CN107807316A - 局部放电检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种局部放电检测装置及系统。所述装置应用于盆式绝缘子，盆式绝缘子包括屏蔽环。所述装置包括检测单元、采样单元及分析单元。检测单元与两个盆式绝缘子的屏蔽环接触，以获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号。采样单元与检测单元电性连接，用于对检测单元发送的局部放电脉冲信号进行处理。检测单元与采样单元通信连接，用于对采样单元发送的处理后的局部放电脉冲信号进行分析，以实现对局部放电的检测。所述装置具有检测灵敏度高、抗干扰能力强等特点，可以有效检测盆式绝缘子的潜伏性缺陷，同时可以对缺陷的严重程度进行定量检测。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，具体而言，涉及一种局部放电检测装置及系统。
背景技术
GIS设备是电力系统中重要的变电设备，其运行可靠性直接影响电网的安全稳定。盆式绝缘子作为GIS设备中重要的绝缘和机械支撑部件，在GIS设备中分布较多。虽然GIS设备运行可靠性较高，但是运行经验表明，GIS设备仍然有可能由于安装和制造工艺中出现的问题引起设备故障。因此局部放电带电检测作为检测GIS设备运行绝缘状态的有效手段在电网中大力推广。
由于GIS设备中大部分缺陷在局部放电时将产生特高频电磁波和超声波，因此常用的局部放电带电检测方法有特高频检测法和超声波检测法。但是在实际检测过程中，发现特高频检测法和超声波检测法对于某些盆式绝缘子相关的缺陷不灵敏。比如，有些盆式绝缘子相关缺陷产生局部放电的电磁波频率较低，还未达到特高频段，因此特高频检测法无法检测到该类型缺陷；固体绝缘内部缺陷放电产生的局部放电超声波信号经过固体绝缘传播至GIS外壳，超声波信号衰减很大，因此超声波检测也无法有效检测出该类缺陷。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种局部放电检测装置及系统，其能够有效检测盆式绝缘子的潜伏性缺陷，同时可以对缺陷的严重程度进行定量检测。
本发明实施例提供一种局部放电检测装置，应用于盆式绝缘子，所述盆式绝缘子包括屏蔽环，所述装置包括检测单元、采样单元及分析单元，
所述检测单元与两个盆式绝缘子的屏蔽环接触，以获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号；
所述采样单元与所述检测单元电性连接，用于对所述检测单元发送的所述局部放电脉冲信号进行处理；
所述分析单元与所述采样单元通信连接，用于对所述采样单元发送的处理后的局部放电脉冲信号进行分析，以实现对局部放电的检测。
在本发明实施例中，所述检测单元包括引出件及检测阻抗，所述引出件及检测阻抗的数量与所述盆式绝缘子的数量相同，所述引出件包括第一引出件及第二引出件，所述检测阻抗包括第一检测阻抗及第二检测阻抗，
所述第一检测阻抗经所述第一引出件与第一盆式绝缘子的屏蔽环连接；
所述第二检测阻抗经所述第二引出件与第二盆式绝缘子的屏蔽环连接。
在本发明实施例中，所述第一检测阻抗及所述第二检测阻抗分别与所述采样单元电性连接，以使所述采样单元获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号。
在本发明实施例中，所述第一检测阻抗及第二检测阻抗均为无感电阻。
在本发明实施例中，所述第一引出件及第二引出件还用于在局部放电检测过程中使所述盆式绝缘子接地。
在本发明实施例中，所述采样单元包括电性连接的预处理子单元、采样子单元及发送子单元，
所述预处理子单元用于对接收的所述局部放电脉冲信号进行滤波处理；
所述采样子单元用于对滤波处理后的局部放电脉冲信号进行采样；
所述发送子单元用于将采样得到的局部放电脉冲信号发送给所述检测单元。
本发明实施例还提供一种局部放电检测系统，所述系统包括盆式绝缘子及上述任意一项所述的局部放电检测装置，
所述盆式绝缘子还包括金属法兰、绝缘介质及金属导体，
所述金属导体设置在所述盆式绝缘子的中轴线上；
所述绝缘介质及金属法兰以所述金属导体为中心按照由内至外的顺序依次设置在所述金属导体外侧；
所述屏蔽环以所述金属导体为中心设置在所述绝缘介质内；
所述局部放电检测装置与所述屏蔽环接触，以实现对局部放电的检测。
在本发明实施例中，所述盆式绝缘子还包括接地螺栓，
所述金属法兰上设置有与所述接地螺栓匹配的通孔；
所述接地螺栓穿过所述通孔与所述屏蔽环接触，以实现所述屏蔽环接地。
