CN106443376A - 一种含多个tev 传感器的开关柜局部放电定位系统 - Google Patents

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郝春艳
郭军科
高宇
甘智勇
苏展
赵鹏
于金山
卢立秋
刘鸿芳
路菲
郑中原
杜涛
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State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation

Abstract

本发明涉及一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统，包括安置在开关柜上的TEV传感器A1至TEV传感器C2的7个TEV传感器，7个TEV传感器输出均与信号处理电路连接，信号处理电路的输出与多通道信号采集仪连接，多通道信号采集仪将TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出信号分通道进行放大、采集及A/D转换，多通道信号采集仪的输出与便携式计算机连接，便携式计算机按照分通道的信号时间差对输入信号进行判断，得出开关柜分区域的故障判断提示。本发明系统对开关柜的暂态地电波信号进行不间断的监测、记录和定位。为变电设备状态评估提供有力参考，为变电站维护提供安全方便的工具。

Description

一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统
技术领域
本发明属于TEV检测技术和变电设备的在线检测技术领域，特别是一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统。
背景技术
配电设备是整个电力系统中的薄弱环节，尤其缺少可视化和智能控制。开关柜作为关键的变配电设备，据统计，开关柜绝1989-1997年全国高压开关柜的故障总数为1500次，开关柜绝缘及载流故障共发生651次，其中电缆绝缘击穿、闪络和爆炸共发生298次，占事故总数45.8％；由于触头接触不良过热导致的故障共发生87次，占事故总数的13.3％。开关柜主要故障前兆多表现为由局部放电引发的绝缘裂化，失效位置多发生在电缆终端、接头、套管以及触头等位置。
局放发生时，电磁波脉冲沿开关柜金属外壳的内表面传播，遇开口、接头等处的缝隙传出设备，再沿着金属外壳的外表面传播至大地，其瞬时电压值在几个毫伏至几伏的范围内变化，且存在时间很短，只有几个纳秒的上升时间。暂态对地电压(TEV)检测法，可以在设备运行的状态下进行，无论采用在线或离线的局放监测都无需将设备停机，只要在设备承受工作电压的情况下即可进行监测，提高了设备可用率和用户供电可靠性。可以及早的发现设备缺陷，因此，研发合理的TEV传感器的开关柜局部放电定位系统十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统，在开关柜的上表面纵向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器A1、TEV传感器A2及TEV传感器A3，在开关柜的上表面横向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器B1和TEV传感器B2，在开关柜的前侧面纵向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器C1和TEV传感器C2，所述TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出均与信号处理电路连接，由信号处理电路对接收信号进行滤波和放大，信号处理电路的输出与多通道信号采集仪连接，多通道信号采集仪将TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出信号分通道进行程控放大及数据采集，并通过其内置的A/D转换信号发生器生成对外输出的数字信号，多通道信号采集仪的输出与便携式计算机连接，将分通道的数据信号传递给便携式计算机，便携式计算机按照分通道的信号时间差对输入信号进行判断，得出将开关柜分成12个区域的故障判断提示。
而且，所述开关柜分成的12个区域具体为上层等体积排列的6个平面内上区和下层等体积排列的6个平面内下区。
而且，所述开关柜分成12个区域的故障判断具体为，6个平面内区域的判定具体由TEV传感器A1至TEV传感器B2的信号时间差判断，所述上下层区域的划分由TEV传感器C1及TEV传感器C2的信号时间差判断。
本发明的优点和积极效果是：
本专利设计用于开关柜的多传感器局部放电监测和定位装置，对开关柜的暂态地电波信号进行不间断的监测、记录和定位。本装置包括6个高精度密闭式TEV传感器、信号处理电路、多通道信号采集仪、便携计算机和信号分析记录软件，支持对信号的在线显示，故障区域定位、异常报警和读写数据库。适用于在变电站电力供输设施进行状态检测并进行数据收集和分析，将会是变电设备状态评估的有力参考，也是变电站值班和维护人员安全方便的工具。
附图说明
图1是本发明对开关柜进行区域划分及TEV传感器的安装结构示意图；
图2是本发明系统的连接示意框图。
具体实施方式
以下对本发明实施例做进一步详述：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它实施方式，同样属于本发明保护的范围。
一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统，如图1或2所示，在开关柜的上表面纵向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器A1、TEV传感器A2及TEV传感器A3三个TEV传感器，在开关柜的上表面横向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器B1和TEV传感器B2，在开关柜的前侧面纵向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器C1和TEV传感器C2，所述TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出均与信号处理电路连接，由信号处理电路对接收信号进行滤波和放大，信号处理电路的输出与多通道信号采集仪连接，多通道信号采集仪将TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出信号分通道进行程控放大及数据采集，并通过其内置的A/D转换信号发生器生成对外输出的数字信号，多通道信号采集仪的输出与便携式计算机连接，将分通道的数据信号传递给便携式计算机，便携式计算机按照分通道的信号时间差对输入信号进行判断，得出将开关柜分成12个区域的故障判断提示。
在本发明的具体实施中，如图1所示，所述开关柜分成的12个区域具体为上层等体积排列的6个平面内上区和下层等体积排列的6个平面内下区。
在本发明的具体实施中，所述开关柜分成12个区域的故障判断具体为，6个平面内区域的判定具体由TEV传感器A1至TEV传感器B2的信号时间差判断，所述上下层区域的划分由TEV传感器C1及TEV传感器C2的信号时间差判断.
在本发明的具体实施中，所述多通道信号采集仪：内部主要包括以下几个模块：前置输入模块、程控放大模块、数据采集及信号发生器模块。其结构图见附图1.最多支持8个传感器同时采集。前置输入模块主要为各样的前置传感器提供供电及输入接口，目前支持ICP供电、200V极化电压、直接输入3种。ICP工作电流5mA，电压28V，其带电缆能力见附录三；200V极化电压主要用于支持需要极化电压的传声器；直接输入主要用于电压直接输入测量。程控放大模块主要对输入信号进行比例放大，以扩大设备的测量范围。共有-20dB、0dB、20dB三档可调。信号在此进行比例放大后，计算机分析软件会自动将将放大系数加入到分析结果中，从而得出正确的测量结果。数据采集部分采用24位的高性能AD将模拟信号转化为数字信号，采样频率48kHz。数字信号通过网口发送到pc机中做进一步处理。各通道采集模块分别独立，从而保证了各通道稳定带宽的实时分析。信号发生模块采用24位的高性能DA将计算机产生的数字信号转化为模拟信号，从而提供2通道的信号发生器。最大输出电压9Vrms，频率范围1Hz～80kHz。
在本发明的具体实施中，便携式计算机内置用于变电设备的TEV监测软件，该软件基于NI公司的LabVIEW平台开发，包括信号在线显示、异常报警、定位判断、写入数据库、定时运行等功能。具有监测时间跨度大，监测分辨率高，连续采集分析等功能，并可实现采样频率、采样时间工作条件的人工调节。

