CN107561417A - 一种分布式局部放电检测系统 - Google Patents

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刘诣
梁明辉
张川
程林
聂德鑫
伍志荣
江翼
皮本熙
肖黎
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Wuhan NARI Ltd
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Wuhan NARI Ltd
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Abstract

本发明公开了一种分布式局部放电检测系统,包括信号检测单元、通信单元和现场控制计算机;信号检测单元检测脉冲电流局部放电信号、高频脉冲电流局部放电信号、超声波局部放电信号、暂态地电压局部放电信号和特高频局部放电信号中的一种或多种局部放电信号以及被试品承受的试验电压频率、相位、幅值;通信单元采用以太网通信协议和IEEE1588对时协议将现场控制计算机与信号检测单元连接起来;现场控制计算机通过通信单元控制信号检测单元,向信号检测单元授时,接收信号检测单元传回的检测数据并进行分析、处理、显示、存储。本发明可以实现多通道多种局部放电信号的同步采集和数字化,避免长信号线缆造成的干扰。

Description

一种分布式局部放电检测系统
技术领域
[0001]本发明涉及局部放电检测技术领域,更具体地说,涉及一种分布式局部放电检测 系统。
背景技术
[0002]绝缘的破坏或局部老化,多是从局部放电(Partial Discharge,简称为PD),后文 用此简写)开始的。由于绝缘内部电场分布的不均勾性或存在缺陷或杂质,使局部电场集 中,在电场集中的地方,就有可能使局部绝缘(如油隙或固体绝缘等)击穿或沿固体绝缘表 面放电。这种放电只存在于绝缘的局部位置,而不会立即形成整个绝缘贯通性的击穿或闪 络,此称之为局部放电。气隙的放电时间很短,通常在10〜1 〇 〇纳秒以内;油隙放电时间较 长,约为数微秒或更长。
[0003]局部放电的产生,总是伴随着高频脉冲、电磁辐射、介质损耗、声、光、热和化学过 程等现象。对绝缘内局部放电的探测,可根据这些不同的现象采用相应的方法来检测。每一 种检测方法都有它本身的规律性,所测得的量值各自反映了局部放电的一个侧面。
[0004]目前局部放电检测工作已经由单一检测方法向多检测方法联合检测、评估设备绝 缘状态的方向发展,国内已经有多个GIS、变压器、开关柜多种方法联合带电检测准确检测 并评估设备绝缘缺陷的成功案例。但是多检测方法联合带电检测目前主要依靠经验丰富的 状态检测专家利用多件局部放电检测仪器设备,甚至是传感器+调理模块+示波器的方式进 行,对检测人员要求较高、工作效率较低,很难实现多检测方法同步检测。
[0005]目前集成多种检测方法的局部放电检测仪器,往往只具备4个及以下的检测通道, 每个检测通道只能接固定种类的传感器,不同被测设备需要使用不同的局部放电检测仪 器,使用不灵活且成本高;且局部放电传感器与检测主机之间采用信号线缆连接,信号线缆 传输的模拟信号在长信号线缆传输条件下容易受到干扰,无法实现大型被测设备的全面同 步检测。针对上述两个问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题在于,提供一种分布式局部放电检测系统。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种分布式局部放电检测系 统,包括信号检测单元、通信单元和现场控制计算机;所述信号检测单元用于检测脉冲电流 局部放电信号、高频脉冲电流局部放电信号、超声波局部放电信号、暂态地电压局部放电信 号和特高频局部放电信号中的一种或多种局部放电信号以及被试品承受的试验电压频率、 相位和幅值,所述信号检测单元包括模拟信号调理模块、模拟数字转换模块、数字信号处理 模块、网络通信模块和对时模块;所述通信单元采用以太网通信协议和IEEE1588对时协议 将现场控制计算机与一个或多个信号检测单元连接起来,所述通信单元包括通信线缆和路 由器;所述现场控制计算机用于通过通信单元控制信号检测单元,向所述信号检测单元授 时,接收所述信号检测单元传回的检测数据并进行分析、处理、显示、存储。