在本发明实施例中，所述盆式绝缘子上的接地螺栓为多个。
在本发明实施例中，在安装所述检测单元时，所述金属法兰的部分通孔中未安装有所述接地螺栓，另一部分通孔中安装有所述接地螺栓，所述检测单元经未安装有所述接地螺栓的通孔与所述屏蔽环接触。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供一种局部放电检测装置及系统。所述装置应用于盆式绝缘子，所述盆式绝缘子包括屏蔽环。所述装置包括通信连接的检测单元、采样单元及分析单元。其中，所述检测单元与两个盆式绝缘子的屏蔽环接触，以获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号，并将获得的所述局部放电脉冲信号发送给所述采样单元。所述采样单元对接收的所述局部放电脉冲信号进行处理，并将处理后的局部放电脉冲信号发送给所述分析单元。所述分析单元对所述采样单元发送的处理后的局部放电脉冲信号进行分析，以实现对局部放电的检测。由此，可有效检测盆式绝缘子相关的潜伏性缺陷，并且可以对缺陷的严重程度进行定量检测，从而便于及时采取相应措施以对缺陷进行处理。
为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的局部放电检测装置的示意图。
图2是图1中盆式绝缘子的结构示意图。
图3是图1中检测单元的方框示意图。
图4是图1中采样单元的方框示意图。
图标：10-局部放电检测系统；110-检测单元；112-第一引出件；113-第二引出件；115-第一检测阻抗；116-第二检测阻抗；120-采样单元；121-预处理子单元；122-采样子单元；123-发送子单元；130-分析单元；200-盆式绝缘子；201-接地螺栓；210-金属法兰；220-屏蔽环；230-绝缘介质；240-金属导体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1及图2，图1是本发明实施例提供的局部放电检测装置的示意图，图2是图1中盆式绝缘子200的结构示意图。GIS(GAS insulated SWITCHGEAR，气体绝缘全封闭组合电器)设备包括GIS外壳及设置在GIS外壳内的盆式绝缘子200。所述盆式绝缘子200包括屏蔽环220。采用平衡测量方法，所述局部放电检测装置与两个所述盆式绝缘子200的屏蔽环220接触，获得局部脉冲放电信号，以实现对盆式绝缘子200的局部放电缺陷的检测，同时还可以实现对盆式绝缘子200缺陷的带电定量检测。
其中，所述屏蔽环220可以为一金属圆环。所述屏蔽环220用于均匀电场。
在本实施例中，所述局部放电检测装置包括可进行数据传输或交互的检测单元110、采样单元120及分析单元130。所述检测单元110与两个所述盆式绝缘子200的屏蔽环220接触，以获得与两个盆式绝缘子200对应的局部放电脉冲信号。所述采样单元120与所述检测单元110电性连接，用于对所述检测单元110发送的所述局部放电脉冲信号进行处理(比如，滤波)。所述分析单元130与所述采样单元120通信连接，用于对所述采样单元120发送的处理后的局部放电脉冲信号进行分析，以实现对局部放电的检测。
在本实施例的实施方式中，所述检测单元110可以通过信号电缆与所述采样单元120实现通信连接，所述采样单元120可以通过网线与所述分析单元130实现通信连接。
在本实施例中，所述检测单元110可以包括引出件及检测阻抗。所述引出件的数量及检测阻抗的数量与检测过程中需要接触的盆式绝缘子200的数量相同。通过引出件与检测阻抗获得所述盆式绝缘子200的局部放电脉冲信号。
请参照图1、图2及图3，图3是图1中检测单元110的方框示意图。所述检测单元110可以包括第一引出件112、第二引出件113、第一检测阻抗115及第二检测阻抗116。在选定需要检测的盆式绝缘子200后，可以从该盆式绝缘子200的附近再选择一盆式绝缘子200，以便采用平衡法进行检测。所述第一检测阻抗115经所述第一引出件112与所述第一盆式绝缘子200的屏蔽环220连接，所述第二检测阻抗116经所述第二引出件113与第二盆式绝缘子200的屏蔽环220连接。由此，所述检测单元110可以获得与两个盆式绝缘子200对应的局部放电脉冲信号。
在本实施例的实施方式中，所述第一引出件112的一端芯线与所述第一盆式绝缘子200的屏蔽环220连接，所述第一引出件112的另一端设置有用于与信号同轴电缆连接的BNC(Bayonet Nut Connector，基本网络卡)接口。该BNC接口可以再通过信号同轴电缆与第一检测阻抗115连接，其中，该部分的同轴电缆长度小于2米。
