CN112684293A - 一种配电系统绝缘故障的诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配电系统绝缘故障的诊断装置，包括电流互感器、局放传感器、红外热成像传感器、ARM核心处理单元和人机交互单元。与现有技术相比，本发明高集成，多源研判，综合特高频局放、红外测温及电流突变量进行综合分析，确定故障类型，更加准确、高效。多种传感器融合应用，节约设备成本，部署方便。非接触式安装为主，实现带电安装，无需停电。多种网络接入方式，具备数据汇聚功能，通过无线和有线多种通信方式，可接入多种数据传感信息，并与上级系统进行数据交互。多参量融合分析的设备状态诊断与预警技术，可融合多种监测数据，并进行融合分析，参照历史数据，进行故障推演，指导运维检修策略。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘故障检测技术领域，尤其涉及一种配电系统绝缘故障的诊断装置。
背景技术
目前在绝缘故障检测方面，较为有效的手段是测量局放信号，通过检测配网设备内部/表面是否存在局放及其强度，可以评判配网设备的绝缘是否存在缺陷及其严重程度。
当前电力设备局放检测的主要技术为高频法、特高频法、超声法、暂态地电压(TEV)或地电波法。每种检测技术的检测原理不同，适用范围也不一样。高频局放检测技术主要用于检测电力电缆中的局放，对于有接地线的配网主备，如变压器、开关柜，采用高频检测在一定程度上都可以检测到设备内部的局放，特高频局放检测技术主要用于检测主设备内部的局放，对于带绝缘密封件、可以泄漏电磁波的配网主设备，都可以采用特高频技术进行局放检测，超声局放检测技术可用于变压器、开关柜等金属封闭型的配网主设备，也可用于复合绝缘的部件，如电缆接头。TEV局放检测技术，作为特高频检测技术的延伸，可用于检测带绝缘密封件、可以泄露电磁波的配网主设备。局部放电技术是检测设备绝缘缺陷的主要手段，针对不同的设备有不同的有效的检测方法，其中通过空间局放的电磁波信号对设备局部放电检测，具有较好的性价比和可实施性。
应用红外技术检测电力设备故障始于20世纪60年代中期，20世纪70年代开始把热成像仪装在车辆或直升机上对电力设备或高压输电线路连接件进行巡视检测，并分别制定出相应的技术规范或红外诊断故障判定标准。1990年国际大电网会议充分肯定了电力设备故障红外诊断技术，并指出该技术在电力设备从传统的预防性故障检修到先进的预知状态维修发展中将发挥重要作用。
我国研究开发电力设备红外诊断技术始于20世纪70年代初，开始利用国内研制的红外检测仪检测运行中的电气设备裸露的过热接头。20世纪80年代中期，几家电力研究所先后引进了较先进的光机扫描热成像仪，开展了电力设备故障检测试验和220kV及110kV输电线路的直升机巡线红外检测试验，取得了良好的效果。目前我国电力行业除用红外技术诊断各类高压电器和架空线路中大量裸露电气接头等的外部故障外，还成功地用于各类高压电器内部导流回路故障和绝缘故障的诊断。我国电力设备故障红外诊断技术近十年来得到迅速的发展，并在高压电气设备故障和瓷质绝缘子故障诊断方面，取得了较好的效果。
红外成像技术具有技术先进、实用性强、巡查效率高、检测灵敏可靠、不停电、安全性好等优点，现阶段应用比较多的是红外测温仪。红外测温仪的优点是价格低、测温准。但由于只能单点瞄准检测，效率较低，易发生漏测和误判断，也不能扫描和成像，对电力设备内部缺陷的判断很难通过检测达到定性的目的。随着电力工业的高速发展，普及应用红外成像技术已成为发展趋势。
目前专利号CN201911125504.5公开了一种一种电力变压器放电故障诊断方法及装置，该装置包括整机外壳及把手、信号调理通道和电源及采集系统、前面板液晶触控屏、后面板及风扇以及固定套装在整机外壳外部的防撞保护套。该装置可以有效地识别变压器内部放电，评价变压器绝缘水平，提高了检修人员工作效率，有效的防止变压器恶性事故的发生，保证了电网的安全和可靠性。利用多数据融合及模式识别进行故障诊断，通过对局部放电模拟量的采集，对采集数据进行综合分析，得到一种故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法。利用该方法的故障模式，通过对比参量幅值、特征量对设备的重要度，找出设备的薄弱环节，提出辅助决策。但是该专利方法仅针对与变压器进行设计，从检测原理和方法上，与本专利具有本质差别。
当前通过单一的局放设备进行故障诊断，缺少其他诊断数据相互验证，很容易发生误报漏报的事件发生。同时单一局放设备的监测频段有限，很难覆盖全频段局放信号，很难全面准确的定位设备故障，缺少数据综合研判。
通过红外测温对设备异常进行预警，仅仅可以发现设备的表征温度异常，无法定位故障类型，进一步研判的特征依据。
局放和红外监测都是利用设备故障时的衍生特征进行监测、判断，没有结合设备电流等电气量进行综合诊断，无法综合研判故障类型和严重程度，故障判断具有片面性。
发明内容
为此，本发明提供一种配电系统绝缘故障的诊断装置，用以克服上述问题中存在的问题。
一种配电系统绝缘故障的诊断装置，包括电流互感器、局放传感器、红外热成像传感器、ARM核心处理单元和人机交互单元。
优选地，所述电流互感器的采集单元步骤包括：
