CN106443388A - 一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统 - Google Patents

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张晓虹
程成
石泽祥
李琳
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Harbin University of Science and Technology
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    • 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
    • G01R31/1272—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 of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

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Abstract

本发明公开了一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，该系统由硬件部分和软件部分组成。该系统的硬件部分包括电源、服务器、罗氏线圈、数据采集卡和示波器，对局部放电信号进行测量、采集和显示。软件部分是基于LabVIEW平台开发的，将测量和采集到的电树枝生长过程中产生的局部放电信号进行去噪和阈值分析，显示时域下的局放信号波形，经过转换模块，显示频域下的局放信号波形，然后通过提取放电相位和放电频率，构造二维放电谱图。该系统利用LabVIEW技术和罗氏线圈对局部放电信号进行采集和处理，来分析所测试试样中的电树枝生长过程产生的局部放电情况，进一步地判断所测试绝缘材料的老化情况。该系统可靠性高，能做到实时监测，实用性强。

Description

一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统
技术领域
本发明涉及一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，属于高压绝缘领域。
背景技术
当今时代，人们的生活和工作已经离不开电力的供应，电力系统的运行一旦发生故障就会给人们的生活带来不便，社会的经济造成损失。电力电缆长期工作在高电压大电流下，加之所工作运行的环境恶劣，其绝缘部分就会遭到破坏，威胁电力系统的稳定运行。电力系统运行过程中，电缆中的电树枝化现象是引起绝缘故障的主要因素，而电树枝化过程中常常伴有局部放电。所以，实时有效地监测和分析电缆中的局部放电可以在不需要切断供电和不需要对电力设备造成破坏的条件下便捷有效地判断电树枝的发展程度，进一步地可以判断其绝缘的老化程度，预测绝缘的使用寿命，以对绝缘材料的故障做出早期预警，保障电力系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明旨在于解决以往处理和分析局部放电信号方法中的不足，提供一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，通过采集局部放电信号，运用LabVIEW技术对采集到的信息进行处理和分析，以此来确定电缆绝缘的老化状况。
一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统由硬件部分和软件部分组成。该系统的硬件部分包括电源、服务器、局部放电信号检测装置、数据采集卡和示波器，对电树枝生长过程中产生的局部放电信号进行测量、采集和显示。系统中所用服务器为单片机，局部放电信号检测装置应用的是罗氏线圈，示波器为Tektronix DPO7054 数字荧光示波器。系统中的软件部分是基于LabVIEW平台开发的，将测量和采集到的局部放电信号进行去噪和阈值分析，显示时域下的局部放电信号波形，经过转换模块，显示频域下的局部放电信号波形，然后通过提取放电相位和放电频率，构造二维放电谱图。构造二维放电谱图所用的数据点是所提取的放电相位放电频率的数据点，根据局部放电信号的频域图像和二维放电谱图分析绝缘材料的老化情况。软件的运行分以下几个步骤实现：采用罗氏线圈实时采集局部放电信号并用示波器显示出来，将波形保存并导入到编写好的程序界面中，显示原始波形，进行小波滤波后分别显示时域和频域波形，进行阈值分析后分别显示时域和频域波形，提取各个单次放电衰减振荡波的峰值及其对应的频率位置，以相位为横轴频率为纵轴构造二维放电谱图。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，通过罗氏线圈对局部放电信号的采集，数据采集板卡与单片机技术的运用，结合LabVIEW软件的分析和处理，搭建了一个便捷有效、经济实用的局部放电信号分析系统，在不需要将待检测的电缆从电网中隔离开，而且不需要对绝缘造成破坏的条件下分析绝缘材料中电树枝的生长情况，进而判断绝缘的老化情况。
附图说明
图1是本发明的程序流图。图2是本发明软件的控制界面。图3是界面输出的波形。图4是待提取相位和频率的波形。图5是构造的二维放电谱图。
具体实施方式
现参考附图和具体实施方式对本发明一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统做进一步的说明和阐述。
一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统由硬件部分和软件部分两部分组成。硬件部分包括包括电源、服务器、局部放电信号检测装置、数据采集卡和示波器，所用服务器为单片机，局部放电信号检测装置应用的是罗氏线圈，示波器为Tektronix DPO7054数字荧光示波器。软件部分是基于LabVIEW平台开发的，包括小波滤波模块、阈值分析模块、时-频域转换模块和相位及频率提取模块。所属系统的工作流程如图1所示，根据实际测量的需要，将系统与所需测试的绝缘材料连接起来，通过罗氏线圈采集绝缘材料中的电树枝发展所产生的局部放电信号，在示波器上实时显示出局部放电的波形。所述系统的控制界面如图2 所示，所述系统中的软件部分每隔一定时间记录保存一次原始的时域波形，时间间隔根据测量需要选定。将所述的保存的波形文件传输到制作好的软件界面中，点击运行按钮开始对局部放电信号进行小波滤波和阈值分析处理，经过时-频域转换模块可以的到处理后的频域波形，各个波形如图3 所示。所述阈值分析后的频域波形可提取相位和频率做进一步处理分析，将放电脉冲波形展开如图4所示的衰减波形，得到放电峰值对应的相位及频率，然后以相位为横轴频率为纵轴构造二维放电谱图如图5所示。根据频域波形的峰值对应频率或者二维放电谱图的频率集中范围可以判断绝缘材料的老化水平。

Claims (5)

1.一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，其特征在于：该系统由硬件部分和软件部分组成。
2.根据权利要求1所述一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，其特征在于：该系统的硬件部分包括电源、服务器、局部放电信号检测装置、数据采集卡和示波器，对局部放电信号进行测量、采集和显示。
3.根据权利要求1所述一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，其特征在于：所用服务器为单片机；局部放电信号检测装置应用的是罗氏线圈；示波器为TektronixDPO7054 数字荧光示波器。
4.根据权利要求1所述一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，其特征在于：软件部分是基于LabVIEW平台开发的，将测量和采集到的电树枝生长过程中产生的局部放电信号进行去噪和阈值分析，显示时域下的局部放电信号波形，经过转换模块，显示频域下的局部放电信号波形，然后通过提取放电相位和放电频率，构造二维放电谱图。
5.根据权利要求1所述一种基于LabVIEW的电树枝通道局部放电分析系统，其特征在于：构造二维放电谱图所用的数据点是所提取的放电相位放电频率的数据点，根据局部放电信号的频域图像和二维放电谱图分析所测试绝缘材料的老化情况。
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