关于第二引出件113及第二检测阻抗116的具体描述可以参照上文对第一引出件112及第一检测阻抗115。
在本实施例中，所述第一检测阻抗115及第二检测阻抗116均为无感电阻。无感电阻上的感抗值非常小，对检测的影响比较小。
在本实施例中，所述第一检测阻抗115及所述第二检测阻抗116分别与所述采样单元120电性连接，以使所述采样单元120获得与两个盆式绝缘子200对应的局部放电脉冲信号。
在本实施例中，所述第一引出件112还用于在局部放电检测过程中使所述第一盆式绝缘子200接地，第二引出件113还用于在局部放电检测过程中使所述第二盆式绝缘子200接地。
请参照图4，图4是图1中采样单元120的方框示意图。所述采样单元120可以包括电性连接的预处理子单元121、采样子单元122及发送子单元123。所述预处理子单元121可以是具有滤波功能的电路或其他器件，用于对接收的所述局部放电脉冲信号进行滤波处理。所述采样子单元122用于对滤波处理后的局部放电脉冲信号进行采样，其中，采样率不低于20Ms/S，带宽不低于5MHz。所述发送子单元123用于将采样得到的局部放电脉冲信号发送给所述分析单元130。所述发送子单元123向所述分析单元130发送的采样后的局部放电脉冲信号可以是局部放电脉冲信号波形。其中，所述发送子单元123可以是一个网络模块，用于使所述采样单元120与其他单元或设备进行数据通信。
所述分析单元130可以是计算设备，该计算设备中可以存储有用户对所述采样单元120发送的局部放电脉冲信号波形进行分析的软件程序。所述分析单元130通过存储的软件程序对局部放电脉冲信号波形进行处理，分析脉冲极性、时频特征等，并生成局部放电二维图谱(图)和三维图谱(图)，从而检测出盆式绝缘子200的潜伏性缺陷，同时，可以实现对缺陷的严重程度进行定量检测。
请再次参照图1及图2，本发明实施例还提供一种局部放电检测系统10。所述局部放电检测系统10包括盆式绝缘子200及局部放电检测装置。所述盆式绝缘子200还可以包括金属法兰210、绝缘介质230及金属导体240。所述金属导体240设置在所述盆式绝缘子200的中轴线上。所述绝缘介质230及金属法兰210以所述金属导体240为中心按照由内至外的顺序依次设置在所述金属导体240外侧。所述屏蔽环220以所述金属导体240为中心设置在所述绝缘介质230内。所述局部放电检测装置与所述屏蔽环220接触，以实现对局部放电的检测。其中，所述绝缘介质230可以是环氧树脂。
在本实施例中，所述盆式绝缘子200还可以包括接地螺栓201。所述金属法兰210上设置有与所述接地螺栓201匹配的通孔，所述接地螺栓201穿过所述通孔及部分所述绝缘介质230与所述屏蔽环220连接，以实现所述屏蔽环220接地及所述金属法兰210与所述屏蔽环220连接。
其中，所述接地螺栓201可拆卸。在将所述接地螺栓201拆除后，所述屏蔽环220与所述金属导体240之间的电容约为10pF，所述屏蔽环220与所述金属导体240之间的电容约为250pF。在本实施例中，将屏蔽环220与金属法兰210之间的电容作为局部放电脉冲电流检测的耦合电容，对GIS设备内部放电缺陷，尤其是盆式绝缘子200的缺陷进行检测。
其中，一个盆式绝缘子200上的接地螺栓201为多个。
下面对具体操作进行介绍。首先确定需要进行检测的两个盆式绝缘子200。在安装所述检测单元110时，选择并将每个盆式绝缘子200上的部分接地螺栓201拆除，使得所述金属法兰210的部分通孔中未安装有所述接地螺栓201，另一部分通孔中安装有所述接地螺栓201，所述检测单元110通过未安装有接地螺栓201的通孔与屏蔽环220连接。在将检测单元110安装完后，将每个盆式绝缘子200上剩余的接地螺栓201拆除，进而检测盆式绝缘子200的潜伏性缺陷。其中，所述检测单元110的第一引出件112及第二引出件113的用于与所述屏蔽环220连接的芯线形状与所述接地螺栓201的螺杆形状近似，以保证检测效果。该芯线穿过所述通孔及部分所述绝缘介质230与所述屏蔽环220连接。
在检测完毕后，首先向未安装有检测单元110的部分通孔中安装所述接地螺栓201，再将所述检测单元110与所述盆式绝缘子200分离，最后向剩余的所有通孔中安装接地螺栓201。由此，保证在整个检测过程中，所述盆式绝缘子200接地。
比如，每个盆式绝缘子200上设置有三个接地螺栓201。每个盆式绝缘子200各取下一个接地螺栓201，所述检测单元110通过通孔与每个盆式绝缘子200的屏蔽环220连接。最后将剩余的所有接地螺栓201取下。在拆除所述检测单元110时，先将接地螺栓201安装在未安装有采集的通孔中，再将所述检测单元110移除，最后安装剩余的接地螺栓201。
