CN110824307A - 一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，所述绝缘故障带电检测定位系统包括特高频信号采集单元、超声波信号采集单元、第一放大单元、第二放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元；所述绝缘故障带电检测定位系统以所述特高频信号采集单元采集的信号判断所述开关柜绝缘是否异常，通过所述超声波信号采集单元采集的信号确定局部放电位置，并进行报警显示，通过所述通信单元上传至监控中心。本发明提供一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，根据采集的信号判断开关柜是否发生绝缘故障，利用超声波传播速度、时间差计算出故障位置，抗干扰性强，且定位准确。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统。
背景技术
随着电力技术的不断发展和生产的需求，封闭式开关柜被大量使用。但是封闭式开关柜在制造、运输、安装的过程中不可避免的会造成一些绝缘缺陷，在使用过程中便会出现放电现象且不容易被发现，进而导致绝缘故障造成较大事故，将会对电力系统的安全运行和国民生活带来巨大影响，因此需要对封闭式开关柜绝缘状态进行检测，及时发现开关柜内部早期的绝缘缺陷，方便工作人员及时合理得安排针对性的维修计划进行故障排除，防止绝缘缺陷发生恶化，造成更加严重的后果，从而提高运行的可靠性。
本发明提出一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，采集开关柜发生局部放电时产生的特高频电信号和超声波信号，准确判断开关柜是否发生绝缘故障，利用超声波传播速度、时间差精确的计算出故障位置，抗干扰性强，且定位准确。
发明内容
本发明提供一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，根据采集的信号判断开关柜是否发生绝缘故障，利用超声波传播速度、时间差精确的计算出故障位置，抗干扰性强，且定位准确。
本发明具体为一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，所述绝缘故障带电检测定位系统包括特高频信号采集单元、超声波信号采集单元、第一放大单元、第二放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述高频信号采集单元与所述第一放大单元相连接，所述超声波信号采集单元与所述第二放大单元相连接，所述第一放大单元、所述第二放大单元还分别与所述A/D转换单元相连接，所述控制处理单元分别与所述A/D转换单元、所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述绝缘故障带电检测定位系统以所述特高频信号采集单元采集的信号判断所述开关柜绝缘是否异常，通过所述超声波信号采集单元采集的信号确定局部放电位置，并进行报警和显示，通过所述通信单元上传至监控中心。
所述特高频信号采集单元采用特高频传感器采集所述开关柜局部放电时产生的特高频电信号，所述特高频传感器安装在所述开关柜盆式绝缘子上。
所述超声波信号采集单元包括第一超声波传感器、第二超声波传感器，检测所述开关柜局部放电时产生的超声波信号，所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器分别安装在所述特高频传感器两侧。
所述第一放大单元、所述第二放大单元分别对所述特高频电信号、所述超声波信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号；所述A/D转换单元采用A/D转换芯片对输入的信号进行A/D转换。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述绝缘故障带电检测定位系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括特高频报警值、超声波报警值、所述特高频传感器安装位置、所述超声波传感器安装位置、所述超声波传播速度。
所述报警单元采用声光报警器进行报警，当所述开关柜发生局部放电绝缘故障时，能够及时发出声光报警，并结合所述显示单元进行报警信息显示。
所述通信单元采用光纤将所述绝缘故障带电检测定位系统的信息上传至所述监控中心，同时能够对所述绝缘故障带电检测定位系统进行参数设置、发出控制指令；所述通信单元包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块采用激光发射器将电信号转换为光信号通过所述光纤传输至所述信号接收模块，所述信号接收模块采用光接收机通过光电二极管将所述光信号转换成电信号输出。
所述控制处理单元采用微处理器控制所述存储单元、所述显示单元将所述特高频电信号、所述超声波信号进行存储显示，通过与预先设定的参考值进行比较，判断所述开关柜是否发生局部放电绝缘故障：
将所述特高频电信号与所述特高频报警值进行比较，若大于所述特高频报警值，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示报警数值；
将所述超声波信号与所述超声波报警值进行比较，若大于所述超声波报警值，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示报警数值。
以接收到所述特高频电信号时间点为参考时间，得到所述第一超声波传感器检测信号时间差、所述第二超声波传感器检测信号时间差，根据所述超声波传播速度计算出所述开关柜局部放电位置与所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器之间的距离，进而得到所述开关柜局部放电位置；
通过所述显示单元显示所述开关柜局部放电位置，并通过所述通信单元上传至所述监控中心，以便工作人员及时处理。
与现有技术相比，有益效果是：通过所述特高频电信号判断所述开关柜是否发生局部故障，再利用超声波信号时间差、传播速度准确的计算出故障位置，有效提高所述绝缘故障带电检测定位系统的抗干扰性和准确性。
附图说明
图1为本发明一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的绝缘故障带电检测定位系统包括特高频信号采集单元、超声波信号采集单元、第一放大单元、第二放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述高频信号采集单元与所述第一放大单元相连接，所述超声波信号采集单元与所述第二放大单元相连接，所述第一放大单元、所述第二放大单元还分别与所述A/D转换单元相连接，所述控制处理单元分别与所述A/D转换单元、所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述绝缘故障带电检测定位系统以所述特高频信号采集单元采集的信号判断所述开关柜绝缘是否异常，通过所述超声波信号采集单元采集的信号确定局部放电位置，并进行报警和显示，通过所述通信单元上传至监控中心。
所述特高频信号采集单元采用特高频传感器采集所述开关柜局部放电时产生的特高频电信号，所述特高频传感器安装在所述开关柜盆式绝缘子上。
所述超声波信号采集单元包括第一超声波传感器、第二超声波传感器，检测所述开关柜局部放电时产生的超声波信号，所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器分别安装在所述特高频传感器两侧。
