CN107121657A - 一种一体化局部放电带电检测装置校验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于高压电气设备局部放电带电检测装置现场校核技术领域，公开了一种一体化局部放电带电检测装置校验系统及方法，该系统包括：脉冲发生器，用于发出模拟放电信号，覆盖各种模式放电的主要频率范围；耦合装置，与脉冲发生器连接，用于发送脉冲信号；检测仪主机，与耦合装置连接，用于采集耦合装置的脉冲信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。本申请不仅适应现场校核的要求，而且检测平台总体积减少70％，减少所携带校核装置的体积，并且提升校核效率30％，降低了带电检测仪器的入网门槛。

Description

一种一体化局部放电带电检测装置校验系统及方法

技术领域

本申请属于高压电气设备局部放电带电检测装置现场校核技术领域，尤其涉及一种一体化局部放电带电检测装置校验系统及方法。

背景技术

目前，局部放电带电检测装置已广泛应用于电力设备局部放电检测中，其中最常用的四种方法为：高频、超声波、特高频及暂态地电压。检测装置的有效性是决定带电检测效率或效果的关键因素；其检测有效性取决于装置的工作状态、灵敏度、以及抗干扰性能。现场电磁干扰、噪声、振动等各种复杂的干扰是影响检测效果的重要因素；由于带电检测装置自身性能和测试条件、环境的制约，往往导致现场检测的有效性严重下降。为此，需要针对现场情况，对带电检测装置的有效性进行评估。

综上所述，现有技术存在的问题是：由于现场测试条件及环境比较复杂，存在大量的电磁干扰信号及电晕类放电信号。这就需要带电检测装置自身具有比较强的抗干扰能力及不同干扰识别能力。然而电磁干扰问题是长期困扰局放带电检测装置技术推广的关键技术瓶颈，带电检测装置自身性能还远不能适应变电站现场复杂的电磁干扰环境。这就往往导致检测的有效性严重下降。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请提供了一种一体化局部放电带电检测装置校验系统及方法。

本申请是这样实现的，一种一体化局部放电带电检测装置校验系统，所述一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：

脉冲发生器，用于发出模拟放电信号，覆盖各种模式放电的主要频率范围；

耦合装置，与脉冲发生器有线连接，用于将脉冲信号发出；

检测仪主机，与耦合装置有线连接，用于采集耦合装置的脉冲信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常；所述检测仪主机包括：UHF检测仪主机、超声检测仪主机、TEV检测仪主机、HF检测仪主机；

进一步，所述HF检测仪主机、超声检测仪主机、TEV检测仪主机、HF检测仪主机封装在脉冲发生器外壳内。

进一步，脉冲发生器能够发出模拟放电信号，有效覆盖各种模式放电的主要频率范围，信号强度宜在检测系统标准量程之内，并考虑不同产品的差异能够可调；耦合装置要便携、传感器安装和拆卸方便、尺寸尽可能的小，适合不同类型的传感器安装测试，且能够保证测试条件一致性；信号发生器的输出电压宜在5V-200V之间，设置10V/20V/50V/100V/150V/200V等几档，输入脉冲波形的上升沿满足≤600ps，脉冲宽度在4ns-100ns之间，信号发生器宜设计为手持式；信号发生器输出幅度稳定度要求达到95％以上；UHF局部放电的检测属于非接触式测量，发射天线可采用端探针；信号发生器安装发射天线后可称作发射装置，测试时固定发射装置与被测UHF传感器的距离和位置。

本申请的另一目的在于提供一种所述一体化局部放电带电检测装置校验系统的一体化局部放电带电检测装置校验方法，所述一体化局部放电带电检测装置校验方法包括：

步骤一，脉冲发生器发出模拟放电信号，有效覆盖各种模式放电的主要频率范围，信号强度宜在检测系统标准量程之内；

步骤二，连接好UHF局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

步骤三，控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

本申请的另一目的在于提供一种所述一体化局部放电带电检测装置校验系统的UHF局部放电带电检测装置校验系统，所述UHF局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器、UHF检测仪主机、发射天线、UHF接收传感器；

脉冲发生器通过发射天线、UHF接收传感器与UHF检测仪主机连接。

本申请的另一目的在于提供一种所述UHF局部放电带电检测装置校验系统的UHF局部放电带电检测装置校验方法，所述UHF局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接发射天线，被测特高频传感器放置在与发射天线水平且1m远的距离上，有效接收方向朝向发射天线；