[0008]在上述方案中,所述信号检测单元包括局部放电脉冲电流耦合器、局部放电高频 脉冲电流传感器、局部放电超声波传感器、局部放电暂态地电压传感器、局部放电特高频传 感器和试验电压频率/相位/幅值耦合测量装置。
[0009]在上述方案中,所述通信单元的通信线缆采用双绞线、光纤、同轴电缆中的一种或 多种。
[0010]在上述方案中,所述信号检测单元与采用双绞线或同轴电缆的通信线缆连接时, 其工作电源为POE供电或电池供电;所述信号检测单元与采用光纤的通信线缆连接时,其工 作电源为电池供电。
[0011]在上述方案中,所述现场控制计算机通过通信单元采用IEEE1588对时协议对所有 连接在通信单元上的信号检测单元授时,实现信号检测单元时间同步。
[0012]实施本发明一种分布式局部放电检测系统,具有以下有益效果:
[0013]本发明可应用在较大区域的局部放电检测现场,实现多通道多种局部放电信号的 同步采集和数字化,避免长信号线缆造成的干扰。
附图说明
[0014]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0015]图1为一种分布式局部放电检测系统的示意图。
[0016]图中:信号检测单元10 (其中:第一信号检测单元101,第二信号检测单元102,第三 信号检测单元1〇3,第四信号检测单元104,试验电压频率/相位/幅值耦合测量单元1〇5),通 信单元20,现场控制计算机30。
具体实施方式
[0017] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明 本发明的具体实施方式。
[0018] 如图1所示,本发明提供一种分布式局部放电检测系统,包括信号检测单元10、通 信单元2〇和现场控制计算机30。
[0019]信号检测单元10用于检测脉冲电流局部放电信号、高频脉冲电流局部放电信号、 超声波局部放电信号、暂态地电压局部放电信号和特高频局部放电信号中的一种或多种局 部放电信号以及被试品承受的试验电压频率、相位和幅值,信号检测单元10包括模拟信号 调理模块、^拟数字转换模块、数字信号处理模块、网络通信模块和对时模块。在本实施例 士,如图1所示,该分布式局部放电检测系统有5个信号检测单元1〇,分别为第一信号检测单 元101、pg信号检测单元1〇2、第三信号检测单元103、第四信号检测单元1〇4、试验电压频 率/相位/幅值親合测量单元105。需要说明的是,在其他情形下,信号检测单元10的数量可 根据实际情况而定。
[0020]通信单元20采用以太网通信协议和1£朋1588对时协议将现场控制计算机30与一 个或多士信号检测单元10连接起来,通信单元20包括通信线缆和路由器。通信单元2〇的通 信线缆采用双绞线、光纤、同轴电缆中的一种或多种。信号检测单元1〇与采用双绞线或同轴 电$的通信线缆连接时,其工作电源为P0E供电或电池供电;信号检测单元1〇与采用光纤的 通信线缆连接时,其工作电源为电池供电。在本实施例中,第二信号检测单元1〇2、第三信号 检测单元103、第四信号检测单元104、试验电压频率/相位/幅值耦合测量单元105与采用双 绞线或同轴电缆的通信线缆连接,其工作电源为P0E供电;第一信号检测单元101与采用光 纤的通信线缆连接,其工作电源为电池供电。
[0021]现场控制计算机30用于通过通信单元20控制信号检测单元10,向信号检测单元10 授时,接收信号检测单元10传回的检测数据并进行分析、处理、显示、存储。现场控制计算机 30通过通信单元20采用IEEE1588对时协议对所有连接在通信单元20上的信号检测单元10 授时,实现信号检测单元10时间同步。
[0022]根据可检测的局部放电信号类型不同,单个信号检测单元1〇可以配置局部放电脉 冲电流耦合器、局部放电高频脉冲电流传感器、局部放电超声波传感器、局部放电暂态地电 压传感器和局部放电特高频传感器中的不同种类不同数量的传感器。在本实施例中,第一 信号检测单元101用于采集检测脉冲电流局部放电信号,采用局部放电脉冲电流耦合器,检 测频段为10kHz〜1MHz;第二信号检测单元1〇2用于采集检测超声波局部放电信号和特高频 局部放电信号,采用局部放电超声波传感器和局部放电特高频传感器,检测频段分别为 20kHz〜300kHz和300MHz〜1.6GHz;第三信号检测单元103用于采集检测超声波局部放电信 号和高频脉冲电流局部放电信号,采用局部放电超声波传感器和局部放电高频脉冲电流传 感器,检测频段分别为20kHz〜300kHz和3MHz〜30MHz;第四信号检测单元104用于采集检测 超声波局部放电信号和暂态地电压局部放电信号,采用局部放电超声波传感器和局部放电 暂态地电压传感器,检测频段分别为20kHz〜300kHz和10MHz〜70MHz;试验电压频率/相位/ 幅值耦合测量单元105用于采集被试品承受试验(或工作)电压频率、相位和幅值,该信号可 能是电压或电流(工作电流或泄露电流)信号中的一种,检测频段一般为〇〜3〇〇Hz。