所述第一放大单元、所述第二放大单元分别对所述特高频电信号、所述超声波信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号；所述A/D转换单元采用A/D转换芯片对输入的信号进行A/D转换。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述绝缘故障带电检测定位系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括特高频报警值、超声波报警值、所述特高频传感器安装位置、所述超声波传感器安装位置、所述超声波传播速度。
所述报警单元采用声光报警器进行报警，当所述开关柜发生局部放电绝缘故障时，能够及时发出声光报警，并结合所述显示单元进行报警信息显示。
所述通信单元采用光纤将所述绝缘故障带电检测定位系统的信息上传至所述监控中心，同时能够对所述绝缘故障带电检测定位系统进行参数设置、发出控制指令；所述通信单元包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块采用激光发射器将电信号转换为光信号通过所述光纤传输至所述信号接收模块，所述信号接收模块采用光接收机通过光电二极管将所述光信号转换成电信号输出。
所述控制处理单元采用微处理器控制所述存储单元、所述显示单元将所述特高频电信号、所述超声波信号进行存储显示，通过与预先设定的参考值进行比较，判断所述开关柜是否发生局部放电绝缘故障：
将所述特高频电信号与所述特高频报警值进行比较，若大于所述特高频报警值，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示报警数值；
将所述超声波信号与所述超声波报警值进行比较，若大于所述超声波报警值，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示报警数值。
所述绝缘故障带电检测定位系统采用超声波定位法确定局部放电位置：
所述控制处理单元将接收到所述特高频电信号时间点作为参考时间，得到所述第一超声波传感器检测信号时间差Δt1、所述第二超声波传感器检测信号时间差Δt2，根据所述超声波传播速度计算出所述开关柜局部放电位置与所述第一超声波传感器的距离l1＝Δt1·v、所述第二超声波传感器之间的距离l2＝Δt2·v，进而确定所述开关柜局部放电位置；
通过所述显示单元显示所述开关柜局部放电位置，并通过所述通信单元上传至所述监控中心，以便工作人员及时处理。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (8)
1.一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述绝缘故障带电检测定位系统包括特高频信号采集单元、超声波信号采集单元、第一放大单元、第二放大单元、A/D转换单元、控制处理单元、存储单元、按键输入单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述高频信号采集单元与所述第一放大单元相连接，所述超声波信号采集单元与所述第二放大单元相连接，所述第一放大单元、所述第二放大单元还分别与所述A/D转换单元相连接，所述控制处理单元分别与所述A/D转换单元、所述存储单元、所述按键输入单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述绝缘故障带电检测定位系统以所述特高频信号采集单元采集的信号判断所述开关柜绝缘是否异常，通过所述超声波信号采集单元采集的信号确定局部放电位置，并进行报警和显示，通过所述通信单元上传至监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述特高频信号采集单元采用特高频传感器采集所述开关柜局部放电时产生的特高频电信号，所述特高频传感器安装在所述开关柜盆式绝缘子上。
3.根据权利要求2所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述超声波信号采集单元包括第一超声波传感器、第二超声波传感器，检测所述开关柜局部放电时产生的超声波信号，所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器分别安装在所述特高频传感器两侧。
4.根据权利要求3所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述第一放大单元、所述第二放大单元分别对所述特高频电信号、所述超声波信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换单元输入要求的信号；所述A/D转换单元采用A/D转换芯片对输入的信号进行A/D转换。
5.根据权利要求4所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述绝缘故障带电检测定位系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括特高频报警值、超声波报警值、所述特高频传感器安装位置、所述超声波传感器安装位置、所述超声波传播速度。
6.根据权利要求5所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器进行报警，当所述开关柜发生局部放电绝缘故障时，能够及时发出声光报警，并结合所述显示单元进行报警信息显示。
7.根据权利要求6所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述通信单元采用光纤将所述绝缘故障带电检测定位系统的信息上传至所述监控中心，同时能够对所述绝缘故障带电检测定位系统进行参数设置、发出控制指令；所述通信单元包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块采用激光发射器将电信号转换为光信号通过所述光纤传输至所述信号接收模块，所述信号接收模块采用光接收机通过光电二极管将所述光信号转换成电信号输出。
8.根据权利要求7所述的一种封闭式开关柜内部绝缘故障带电检测定位系统，其特征在于，所述控制处理单元采用微处理器控制所述存储单元、所述显示单元将所述特高频电信号、所述超声波信号进行存储显示，通过与预先设定的参考值进行比较，判断所述开关柜是否发生局部放电绝缘故障：
将所述特高频电信号与所述特高频报警值进行比较，若大于所述特高频报警值，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示报警数值；
将所述超声波信号与所述超声波报警值进行比较，若大于所述超声波报警值，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示报警数值；
以接收到所述特高频电信号时间点为参考时间，得到所述第一超声波传感器检测信号时间差、所述第二超声波传感器检测信号时间差，根据所述超声波传播速度计算出所述开关柜局部放电位置与所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器之间的距离，进而得到所述开关柜局部放电位置；
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