CN104198904A - 一种绝缘管型母线局部放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其主要特点是：包括PC主机、触摸屏显示器、超高频传感器、超声波传感器和工频电流传感器，所述的PC主机与触摸屏显示器相连接，在PC主机内安装有滤波放大单元、高速数据采集卡以及局部放电分析软件，所述的超高频传感器、超声波传感器、工频电流传感器均连接到滤波放大单元的输入端，该滤波放大单元的输出端与高速数据采集卡相连接。本发明通过超高频传感器、超声波传感器拾取局部放电信号，能够对绝缘管型母线的绝缘劣化程度实施有效评估，解决了由于绝缘管型母线缺陷造成的安全性问题，保证了供电系统的安全运行。具有界面友好、信息显示清楚直观、操作便捷等特点。
Description
技术领域
本发明属于局部放电检测技术领域，尤其是一种绝缘管型母线局部放电检测装置。
背景技术
随着绝缘管型母线应用的日益广泛，其检测技术的研究便彰显重要。由于绝缘管型母线具有载流量大、绝缘性能好、机械强度高、散热好、温升低、抗干扰、寿命长等优点，因此，许多供电公司越来越多地使用绝缘管型母线作为主变中、低压侧与配电设施之间的联接导体，以提高母线材料的有效利用率，增强母线机械强度，防止人身触及带电母线、金属物落于母线产生相间短路等，获得了较好效果。绝缘母线生产企业所销售的产品质量及安装过程中的工艺水平参差不齐，由绝缘层内部出现杂质、微孔、半导电层突起或分层缺陷，均可能引起局部放电的发生，局部放电经过积累发展成电树，最终将导致主绝缘的击穿，影响电网系统的可靠性。另外，由于绝缘母线中间接头结构复杂，因此影响其绝缘性能的因素很多，且通常在现场人工制作，不良工艺容易遗留故障隐患。若绝缘母线带缺陷运行，发电机及变压器低压侧母线发生故障时，将要启动差动保护，使发电机和变压器跳闸，影响整个发、供电系统。因此，对绝缘管型母线进行局部放电检测，并对其绝缘劣化程度实施有效评估，对于保障电力系统安全具有重要意义。
目前现场针对XLPE电缆和充油电缆的局部放电检测已有相关的标准和相对成熟的检测方法，放电类型大致包括内部放电、沿面放电和电晕放电等，电缆的状态评估总体有较成熟的标准规范，但针对绝缘管型母线的局部放电检测研究和现场工作尚未开展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种绝缘管型母线局部放电检测装置,能够对绝缘管型母线的绝缘劣化程度实施有效评估，解决了由于绝缘管型母线缺陷造成的安全性问题。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种绝缘管型母线局部放电检测装置，包括PC主机、触摸屏显示器、超高频传感器、超声波传感器和工频电流传感器，所述的PC主机与触摸屏显示器相连接，在PC主机内安装有滤波放大单元、高速数据采集卡以及局部放电分析软件，所述的超高频传感器、超声波传感器、工频电流传感器均连接到滤波放大单元的输入端，该滤波放大单元的输出端与高速数据采集卡相连接，局部放电分析软件用于对传感器采集的数据进行放电分析处理。
而且，所述超高频传感器卡接在待测管型母线对应地线上并用于拾取局部放电的高频电磁波信号，该超高频传感器采用罗氏线圈原理设计，其工作频带为200kHz—25MHz，灵敏度5mV。
而且，所述的超声波传感器贴附在管型母线附近接地的金属构架上并用于拾取局部放电的超声波信号，该超声波传感器采用压电原理设计，其中心工作频率为40kHz。
而且，所述工频电流互感器卡接在待测管型母线对应地线上并用于拾取工作电压波形，提供局部放电参考相位信号。
而且，所述的高速数据采集卡采用4通道PCI接口采集卡，用于高速采集局部放电信号并实现模数转换功能，每个通道最高采用率为40M，分辨率未14位，入口电压为5V。
而且，所述滤波放大单元的带通滤波器的通带为1MHz—10MHz，放大器增益为40dB。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过超高频传感器、超声波传感器拾取局部放电信号，经由高速数据采集卡采集放电信号后，由局部放电分析软件进行去噪、特征提取和模式识别，确定局部放电的类型和程度，能够对绝缘管型母线的绝缘劣化程度实施有效评估，解决了由于绝缘管型母线缺陷造成的安全性问题，保证了供电系统的安全运行。
2、本发明通过局部放电分析软件能够实现局部放电信号PRPD频谱分析、三相(A、B、C)局放信号分析和显示、局放类型诊断、三相(A、B、C)在线监测显示、添加到数据库和历史数据管理等功能，具有界面友好、特征数据显示清楚直观、操作便捷等特点，为技术人员提供丰富的决策信息，便于对管型母线开展施工和维护工作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种绝缘管型母线局部放电检测装置，如图1及图2所示，包括PC主机、触摸屏显示器、超高频传感器、超声波传感器和工频电流传感器，所述的PC主机与触摸屏显示器相连接，在PC主机内安装有滤波放大单元、高速数据采集卡以及局部放电分析软件，所述的超高频传感器、超声波传感器、工频电流传感器均连接到滤波放大单元的输入端，该滤波放大单元的输出端与高速数据采集卡相连接，在PC主机上安装的局部放电分析软件用于对传感器采集的数据进行放电分析处理，通过触摸屏显示器实现人机交互功能。下面对各个部分分别进行说明：