Claims (3)

1.一种含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统，其特征在于：在开关柜的上表面纵向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器A1、TEV传感器A2及TEV传感器A3，在开关柜的上表面横向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器B1和TEV传感器B2，在开关柜的前侧面纵向轴线上匀距间隔安置有TEV传感器C1和TEV传感器C2，所述TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出均与信号处理电路连接，由信号处理电路对接收信号进行滤波和放大，信号处理电路的输出与多通道信号采集仪连接，多通道信号采集仪将TEV传感器A1至TEV传感器C2的输出信号分通道进行程控放大及数据采集，并通过其内置的A/D转换信号发生器生成对外输出的数字信号，多通道信号采集仪的输出与便携式计算机连接，将分通道的数据信号传递给便携式计算机，便携式计算机按照分通道的信号时间差对输入信号进行判断，得出将开关柜分成12个区域的故障判断提示。
2.根据权利要求1所述的含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统，其特征在于：所述开关柜分成的12个区域具体为上层等体积排列的6个平面内上区和下层等体积排列的6个平面内下区。
3.根据权利要求1或2所述的含多个TEV传感器的开关柜局部放电定位系统，其特征在于：所述开关柜分成12个区域的故障判断具体为，6个平面内区域的判定具体由TEV传感器A1至TEV传感器B2的信号时间差判断，所述上下层区域的划分由TEV传感器C1及TEV传感器C2的信号时间差判断。
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