CN114441910B - 一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置，包括声波检测系统、数据仪、电流检测系统，声波检测系统和电流检测系统分别抵住外套外表面，声波检测系统和电流检测系统分别与数据仪电连接，声波检测系统与电流检测系统分别将检测获得的声波波形与放电感应电流波形在数据仪上显示，数据仪判断波形重合度。本发明通过互感检测组件来检测拾取放电位置的接地电流信号，通过声波检测系统来获取当地声波信号，而互感检测组件内，感应电荷在放电电容上进行积累，获得稳定而高幅的脉冲信号，在波形图上反馈出显著可见的放电信号，抵抗外界电磁信号干扰的同时，又能获得较为准确的放电电流信号脉冲波形图。
Description
技术领域
本发明涉及局部放电检测技术领域，具体为一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置。
背景技术
电网中使用大量的电气设备，尤其在线缆的绝缘性能不佳位置处，会有局部放电情况发生，局部放电时，还会加剧绝缘结构的损坏，使得局部放电状况进一步加剧，所以，局部放电需要及时检测判别并修复。
现有技术中，一般使用声波检测结构进行局部放电检测，因为局部放电时，会有微量的声音信号从放电位置发出，但这样的检测方式会受到环境噪声的影响，环境噪声在检测设备上产生的波形不好被分离除去，所以，只能通过提高波形的判别阈值来进行放电识别，这样就会遗漏掉早期的局部放电位置，不利于设备维护保养。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置，对待检测的电缆外的外套进行放电检测，检测装置包括声波检测系统、数据仪、电流检测系统，声波检测系统和电流检测系统分别抵住外套外表面，声波检测系统和电流检测系统分别与数据仪电连接，声波检测系统与电流检测系统分别将检测获得的声波波形与放电感应电流波形在数据仪上显示，数据仪判断波形重合度。
因为局部放电位置处对外有电磁波与声波信号，同时使用声波检测与电流检测获得两类放电信号的波形，数据仪上进行比对与分析，如果波峰位置的相位重合度较大，则说明此处正发生局部放电，为此处打上标记然后进行后续维护。而对于不重合的声波波峰与电流波峰，则说明该声波波峰是因为环境噪声引起，电流波峰由环境电磁干扰引起，将相位比较远的两者波峰在波形图上进行隐藏或抑制，为观察员提供充分显示局部放电状况的波形图。
进一步的，电流检测系统包括接地线、互感检测组件、信号线、波形表，接地线一端与外套外表连接、另一端接地，互感检测组件设置在接地线上，波形表设置在互感检测组件内，信号线一端连接波形表、另一端连接数据仪。接地线将外套表面的放电信号引流导向大地，在过流过程被互感检测组件感知并在互感检测组件内部生成感应电流然后被波形表拾取并将信号送往数据仪，数据仪分析波形并与声波波形进行比对。
进一步的，互感检测组件包括互感线圈、整流桥、放电电容和回路，互感线圈裹绕接地线，互感线圈与放电电容两端通过回路连接，互感线圈与放电电容之间设置整流桥，波形表检测放电电容放电电流。
进一步的，互感检测组件还包括滤波电容，滤波电容通过回路并联在互感线圈两端，滤波电容与互感线圈搭配构建工频电流滤波结构。
进一步的，互感检测组件还包括降压电阻，降压电阻设置在回路上并位于整流桥与放电电容之间。
作为一种优选的方案：互感检测组件还包括放电间隙，放电间隙并联在放电电容两端，波形表设置在放电电容和放电间隙之间。
放电电容的积攒足够电荷，放电间隙达到放电条件后，放电电容上的电荷全部转移到放电间隙处进行击穿介电介质释放，波形表获得脉冲信号。
作为另一种优选的方案：放电电容包括电容壳、第一电荷板组，电容壳密封并在其内部封装第一电荷板组，回路从电容壳两端面穿入其内并与第一电荷板组连接，第一电荷板组中的其中一块电荷板为浮动板，第一电荷板组的两块电荷板间距可调。
进一步的，放电电容还包括第二电荷板组、检测电路，第二电荷板组设置在第一电荷板组之间，第二电荷板组的两块电荷板通过检测电路连接起来，检测电路穿出到电容壳外，检测电路在电容壳外的段落上设置波形表。