所述超高频传感器用于拾取局部放电的高频电磁波信号，该超高频传感器采用罗氏线圈原理设计，为卡钳式结构，工作频带为200kHz—25MHz，灵敏度5mV。所述超声波传感器用于拾取局部放电的超声波信号，该超声波传感器采用压电原理设计，内置永久磁铁环形敷设，可以吸附在待测目标金属附件上，具有电气隔离特性，中心工作频率为40kHz。所述工频电流传感器主要用于拾取工作电压波形，提供局部放电参考相位信号。
滤波放大单元与上述三个传感器相连接，用于对传感器采集的信号进行噪声抑制和有效信号放大，该带通滤波器的通带为1MHz—10MHz，放大器增益为40dB。
高速数据采集卡为4通道PCI接口采集卡并安装在PC主机内，用于高速采集局部放电信号并实现模数转换功能，每个通道最高采用率40M，分辨率14位，入口电压5V。
PC主机采用通用PC机或工控机，其内部安装有局部放电分析软件，主要用于数据的后续处理、软件运行和数据库管理。PC主机内的局部放电分析软件采用LabVIEW平台开发，包括滤波去噪、局放信号PRPD频谱分析、三相(A、B、C)局放信号分析和显示、局放类型诊断、三相(A、B、C)在线监测显示、添加到数据库和历史数据管理等功能，具有界面友好、信息显示直观、操作便捷等特点。
触摸屏显示器与PC主机相连接用于设备操作和信息显示，采用电容式触摸屏设计，人机界面简洁美观，易于操作。
本发明是基于超声波和超高频原理建立的。由于在绝缘管型母线的生产、运输和安装过程中，可能在绝缘中引起缺陷，在外电场作用下，缺陷产生局部放电现象，并以高频电磁波和超声波形式向外释放，因此，通过制备相应的超高频和超声波传感器，即可拾取局部放电信号。本发明的超高频传感器工作频带高(200kHz—25MHz)，灵敏度高；超声传感器中心工作频率为40kHz。通过高速数据采集卡将传感器拾取的局部放电模拟信号采集至主机后，进行特征提取和模式识别，判别局部放电的程度，为绝缘管型母线的安全使用提供参考。搭载的局部放电分析软件可实现局部放电信号的实时显示、统计特征量提取分析、模式识别和数据库功能。
本装置在使用时，首先将超高频传感器、工频电流互感器卡接于待测管型母线对应地线上，将超声波传感器贴附在管型母线附近接地的金属构架上，各传感器均通过同轴数据线接于主机箱体的对应接口；然后，通过局部放电检测软件进行相应的信号采集及分析，局部放电特征量提取，模式识别，数据库管理等功能，操作过程通过触摸屏显示器实现；最后，通过软件分析给出管型母线绝缘缺陷类型及绝缘劣化程度，为技术人员的故障判定或其他决策提供参考信息。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其特征在于：包括PC主机、触摸屏显示器、超高频传感器、超声波传感器和工频电流传感器，所述的PC主机与触摸屏显示器相连接，在PC主机内安装有滤波放大单元、高速数据采集卡以及局部放电分析软件，所述的超高频传感器、超声波传感器、工频电流传感器均连接到滤波放大单元的输入端，该滤波放大单元的输出端与高速数据采集卡相连接，局部放电分析软件用于对传感器采集的数据进行放电分析处理。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其特征在于：所述超高频传感器卡接在待测管型母线对应地线上并用于拾取局部放电的高频电磁波信号，该超高频传感器采用罗氏线圈原理设计，其工作频带为200kHz—25MHz，灵敏度5mV。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其特征在于：所述的超声波传感器贴附在管型母线附近接地的金属构架上并用于拾取局部放电的超声波信号，该超声波传感器采用压电原理设计，其中心工作频率为40kHz。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其特征在于：所述工频电流互感器卡接在待测管型母线对应地线上并用于拾取工作电压波形，提供局部放电参考相位信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其特征在于：所述的高速数据采集卡采用4通道PCI接口采集卡，用于高速采集局部放电信号并实现模数转换功能，每个通道最高采用率为40M，分辨率未14位，入口电压为5V。
6.根据权利要求1至4任一项所述的一种绝缘管型母线局部放电检测装置，其特征在于：所述滤波放大单元的带通滤波器的通带为1MHz—10MHz，放大器增益为40dB。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 300010 Tianjin city Hebei District Wujing Road No. 39 Applicant after: State Grid Corporation of China Applicant after: State Grid Tianjin Electric Power Company Address before: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Applicant before: State Grid Corporation of China Applicant before: State Grid Tianjin Electric Power Company |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141210 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |