CN104569764A - 一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统及其方法，其技术特点是：该系统包括外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器、信号处理采集模块、工业触控平板电脑、高速示波器、无线传感器、无线射频接收装置和频谱仪；该方法通过外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器、无线传感器采集GIS本体上的信号并通过高速示波器和频谱仪进行时域分析和频谱分析，从而有效检测组合电器沿面放电缺陷。本发明设计合理，有效地提高了检测结果的准确性和可靠性，具有结构简单、便于实现、灵敏度高等特点，可以有效降低组合电器绝缘最薄弱部分发生沿面闪络的可能。

Description

一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统及其方法

技术领域

本发明属于电网组合电器技术领域，尤其是一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统及其方法。

背景技术

气体绝缘组合电器(GIS)具有免维护、节约空间等多方面优点，在电网中得到了广泛的应用。但是近年来组合电器事故频发，尤其是组合电器内部盆式绝缘子的沿面放电缺陷尤为突出。由高电压理论可知，沿面放电甚至闪络击穿电压远低于六氟化硫气体击穿电压，盆式绝缘子处为组合电器内部绝缘性能最差的地方，现有主要是利用超声法对组合电器进行超声局放检测，由于超声检测原理所限制，无法检测盆式绝缘子缺陷，且超声检测易受到外部环境干扰，检测精度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、检测结果准确、灵敏度高且便于实现的用于组合电器沿面放电的带电检测系统及其方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统，包括外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器、信号处理采集模块、工业触控平板电脑、高速示波器、无线传感器、无线射频接收装置和频谱仪；所述外置超声传感器、外置耦合电容传感器分别安装在组合电器本体外部，内置超高频传感器安装在组合电器本体内部，外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器分别与信号处理采集模块的输入端相联接,信号处理采集模块的输出端与工业触控平板电脑相联接，该工业触控平板电脑与高速示波器相联接，由高速示波器进行时域谱图显示；所述无线传感器安装在GIS本体并通过无线射频接收装置与频谱仪相联接，频谱仪接收无线传感器采集的由组合电器内部非金属部件传出的电磁信号并进行频谱分析。

而且，所述信号处理采集模块包括超声波信号滤波放大器、超高频信号滤波器、外置耦合电容信号放大检波器、USB数据采集卡、可充电直流稳压电源和电池电量显示模块；所述超声波信号滤波放大器分别与外置超声波传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接；所述超高频滤波器与内置超高频传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接；所述外置耦合电容信号放大检波器与外置外置耦合电容传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接；所述的USB数据采集卡输出端与工业触控平板电脑相联接。

而且，所述USB数据采集卡采用16通道同步数据采集卡。

一种用于组合电器沿面放电的带电检测方法，包括以下步骤：

步骤1：通过超声波传感器、外置耦合电容传感器进行信号检测，得到超声波信号和外置耦合电容信号；

步骤2：通过超声波信号滤波放大器和外置耦合电容信号放大检波器分别对接收到的信号进行处理得到超声波信号和高频检波信号；

步骤3：采用多通道同步数据采集卡对超声波信号和高频检波信号进行采集，并发送给工业触控平板电脑；

步骤4：通过内置超高频传感器采集超高频电磁信号，通过超高频信号滤波器进行滤波，并发送给工业触控平板电脑；

步骤5：工业触控平板电脑将接收到的超声信号、超高频信号、高频检波信号进行同步传输至高速示波器，由高速示波器进行时域谱图显示；

步骤6：频谱仪通过无线传感器接收空间电磁信号，分析其频谱分布特性，进行缺陷定位。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明利用内置超高频传感器、外置超声传感器外置耦合电容传感器、以及无线传感器采集射频信号等多种方式对组合电器盆式绝缘子进行局部放电测量与定位，通过时域谱图、频域谱图分析以及超声波信号时差定位等多种手段实现对GIS盆式绝缘子沿面放电的检测与定位，可以有效检测组合电器沿面放电缺陷，提高了检测结果的准确性和可靠性。

2、本发明利用组合电器发生沿面放电所产生的超声信号、超高频信号以及 电磁信号等多种信号，同步采集处理数据，能够有效地发现沿面放电缺陷，具有结构简单、便于实现、灵敏度高等特点，可以有效降低组合电器绝缘最薄弱部分发生沿面闪络的可能。

附图说明

图1是本发明的系统连接示意图。

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。

一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统，如图1所示，包括外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器、信号处理采集模块、工业触控平板电脑、高速示波器、无线传感器、无线射频接收装置和频谱仪。所述外置超声传感器、外置耦合电容传感器分别安装在GIS本体外部，内置超高频传感器安装在GIS本体内部，外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器分别与信号处理采集模块的输入端相联接,信号处理采集模块的输出端与工业触控平板电脑相联接，该工业触控平板电脑与高速示波器相联接。所述无线传感器安装在GIS本体并通过无线射频接收装置与频谱仪相联接，频谱仪接收无线传感器采集的由组合电器内部非金属部件传出的电磁信号并进行频谱分析。该非金属部件是指未加金属屏蔽的盆式绝缘子以及电缆终端所露出的环氧套管根部。