进一步的，放电电容还包括设置在电容壳外的微型振动马达，微型振动马达通过一根杆件与第一电荷板组的浮动电荷板固定连接，微型振动马达的振动频率不等于工频。振动马达一次振动，第一电荷板组的浮动板就会有一次相互靠近，就会进行一次放电，一般情况下，会选择较低的频率进行放电，在数据仪上显示出低频高峰值的电流检测系统脉冲信号。
进一步的，微型振动马达也连接信号线并与声波检测系统的声波波形联锁，微型振动马达的振动周期为声波检测系统的声波脉冲信号平均周期的整数倍。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过互感检测组件来检测拾取放电位置的接地电流信号，通过声波检测系统来获取当地声波信号，将相位上相重合的位置作为局部放电信号，而互感检测组件内，感应电荷在放电电容上进行积累，以整数倍的周期进行释放，获得稳定而高幅的脉冲信号，在波形图上反馈出显著可见的放电信号，抵抗外界电磁信号干扰的同时，又能获得较为准确的放电电流信号脉冲波形图。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明的局部放电带电检测装置的使用结构示意图；
图2是本发明电流检测系统的基础逻辑示意图；
图3是本发明电流检测系统使用放电间隙结构时的示意图；
图4是本发明放电电容内部设置放电结构时的结构示意图；
图5是本发明声波检测系统与电流检测系统的波形信号检测示意图；
图中：1-声波检测系统、2-数据仪、3-电流检测系统、31-接地线、32-互感检测组件、321-互感线圈、322-滤波电容、323-整流桥、324-降压电阻、325-放电电容、3251-电容壳、3252-第一电荷板组、3253-第二电荷板组、3254-检测电路、3255-微型振动马达、326-放电间隙、329-回路、33-信号线、34-波形表、91-电缆、92-外套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
参阅图1-图5，本申请的高精度抗干扰的局部放电带电检测装置，对待检测的电缆91外的外套92进行放电检测，检测装置包括声波检测系统1、数据仪2、电流检测系统3，声波检测系统1和电流检测系统3分别抵住外套92外表面，声波检测系统1和电流检测系统3分别与数据仪2电连接，声波检测系统1与电流检测系统3分别将检测获得的声波波形与放电感应电流波形在数据仪2上显示，数据仪2判断波形重合度。
如图1所示，局部放电位置处对外有电磁波与声波信号，同时使用声波检测与电流检测获得两类放电信号的波形，数据仪上进行比对与分析，如果波峰位置的相位重合度较大，则说明此处正发生局部放电，为此处打上标记然后进行后续维护。而对于不重合的声波波峰与电流波峰，则说明该声波波峰是因为环境噪声引起，电流波峰由环境电磁干扰引起，将相位比较远的两者波峰在波形图上进行隐藏或抑制，为观察员提供充分显示局部放电状况的波形图。
电流检测系统包括接地线31、互感检测组件32、信号线33、波形表34，接地线31一端与外套92外表连接、另一端接地，互感检测组件32设置在接地线31上，波形表34设置在互感检测组件32内，信号线33一端连接波形表34、另一端连接数据仪2。接地线31将外套92表面的放电信号引流导向大地，在过流过程被互感检测组件32感知并在互感检测组件32内部生成感应电流然后被波形表34拾取并将信号送往数据仪2，数据仪2分析波形并与声波波形进行比对。
互感检测组件32包括互感线圈321、整流桥323、放电电容325和回路329，互感线圈321裹绕接地线31，互感线圈321与放电电容325两端通过回路329连接，互感线圈321与放电电容325之间设置整流桥323，波形表34检测放电电容325放电电流。
如图2所示，互感线圈321在接地线31上通过电流时进行感应，感应出的电流为放电电容325进行充电，在放电电容325内电压大于内部击穿电压时，放电电容325内部放电并进行下一周期的蓄电，互感线圈321上的感应电流方向交替变化，通过整流桥323换向后持续以同一方向为放电电容325进行充电，放电电容325放电过程会有显著的电流，可以被波形表33检测获得显著的波形，直接在检测位置进行电荷的集中释放，而不是在后续的波形处理上进行波峰识别与数字量化增幅，检测误差保证在有限范围内。