2)连接好UHF局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测UHF检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

本申请的另一目的在于提供一种所述一体化局部放电带电检测装置校验系统的HF局部放电带电检测装置校验系统，所述HF局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器、UHF检测仪主机、同轴电缆、匹配工装、50Ω匹配头、RFCT卡套；

脉冲发生器通过同轴电缆与UHF检测仪主机连接，同轴电缆上安装有匹配工装、50Ω匹配头、RFCT卡套。

本申请的另一目的在于提供一种所述HF局部放电带电检测装置校验系统的HF局部放电带电检测装置校验方法，所述HF局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接耦合装置，被测RFCT卡套在耦合装置的芯线上；

2)连接好HF局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测HF检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

本申请的另一目的在于提供一种所述一体化局部放电带电检测装置校验系统的TEV局部放电带电检测装置校验系统，所述TEV局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器、同轴电缆、50Ω匹配头、金属板、TEV检测仪主机；

脉冲发生器通过同轴电缆连接TEV检测仪主机，同轴电缆上串联有50Ω匹配头，同轴电缆上并联有金属板。

本申请的另一目的在于提供一种所述TEV局部放电带电检测装置校验系统的TEV局部放电带电检测装置校验方法，所述TEV局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接耦合装置，被测TEV传感器贴在金属版面固定位置；

2)连接好TEV局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测TEV检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

本申请的另一目的在于提供一种所述一体化局部放电带电检测装置校验系统的超声局部放电带电检测装置校验系统，所述TEV局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器、同轴电缆、超声检测仪主机；

脉冲发生器通过同轴电缆连接超声检测仪主机。

本申请的另一目的在于提供一种所述超声局部放电带电检测装置校验系统的超声局部放电带电检测装置校验方法，所述超声局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接耦合装置，被测超声传感器贴在校核平台固定位置；

2)连接好超声局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测超声检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

进一步，所述一体化局部放电带电检测装置校验方法具体包括如下步骤：

步骤一：打开手持式集成化脉冲发生器，通过按键切换发出事先预置内部的不同类型模拟局放信号，通过耦合装置发射出来；脉冲发生器本身具备发射特高频、高频、TEV及超声波不同类型不同放电模式的模拟局放信号；

步骤二：连接好局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

步骤三：通过设置不同重复频率，控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，并通过同轴传输线发射置耦合工装；观测检测仪检测到的脉冲响应信号，并与实验室测试环境条件下脉冲源输出同样幅值大小的信号进行对比判定检测系统是否为正常工作状态；现场测试环境下测试结果不低于实验室环境下相同输入幅值测试结果的90％即可认为局部放电检测系统为正常工作状态；

本申请与现有技术相比，不仅可以适应现场校核的基本要求，而且检测平台总体积减少70％，大大减少所携带校核装置，提升校核效率30％，对原有实验室校核平台进行一体优化设计，使其适应现场校核的基本要求，具有操作简单、方便、易学等优点，降低了局部放电检测装置现场校核的门槛。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验方法流程图。

图3是本申请实施例1的一体化局部放电带电检测装置校验系统的结构示意图。

图4是本申请实施例提供的UHF检测仪主机局放标定响应图谱示意图。

图5是本申请实施例2一体化局部放电带电检测装置校验系统的结构示意图。

图6是本申请实施例3一体化局部放电带电检测装置校验系统的结构示意图。

图7是本申请实施例4一体化局部放电带电检测装置校验系统的结构示意图。

图8是本申请实施例5一体化局部放电带电检测装置校验系统的结构示意图。

图中：1、脉冲发生器；2、耦合装置；3、HF检测仪主机；4、发射天线；5、UHF接收传感器；6、同轴电缆；7、匹配工装；8、50Ω匹配头；9、RFCT卡套；10、金属板；11、TEV检测仪主机；12、超声检测仪主机；13、局放检测仪主机；14、局放传感器；15、TEV耦合面；16、UHF耦合面；17、超声耦合面；18、高频电流耦合模块；19、HF检测仪主机。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面结合附图对本申请的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器1、耦合装置2、UHF检测仪主机3。

