭在高压并联电抗器壳体内，彻底屏蔽了变电站的电磁信号干扰，抗干扰能力强、灵敏度高且易于拆装，易于推广实施，具有良好的经济效益。
附图说明：
图1为变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统的结构示意图；
图2为图1中所示特高频传感器的结构示意图；
图3为图2所示特高频传感器的侧视图。
具体实施方式：
实施例：参见图1、图2和图3，图中，1-盖板；2-螺栓；3-屏蔽板；4-放大板；5-天线板；6-环氧树脂板；7-航空插头和N型头；8-高压并联电抗器人孔门的法兰；9-金属壳体，10-圆环板，11-高压并联电抗器，12-信号采集器，13-金属管道屏蔽线缆，14-信号处理器，15-显示器。
变电站高压并联电抗器超高频局放在线监测系统，包括信号采集器12、信号处理器14和显示器15，其中信号采集器12采用超高频传感器且安装在高压并联电抗器11内部，超高频传感器与高压并联电抗器11器身端盖为一体结构，信号采集器12与信号处理器14通过密封管和端盖出口穿过高压并联电抗器11器身端盖的金属管道屏蔽线缆13连接，信号处理器14与显示器15连接，连接通过金属管道屏蔽线缆13实现。系统可支持多个超高频传感器同时进行信号采集，从而完成对高压并联电抗器进行在线实时监测，记录高压并联电抗器内部局部放电信号特征。
特高频传感器含有金属壳体9和屏蔽板3，其中：金属壳体9为筒形，其上端与盖板1连接，下端与环氧树脂板6连接，形成一个封闭的腔体，腔体的中部安装有屏蔽板3，屏蔽板3将腔体分成两个封闭的空间，屏蔽板3与环氧树脂板6之间的金属壳体9的内壁上设置有固定架，固定架上安装有放大板4，环氧树脂板6的内表面上安装有天线板5，盖板1与屏蔽板3之间的金属壳体9体壁上设置有航空插头和N型头7，天线板5、放大板4与航空插头和N型头7通过导线依次串连；金属壳体9下端与一个圆环板10的内环面固定连接，圆环板10上均布有螺栓孔。
圆环板上的螺栓孔与高压并联电抗器人孔门的法兰8的螺栓孔相对应。屏蔽板3通过螺栓固定在一个圆环形固定板上，该圆环形固定板的外环面与金属壳体9内壁固定密封连接。 天线板5和放大板4均为长方形。天线板5和放大板4通过厌氧胶分别与环氧树脂板6和固定架粘结固定；天线板5的中心与环氧树脂板6的中心重合；圆环板10由金属材料制成。圆环板10与高压并联电抗器人孔门的法兰8之间设置有密封圈。
工作时，将金属壳体9放置在高压并联电抗器12的人孔门处，通过螺栓固定，航空插头和N型头7与外部监控设备连接，屏蔽板3将外界电磁信号屏蔽掉，放大板4及天线板5更准确的接收高压并联电抗器12内部局部放电产生的电磁波，并传送到外部监控设备上，用于实时监测高压并联电抗器12内部局部放电情况，其抗干扰能力强、信号带宽宽、动态范围大、灵敏度高。频带带宽为0.5～1.5GHz。
以上实施方式仅为本发明的优选实施例，本发明不限于上述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，含有信号采集器、信号处理器和显示器，其特征是：所述信号采集器安装在变电站高压并联电抗器内部，所述信号采集器与信号处理器连接，所述信号处理器与显示器连接，所述信号采集器采用特高频传感器；所述特高频传感器含有金属壳体和屏蔽板，所述金属壳体为筒形，其上端与盖板连接，下端与环氧树脂板连接，形成一个封闭的腔体，所述腔体的中部安装有所述屏蔽板，所述屏蔽板将所述腔体分成两个封闭的空间，所述屏蔽板与环氧树脂板之间的所述金属壳体的内壁上设置有固定架，所述固定架上安装有放大板，所述环氧树脂板的内表面上安装有天线板，所述盖板与屏蔽板之间的所述金属壳体体壁上设置有航空插头和N型头，所述天线板、放大板与所述航空插头和N型头通过导线依次串连；所述金属壳体下端与一个圆环板固定连接，所述圆环板上均布有螺栓孔。
2.根据权利要求1所述的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其特征是：所述圆环板上的螺栓孔与高压并联电抗器的人孔门四周的螺栓孔相对应。
3.根据权利要求1所述的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其特征是：所述屏蔽板通过螺栓固定在一个圆环形固定板上，该圆环形固定板的外环面与所述金属壳体内壁固定密封连接。
4.根据权利要求1所述的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其特征是：特高频传感器的频带带宽为0.5～1.5GHz。
5.根据权利要求1所述的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其特征是：所述天线板和放大板的形状均为长方形；所述天线板和放大板通过厌氧胶分别与所述环氧树脂板和固定架粘结固定；所述天线板的中心与所述环氧树脂板的中心重合；所述圆环板由金属材料制成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其特征是：所述信号处理器包括依次连接的信号放大电路、A/D转换电路和数据处理电路；所述信号采集器、信号处理器和显示器之间分别通过金属管道屏蔽线缆连接。
7.根据权利要求6所述的变电站高压并联电抗器超高频局部放电在线监测系统，其特征是：所述信号采集器与高压并联电抗器器身端盖为一体结构；所述信号采集器的盖板为高压并联电抗器的检修人孔盖。
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