互感检测组件32还包括滤波电容322，滤波电容322通过回路329并联在互感线圈321两端，滤波电容322与互感线圈321搭配构建工频电流滤波结构。
如图1、2所示，电缆91内通过的工频电流也会有微量的电磁辐射在接地线31内产生电流的，从而互感线圈321上会有工频的电流波形，这一波形没必要传向后续的放电电容325，所以，直接使用互感线圈321和滤波电容322构建工频电流的滤波结构，让这部分电流全部从滤波电容322流过，具体为通过设置具体匹配的互感线圈321电感值与滤波电容322的电容值，让互感线圈321电感值与滤波电容322构建的回路对于工频电流阻抗为零，从而工频电流全部从滤波电容322上流过，其他频率的感应电流传向后续的放电电容325。
互感检测组件32还包括降压电阻324，降压电阻324设置在回路329上并位于整流桥323与放电电容325之间。
如图2所示，互感线圈321感应电流产生后，互感线圈321两端具有初级电压，如果将这一电压直接加载到放电电容325上，那么放电电容325只会进行一次充电，后续如果这一次充电不够其放电所需电荷量，放电电容325上在后续过程也不会再进行充电了，所以，为了能够在互感线圈321每次感应出电流后都能为放电电容325充上电，在放电电容325一端上接入了降压电阻324，让放电电容325在充电时其两端电压一直小于互感线圈321的两端电压，而整流桥323的存在，则只允许互感线圈321往放电电容325充电，不允许放电电容325上的电荷在互感线圈321上没有感应电压时从回路329上进行放电，放电电容325可以将电容结构的电荷存留面积做的较大，从而可以在小电压下积累较多的电荷量，而放电时，可以通过改变放电电容325内部的间隙介质或者缩小电荷板板间间距来提前达到放电条件。电阻会对放电电容接受的电流进行削减，在放电量计算时需要考虑增益放大。
本发明实施例中一种优选的放电结构是：互感检测组件32还包括放电间隙326，放电间隙326并联在放电电容325两端，波形表34设置在放电电容325和放电间隙326之间。
如图2所示，放电电容的325积攒足够电荷，放电间隙达到放电条件后，放电电容325上的电荷全部转移到放电间隙326处进行击穿介电介质释放，波形表34获得脉冲信号。
另一种优选的放电结构是，放电电容325包括电容壳3251、第一电荷板组3252，电容壳3251密封并在其内部封装第一电荷板组3252，回路329从电容壳3251两端面穿入其内并与第一电荷板组3252连接，第一电荷板组3252中的其中一块电荷板为浮动板，第一电荷板组3252的两块电荷板间距可调。
如图4所示，第一电荷板组3252上堆积电荷构建电容结构，两块板相互靠近到一定程度后其间隙被击穿进行放电，检测放电量即可获知此周期内积累的电荷，也反应出此周期内接地线31上通过的电流量。
放电电容325还包括第二电荷板组3253、检测电路3254，第二电荷板组3253设置在第一电荷板组3252之间，第二电荷板组3253的两块电荷板通过检测电路3254连接起来，检测电路3254穿出到电容壳3251外，检测电路3254在电容壳3251外的段落上设置波形表34。
如图4所示，第一电荷板组3252上积累电荷，第二电荷板组3253为等电势体，第一电荷板组3252的浮动电荷板靠近第二电荷板组3253时，达成放电条件，放电时，只会以第二电荷板组3253作为媒介，只会在第一电荷板组3252、第二电荷板组3253两两靠近的两个间隙上造成击穿放电，而第二电荷板组3253两块板之间的电流则是通过检测电路传递并没波形表34检测获得。
放电电容325还包括设置在电容壳3251外的微型振动马达3255，微型振动马达3255通过一根杆件与第一电荷板组3252的浮动电荷板固定连接，微型振动马达3255的振动频率不等于工频。振动马达一次振动，第一电荷板组3252的浮动板就会有一次相互靠近，就会进行一次放电，一般情况下，会选择较低的频率进行放电，在数据仪2上显示出低频高峰值的电流检测系统2脉冲信号。