脉冲发生器1，用于发出模拟放电信号，覆盖各种模式放电的主要频率范围。

耦合装置2，与脉冲发生器1有线或无线连接，用于将脉冲信号发出。

耦合装置2具有便携性，其中的传感器安装和拆卸方便，要求尺寸尽可能的小，适合不同类型的传感器安装测试，且能够保证测试条件一致性。

UHF检测仪主机3，与耦合装置2有线连接，用于采集耦合装置2的脉冲信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

如图2所示，本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验方法包括以下步骤：

S201：脉冲发生器发出模拟放电信号；

其中的模拟放电信号的频率范围为有效覆盖各种模式放电信号的主要频率范围，信号强度宜在检测系统标准量程之内；

S202：连接好UHF检测仪主机，并将其开机启动到正常采集状态；

S203：控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，UHF检测仪检测脉冲响应信号，获得检测信号，并根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

下面结合具体实施例对本申请的应用原理作进一步的描述。

实施例1：

如图3所示，本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器1、UHF检测仪主机3、发射天线4、UHF接收传感器5。

脉冲发生器1的输出电压宜在5V-200V之间，设置10V/20V/50V/100V/150V/200V等几档，输入脉冲波形的上升沿满足≤600ps，脉冲宽度在4ns-100ns之间，脉冲发生器1宜设计为手持式。脉冲发生器1输出幅度稳定度要求达到95％以上。

UHF局部放电的检测属于非接触式测量，因此耦合装置实质上就是发射天线4，发射天线4可采用端探针。脉冲发生器1安装发射天线4后可称作发射装置，测试时固定发射装置与被测UHF接收传感器5之间的距离和位置。

本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接发射天线，被测特高频传感器放置在与发射天线水平且一定距离的位置上，有效接收方向朝向发射天线；

例如二者之间的距离可为1m远。

2)连接好UHF局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测UHF检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

另外，根据检测信号的图谱也可以判定装置软件功能是否正常，如图4所示。

实施例2：

如图5所示，本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器1、HF检测仪主机19、同轴电缆6、匹配工装7、50Ω匹配头8、RFCT卡套9。

脉冲发生器1通过同轴电缆6与HF检测仪主机19连接，同轴电缆6上安装有匹配工装7、50Ω匹配头8、RFCT卡套9。

脉冲发生器1脉冲极性能正负变换，脉冲波形上升时间不大于0.1us，下降时间不小于100us，输出脉冲电压峰值在10mV-5V区间可调，调节范围分为10mV/20mV/50mV/1V/2V/3V/4V/5V几个档位即可。脉冲发生器1宜设计为手持式。脉冲发生器1输出幅度稳定度要求达到95％以上。

耦合装置2可以设计为同轴RF电缆的变形型式。

脉冲发生器1安装发射天线后可称作发射装置，测试时固定发射装置与被测UHF传感器的距离和位置。

本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接耦合装置，被测RFCT卡套在耦合装置的芯线上；

2)连接好HF局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测HF检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

另外，根据检测信号的图谱也可以判定装置软件功能是否正常，其原理与UHF局部放电检测仪的功能检查相同。

实施例3：

如图6所示，本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器1、同轴电缆6、50Ω匹配头8、金属板10、TEV检测仪主机11。

脉冲发生器1通过同轴电缆6连接TEV检测仪主机11，同轴电缆6上串联有50Ω匹配头8，同轴电缆6上并联有金属板10。

脉冲发生器1脉冲极性能正负变换，脉冲波形上升时间不大于0.1us，下降时间不小于100us，输出脉冲电压峰值在10mV-5V区间可调，调节范围分为10mV/20mV/50mV/1V/2V/3V/4V/5V几个档位即可。脉冲发生器1宜设计为手持式，脉冲发生器1输出幅度稳定度要求达到95％以上。

耦合装置2通过同轴RF电缆与一阻抗匹配的金属板10相连，测试时固定发射装置与被测暂态地电压传感器的距离和位置。

本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接耦合装置，被测TEV传感器贴在金属版面固定位置；

2)连接好TEV局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测TEV检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