需要说 明的是,在其他情形下,根据检测对象及其情况,组合不同的信号检测单元,且每个信号检 测单元可以选取不同传感器,比如选取第一信号检测单元101和第三信号检测单元103且第 一信号检测P元101采用局部放电超声波传感器和局部放电特高频传感器以及第三信号检 测单元103采用局部放电脉冲电流耦合器,实现不同信号检测单元检测到的不同传感器信 号在统一的时间轴上进行比对分析。
[0023] 在本实施例中,现场控制计算机30通过通信单元20进行如下工作:控制第一信号 检测单元101、第二信号检测单元102、第三信号检测单元103、第四信号检测单元104、试验 电压频率/相位/幅值耦合测量单元105的模拟信号调理功能、模拟数字转换工作方式、数字 信号处理功能、回传数据方式;采用IEEE1588对时协议对第一信号检测单元101、第二信号 检测单元102、第三信号检测单元1〇3、第四信号检测单元104、试验电压频率/相位/幅值耦 合测量单元105授时,使第一信号检测单元1〇1、第二信号检测单元1〇2、第三信号检测单元 1〇3、第四信号检测单元104、试验电压频率/相位/幅值耦合测量单元105时间同步;接收第 一信号检测单元101、第二信号检测单元1〇2、第三信号检测单元103、第四信号检测单元 104、试验电压频率/相位/幅值耦合测量单元105回传的检测数据。现场控制计算机3〇对第 一信号检测单元101、第二信号检测单元1〇2、第三信号检测单元103、第四信号检测单元 104、试验电压频率/相位/幅值耦合测量单元105回传的检测数据分析、处理后,显示、存储 检测结果。
[0024]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员 在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多 形式,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种分布式局部放电检测系统,其特征在于,包括信号检测单元(10)、通信单元(20) 和现场控制计算机(30); 所述信号检测单元(10)用于检测脉冲电流局部放电信号、高频脉冲电流局部放电信 号、超声波局部放电信号、暂态地电压局部放电信号和特高频局部放电信号中的一种或多 种局部放电信号以及被试品承受的试验电压频率、相位和幅值,所述信号检测单元(10)包 括模拟信号调理模块、模拟数字转换模块、数字信号处理模块、网络通信模块和对时模块; 所述通信单元(20)采用以太网通信协议和IEEE1588对时协议将现场控制计算机(30) 与一个或多个信号检测单元(10)连接起来,所述通信单元(20)包括通信线缆和路由器; 所述现场控制计算机(3〇)用于通过通信单元(20)控制信号检测单元(10),向所述信号 检测单元(10)授时,接收所述信号检测单元(10)传回的检测数据并进行分析、处理、显示、 存储。
2. 根据权利要求1所述的一种分布式局部放电检测系统,其特征在于,所述信号检测单 元(10)包括局部放电脉冲电流耦合器、局部放电高频脉冲电流传感器、局部放电超声波传 感器、局部放电暂态地电压传感器、局部放电特高频传感器及试验电压频率/相位/幅值耦 合测量装置。
3. 根据权利要求1所述的一种分布式局部放电检测系统,其特征在于,所述通信单元 (20)的通信线缆采用双绞线、光纤、同轴电缆中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种分布式局部放电检测系统,其特征在于,所述信号检测单 元(10)与采用双绞线或同轴电缆的通信线缆连接时,其工作电源为POE供电或电池供电;所 述信号检测单元(1〇)与采用光纤的通信线缆连接时,其工作电源为电池供电。
5.根据权利要求1所述的一种分布式局部放电检测系统,其特征在于,所述现场控制计 算机(3〇)通过通信单元(2〇)采用IEEE15S8对时协议对所有连接在通信单元(20)上的信号 检测单元(10)授时,实现信号检测单元(10)时间同步。
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