微型振动马达3255也连接信号线33并与声波检测系统1的声波波形联锁，微型振动马达3255的振动周期为声波检测系统1的声波脉冲信号平均周期的整数倍。
如图5所示，点划线、尖锐的波形为取样时的声波信号，以该信号周期的三倍作为振动马达的振动周期，理想状态下，声波信号的频率与电流互感系统感知的放电信号频率时一致的，所以，以整数倍的周期控制放电电容325进行放电，可以获得稳定的高幅脉冲波形。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (2)
1.一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置，对待检测的电缆(91)外的外套(92)进行放电检测，其特征在于：所述检测装置包括声波检测系统(1)、数据仪(2)、电流检测系统(3)，所述声波检测系统(1)和电流检测系统(3)分别抵住外套(92)外表面，声波检测系统(1)和电流检测系统(3)分别与数据仪(2)电连接，声波检测系统(1)与电流检测系统(3)分别将检测获得的声波波形与放电感应电流波形在数据仪(2)上显示，所述数据仪(2)判断波形重合度；
所述电流检测系统包括接地线(31)、互感检测组件(32)、信号线(33)、波形表(34)，所述接地线(31)一端与外套(92)外表连接、另一端接地，所述互感检测组件(32)设置在接地线(31)上，所述波形表(34)设置在互感检测组件(32)内，所述信号线(33)一端连接波形表(34)、另一端连接数据仪(2)；
所述互感检测组件(32)包括互感线圈(321)、整流桥(323)、放电电容(325)和回路(329)，所述互感线圈(321)裹绕接地线(31)，所述互感线圈(321)与放电电容(325)两端通过回路(329)连接，互感线圈(321)与放电电容(325)之间设置整流桥(323)，所述波形表(34)检测放电电容(325)放电电流；
所述互感检测组件(32)还包括滤波电容(322)，所述滤波电容(322)通过回路(329)并联在互感线圈(321)两端，滤波电容(322)与互感线圈(321)搭配构建工频电流滤波结构；
所述互感检测组件(32)还包括降压电阻(324)，所述降压电阻(324)设置在回路(329)上并位于整流桥(323)与放电电容(325)之间；
所述放电电容(325)包括电容壳(3251)、第一电荷板组(3252)，所述电容壳(3251)密封并在其内部封装第一电荷板组(3252)，所述回路(329) 从电容壳(3251)两端面穿入其内并与第一电荷板组(3252)连接，所述第一电荷板组(3252)中的其中一块电荷板为浮动板，第一电荷板组(3252)的两块电荷板间距可调；
所述放电电容(325)还包括第二电荷板组(3253)、检测电路(3254)，所述第二电荷板组(3253)设置在第一电荷板组(3252)之间，第二电荷板组(3253)的两块电荷板通过检测电路(3254)连接起来，检测电路(3254)穿出到电容壳(3251)外，所述检测电路(3254)在电容壳(3251)外的段落上设置波形表(34)；
所述放电电容(325)还包括设置在电容壳(3251)外的微型振动马达(3255)，所述微型振动马达(3255)通过一根杆件与第一电荷板组(3252)的浮动电荷板固定连接，微型振动马达(3255)的振动频率不等于工频；
所述微型振动马达(3255)也连接信号线(33)并与声波检测系统(1)的声波波形联锁，所述微型振动马达(3255)的振动周期为声波检测系统(1)的声波脉冲信号平均周期的整数倍。
2.根据权利要求1所述的一种高精度抗干扰的局部放电带电检测装置，其特征在于：所述互感检测组件(32)还包括放电间隙(326)，所述放电间隙(326)并联在放电电容(325)两端，所述波形表(34)设置在放电电容(325)和放电间隙(326)之间。
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