所述信号处理采集模块包括超声波信号滤波放大器、超高频信号滤波器、外置耦合电容信号放大检波器、USB数据采集卡、可充电直流稳压电源和电池电量显示模块。所述超声波信号滤波放大器分别与外置超声波传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，用于将超声波传感器检测到的超声波信号进行滤波放大，便于USB数据采集卡对处理后的信号进行采集。所述超高频滤波器与内置超高频传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，超高频滤波器过滤掉500MHz以下低频电磁信号，提取500MHz至1GHz之间的超高频信号(此信号频段局部放电信号成分最为丰富)，该超高频信号被送入USB数据采集卡中。所述外置耦合电容信号放大检波器与外置外置耦合电容传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接，外置耦合电容信号放大检波器将分拣出的 高频检波信号和工频周期信号分别送入USB数据采集卡中。所述的USB数据采集卡采用16通道同步数据采集卡对超声波信号、超高频信号以及高频检波信号进行采集，并发送给工业触控平板电脑。工业触控平板电脑将接收到的超声波信号、超高频信号以及外置耦合电容信号进行同步传输至高速示波器，分别进行时域谱图显示。

一种用于组合电器沿面放电的带电检测方法包括以下步骤：

步骤1：通过超声波传感器、外置耦合电容传感器进行信号检测，得到超声波信号和外置耦合电容信号；

步骤2：通过超声波信号滤波放大器和外置耦合电容信号放大检波器分别对接收到的信号进行处理得到超声波信号和高频检波信号；

步骤3：采用多通道同步数据采集卡对超声波信号和高频检波信号进行采集，并发送给工业触控平板电脑；

步骤4：通过内置超高频传感器采集超高频电磁信号，通过超高频信号滤波器进行滤波，并发送给工业触控平板电脑；

步骤5：工业触控平板电脑将接收到的超声信号、超高频信号、高频检波信号进行同步传输至高速示波器，由高速示波器进行时域谱图显示；

步骤6：频谱仪通过无线传感器接收空间电磁信号，分析其频谱分布特性，进行缺陷定位。

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 (4)

1.一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统，其特征在于：包括外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器、信号处理采集模块、工业触控平板电脑、高速示波器、无线传感器、无线射频接收装置和频谱仪；所述外置超声传感器、外置耦合电容传感器分别安装在组合电器本体外部，内置超高频传感器安装在组合电器本体内部，外置超声传感器、外置耦合电容传感器、内置超高频传感器分别与信号处理采集模块的输入端相联接,信号处理采集模块的输出端与工业触控平板电脑相联接，该工业触控平板电脑与高速示波器相联接，由高速示波器进行时域谱图显示；所述无线传感器安装在GIS本体并通过无线射频接收装置与频谱仪相联接，频谱仪接收无线传感器采集的由组合电器内部非金属部件传出的电磁信号并进行频谱分析。

2.根据权利要求1所述的一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统，其特征在于：所述信号处理采集模块包括超声波信号滤波放大器、超高频信号滤波器、外置耦合电容信号放大检波器、USB数据采集卡、可充电直流稳压电源和电池电量显示模块；所述超声波信号滤波放大器分别与外置超声波传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接；所述超高频滤波器与内置超高频传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接；所述外置耦合电容信号放大检波器与外置外置耦合电容传感器、USB数据采集卡和可充电直流稳压电源连接；所述的USB数据采集卡输出端与工业触控平板电脑相联接。

3.根据权利要求1所述的一种用于组合电器沿面放电的带电检测系统，其特征在于：所述USB数据采集卡采用16通道同步数据采集卡。

4.根据权利要求1至3任一项所述系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：通过超声波传感器、外置耦合电容传感器进行信号检测，得到超声波信号和外置耦合电容信号；

步骤2：通过超声波信号滤波放大器和外置耦合电容信号放大检波器分别对接收到的信号进行处理得到超声波信号和高频检波信号；

步骤3：采用多通道同步数据采集卡对超声波信号和高频检波信号进行采集，并发送给工业触控平板电脑；

步骤4：通过内置超高频传感器采集超高频电磁信号，通过超高频信号滤波器进行滤波，并发送给工业触控平板电脑；

步骤5：工业触控平板电脑将接收到的超声信号、超高频信号、高频检波信号进行同步传输至高速示波器，由高速示波器进行时域谱图显示；

步骤6：频谱仪通过无线传感器接收空间电磁信号，分析其频谱分布特性，进行缺陷定位。