电流互感器对配电设备的电流进行准确监测，模拟电流量通过多级有源滤波系统进行滤波后，经过AD采样模块，进行数据模数转化，得到电流数字量信息，将数字量信息传递给DSP处理器，进行信息处理后，通过ARM核心处理单元数据接口接入处理模块，在处理单元内进行数据分析、研判及告警上送。
优选地，所述局放传感器的监测模块步骤包括：
局放传感器对特高频局放信号进行采集，信号传递给数据采集单元，数据采集对数据进行滤波、消噪，提纯后局放信号经过数据分析单元进行特征识别，识别结果上送给ARM核心处理单元，进行局放的信号识别和比对，输出局放处理结果。
优选地，所述红外热成像传感器的监测模块步骤包括：
红外热成像传感器对配电设备温度进行采集，采集的红外数据进行降噪处理，处理后的数据经过分析单元进行识别，识别结果上传给ARM核心处理单元，进行红外测温数据的分析，告警上送，输出测温结果。
优选地，所述人机交互模块数据通过数据并行总线与液晶显示模组连接，进行关键参数的展示。
与现有技术相比，本发明高集成，多源研判，综合特高频局放、红外测温及电流突变量进行综合分析，确定故障类型，更加准确、高效。
多种传感器融合应用，节约设备成本，部署方便。
非接触式安装为主，实现带电安装，无需停电。
多种网络接入方式，具备数据汇聚功能，通过无线和有线多种通信方式，可接入多种数据传感信息，并与上级系统进行数据交互。
多参量融合分析的设备状态诊断与预警技术，可融合多种监测数据，并进行融合分析，参照历史数据，进行故障推演，指导运维检修策略。
附图说明
图1为本发明所述的配电系统绝缘故障的诊断装置模块硬件结构示意图示意图；
图2为本发明中互感器采集单元结构示意图；
图3为本发明中局部放电监测模块示意图；
图4为本发明中红外摄像监测模块示意图；
图5为本发明中人机交互模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
请参阅图1-5所示，本发明提供一种配电系统绝缘故障的诊断装置，包括电流互感器、局放传感器、红外热成像传感器、ARM核心处理单元和人机交互单元。
请继续参阅图2所示，所述电流互感器的采集单元步骤包括：
电流互感器对配电设备的电流进行准确监测，模拟电流量通过多级有源滤波系统进行滤波后，经过AD采样模块，进行数据模数转化，得到电流数字量信息，将数字量信息传递给DSP处理器，进行信息处理后，通过ARM核心处理单元数据接口接入处理模块，在处理单元内进行数据分析、研判及告警上送。
请继续参阅图3所示，所述局放传感器的监测模块步骤包括：
局放传感器对特高频局放信号进行采集，信号传递给数据采集单元，数据采集对数据进行滤波、消噪，提纯后局放信号经过数据分析单元进行特征识别，识别结果上送给ARM核心处理单元，进行局放的信号识别和比对，输出局放处理结果。
请继续参阅图4所示，所述红外热成像传感器的监测模块步骤包括：
红外热成像传感器对配电设备温度进行采集，采集的红外数据进行降噪处理，处理后的数据经过分析单元进行识别，识别结果上传给ARM核心处理单元，进行红外测温数据的分析，告警上送，输出测温结果。
请继续参阅图5所示，所述人机交互模块数据通过数据并行总线与液晶显示模组连接，进行关键参数的展示。
本发明具备高集成，多源研判，综合特高频局放、红外测温及电流突变量进行综合分析，确定故障类型，更加准确、高效。
多种传感器融合应用，节约设备成本，部署方便。
非接触式安装为主，实现带电安装，无需停电。
多种网络接入方式，具备数据汇聚功能，通过无线和有线多种通信方式，可接入多种数据传感信息，并与上级系统进行数据交互。
多参量融合分析的设备状态诊断与预警技术，可融合多种监测数据，并进行融合分析，参照历史数据，进行故障推演，指导运维检修策略。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (5)
1.一种配电系统绝缘故障的诊断装置，其特征在于，包括电流互感器、局放传感器、红外热成像传感器、ARM核心处理单元和人机交互单元。
2.根据权利要求1所述的配电系统绝缘故障的诊断装置，其特征在于，所述电流互感器的采集单元步骤包括：
电流互感器对配电设备的电流进行准确监测，模拟电流量通过多级有源滤波系统进行滤波后，经过AD采样模块，进行数据模数转化，得到电流数字量信息，将数字量信息传递给DSP处理器，进行信息处理后，通过ARM核心处理单元数据接口接入处理模块，在处理单元内进行数据分析、研判及告警上送。
3.根据权利要求1所述的配电系统绝缘故障的诊断装置，其特征在于，所述局放传感器的监测模块步骤包括：
局放传感器对特高频局放信号进行采集，信号传递给数据采集单元，数据采集对数据进行滤波、消噪，提纯后局放信号经过数据分析单元进行特征识别，识别结果上送给ARM核心处理单元，进行局放的信号识别和比对，输出局放处理结果。
4.根据权利要求1所述的配电系统绝缘故障的诊断装置，其特征在于，所述红外热成像传感器的监测模块步骤包括：
红外热成像传感器对配电设备温度进行采集，采集的红外数据进行降噪处理，处理后的数据经过分析单元进行识别，识别结果上传给ARM核心处理单元，进行红外测温数据的分析，告警上送，输出测温结果。
5.根据权利要求1所述的配电系统绝缘故障的诊断装置，其特征在于，所述人机交互模块数据通过数据并行总线与液晶显示模组连接，进行关键参数的展示。
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