综上所述，本发明实施例提供一种局部放电检测装置及系统。所述装置应用于盆式绝缘子，所述盆式绝缘子包括屏蔽环。所述装置包括通信连接的检测单元、采样单元及分析单元。其中，所述检测单元与两个盆式绝缘子的屏蔽环接触，以获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号，并将获得的所述局部放电脉冲信号发送给所述采样单元。所述采样单元对接收的所述局部放电脉冲信号进行处理，并将处理后的局部放电脉冲信号发送给所述分析单元。所述分析单元对所述采样单元发送的处理后的局部放电脉冲信号进行分析，以实现对局部放电的检测。由此，可有效检测盆式绝缘子相关的潜伏性缺陷，并且可以对缺陷的严重程度进行定量检测，从而便于及时采取相应措施以对缺陷进行处理。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种局部放电检测装置，其特征在于，应用于盆式绝缘子，所述盆式绝缘子包括屏蔽环，所述装置包括检测单元、采样单元及分析单元，
所述检测单元与两个盆式绝缘子的屏蔽环接触，以获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号；
所述采样单元与所述检测单元电性连接，用于对所述检测单元发送的所述局部放电脉冲信号进行处理；
所述分析单元与所述采样单元通信连接，用于对所述采样单元发送的处理后的局部放电脉冲信号进行分析，以实现对局部放电的检测。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括引出件及检测阻抗，所述引出件及检测阻抗的数量与所述盆式绝缘子的数量相同，所述引出件包括第一引出件及第二引出件，所述检测阻抗包括第一检测阻抗及第二检测阻抗，
所述第一检测阻抗经所述第一引出件与第一盆式绝缘子的屏蔽环连接；
所述第二检测阻抗经所述第二引出件与第二盆式绝缘子的屏蔽环连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一检测阻抗及所述第二检测阻抗分别与所述采样单元电性连接，以使所述采样单元获得与两个盆式绝缘子对应的局部放电脉冲信号。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一检测阻抗及第二检测阻抗均为无感电阻。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一引出件及第二引出件还用于在局部放电检测过程中使所述盆式绝缘子接地。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样单元包括电性连接的预处理子单元、采样子单元及发送子单元，
所述预处理子单元用于对接收的所述局部放电脉冲信号进行滤波处理；
所述采样子单元用于对滤波处理后的局部放电脉冲信号进行采样；
所述发送子单元用于将采样得到的局部放电脉冲信号发送给所述检测单元。
7.一种局部放电检测系统，其特征在于，所述系统包括盆式绝缘子及权利要求1-6中任意一项所述的局部放电检测装置，
所述盆式绝缘子还包括金属法兰、绝缘介质及金属导体，
所述金属导体设置在所述盆式绝缘子的中轴线上；
所述绝缘介质及金属法兰以所述金属导体为中心按照由内至外的顺序依次设置在所述金属导体外侧；
所述屏蔽环以所述金属导体为中心设置在所述绝缘介质内；
所述局部放电检测装置与所述屏蔽环接触，以实现对局部放电的检测。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述盆式绝缘子还包括接地螺栓，
所述金属法兰上设置有与所述接地螺栓匹配的通孔；
所述接地螺栓穿过所述通孔与所述屏蔽环接触，以实现所述屏蔽环接地。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述盆式绝缘子上的接地螺栓为多个。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在安装所述检测单元时，所述金属法兰的部分通孔中未安装有所述接地螺栓，另一部分通孔中安装有所述接地螺栓，所述检测单元经未安装有所述接地螺栓的通孔与所述屏蔽环接触。
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