另外，根据检测信号的图谱也可以判定装置软件功能是否正常，其原理与UHF局部放电检测仪的功能检查相同。

实施例4：

如图7所示，本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器1、同轴电缆6、超声检测仪主机12。

脉冲发生器1通过同轴电缆6连接超声检测仪主机12。

脉冲发生器1脉冲极性能正负变换，脉冲波形上升时间不大于0.1us，下降时间不小于100us，输出脉冲电压峰值在10mV-5V区间可调，调节范围分为10mV/20mV/50mV/1V/2V/3V/4V/5V几个档位即可。脉冲发生器1宜设计为手持式，脉冲发生器1输出幅度稳定度要求达到95％以上。

耦合装置2通过同轴RF电缆与发射传感器相连，测试时固定发射装置与被测超声波传感器的距离和位置。

本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验方法包括：

1)脉冲信号发生器连接耦合装置，被测超声传感器贴在校核平台固定位置；

2)连接好超声局部放电测试系统，并开机启动到正常采集状态；

3)控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测超声检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

另外，根据检测信号的图谱也可以判定装置软件功能是否正常，其原理与UHF局部放电检测仪的功能检查相同。

实施例5：

本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：脉冲发生器1、局放检测仪主机13、局放传感器14、TEV耦合面15、UHF耦合面16、超声耦合面17、高频电流耦合模块18。

脉冲发生器1通过同轴电缆与TEV耦合面15、UHF耦合面16、超声耦合面17连接，局放传感器14通过同轴电缆与TEV耦合面15、UHF耦合面16、超声耦合面17连接，局放传感器14通过同轴电缆与局放检测仪主机13连接，高频电流耦合模块18通过同轴电缆与TEV耦合面15、UHF耦合面16、超声耦合面17连接。

本申请实施例提供的一体化局部放电带电检测装置校验系统的脉冲发生器1兼容UHF、高频、TEV和AE检测，统一为UHF标定信号发生器的指标，这样就可极大地减少信号发生模块的使用数量，并满足各种检测方式的测量要求。

UHF、TEV和AE的耦合装置可以集成在脉冲发生器1的外壳上，通过改造的外壳实现这三种方式的现场校验。高频局放校验用耦合装置设计为可拆卸式，使用时接在信号发生器的输出端子上。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化局部放电带电检测装置校验系统，其特征在于，所述一体化局部放电带电检测装置校验系统包括：

脉冲发生器，用于发出模拟放电信号；

耦合装置，与脉冲发生器连接，用于将脉冲信号发出；

检测仪主机，与耦合装置连接，用于采集耦合装置的脉冲信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常。

2.如权利要求1所述的一体化局部放电带电检测装置校验系统，其特征在于，所述耦合装置为超高频信号传感器。

3.如权利要求1所述的一体化局部放电带电检测装置校验系统，其中所述检测仪主机为超声检测仪主机或TEV检测仪主机。

4.如权利要求1所述的一体化局部放电带电检测装置校验系统，其特征在于，所述耦合装置为超高频信号传感器。

5.如权利要求1所述的一体化局部放电带电检测装置校验系统，其特征在于，脉冲发生器通过同轴电缆连接检测仪主机，同轴电缆上串联有50Ω匹配头，同轴电缆上并联有金属板。

6.一种一体化局部放电带电检测装置校验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，脉冲发生器发出模拟放电信号；

步骤二，启动局部放电测试系统；

步骤三，控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，观测检测仪检测到的脉冲响应信号，根据检测信号的幅度与历史记录对比判定检测系统性能是否正常工作。

7.如权利要求6所述的一体化局部放电带电检测装置校验方法，其特征在于，所述脉冲发生器发出模拟放电信号具体包括如下步骤：

打开手持式集成化脉冲发生器，通过按键切换发出事先预置于内部的不同类型的模拟放电信号；

耦合装置与脉冲发生器连接，将脉冲信号发射出来。

8.如权利要求1所述的一体化局部放电带电检测装置校验方法，其特征在于，其中：

通过设置不同的重复频率，控制脉冲发生器发出等间隔标定信号序列，并通过同轴传输线发射至耦合装置；观测检测仪检测到的脉冲响应信号，并与实验室测试环境条件下脉冲源输出同样幅值大小的信号进行对比判定检测系统是否为正常工作状态。

9.如权利要求7所述的一体化局部放电带电检测装置校验方法，其中所述耦合装置为超高频信号传感器。

10.如权利要求6所述的一体化局部放电带电检测装置校验方法，其中脉冲发生器通过同轴电缆连接检测仪主机，同轴电缆上串联有50Ω匹配头，同轴电缆上并联有金属板。